Fosil karbona yüksek bağımlılık, bununla ilişkili yüksek karbon ayak izi, düşük geri dönüşüm oranları ve mikroplastikler: çeşitli çözümler ortaya çıkıyor
Michael Carus ve Dr. Asta Partanen
Tekstil elyaflarına olan talebin 1960’tan günümüze evrimi (bkz. şekil 1 ve tablo 1), tekstil endüstrisinin kendisini bu ikilemde nasıl bulduğunu göstermektedir. 1960’ta, tekstil elyaflarının yaklaşık %95’i doğal kökenliydi, biyo-bazlı karbondan ve mikroplastiklerle ilgili bir sorun yoktu, tüm elyaflar biyolojik olarak parçalanabilirdi. Talepteki patlama – 1960 ile 2023 arasında %650 – yalnızca kimya ve plastik endüstrilerinden gelen sentetik elyaflarla karşılanabildi. Payları 1960’ta %3’ten 2023’te %68’e ve yılda 700.000 tondan azdan 85 milyon tona çıktı (Elyaf Yılı 2024). Yeni elyaflar geniş bir özellik yelpazesini kapsıyordu, daha önce bilinmeyen özelliklere bile ulaşabiliyordu ve her şeyden önemlisi, güçlü ve yenilikçi bir kimya ve plastik endüstrisi sayesinde üretim hacimleri hızla artırılabiliyor ve nispeten düşük fiyatlar elde edilebiliyordu.
Aynı zamanda sürdürülebilirlik azaldı, tekstillerin karbon ayak izi önemli ölçüde arttı ve mikroplastik sorunu çözümler gerektiriyor. İlk adım, yenilenebilir liflerin oranını önemli ölçüde artırmak olacaktır, çünkü bu, özellikle ham petrol formunda fosil karbona olan bağımlılığı azaltmanın ve böylece karbon ayak izini azaltmanın tek yoludur. Peki bu nasıl yapılabilir? Yenilenebilir Karbon Girişimi’nin tanımına göre, yenilenebilir karbon biyokütle, CO2 ve geri dönüşümden gelir: Yer üstündeki karbondan. Bu, atmosfere karışacak olan yerden ek fosil karbonu çıkarmak ve kullanmak olan iklim değişikliğinin temel sorununu ele alır.
Pamuk, bast lifleri ve yün neye katkıda bulunabilir?
Pamuk lifi üretimi neredeyse hiç artırılamaz, yılda 20 ila en fazla 25 milyon ton arasında durgunlaşmaktadır. Ekili alanlar neredeyse hiç genişletilemez ve mevcut alanlar gerekli sulama nedeniyle tuzlanmaktadır. Yaklaşık %1 organik pamuk hariç, önemli miktarda pestisit kullanılmaktadır. Tanınan programlar listesiyle tanımlanan “tercih edilen” pamuğun pazar payı, yıllar süren büyümenin ardından 2019/20’de toplam pamuk üretiminin %27’sinden 2020/21’de %24’e düşecektir. (Textile Exchange, Ekim 2022: Tercih Edilen Lif ve Malzemeler Pazar Raporu)
Jüt (%75), keten, kenevir, rami veya kenaf gibi bast lifleri teknoloji geliştirme ve kapasite yatırımında büyük bir artış gerektirecektir ve yine de muhtemelen pamuktan daha pahalı kalacaktır, çünkü bast liflerinin işlenmesi çok daha karmaşıktır, örn. lifleri sapından ayırmak, meyve lifi olarak pamuk için gerekli değildir. Selüloz lifi kaynağı olarak, bast lifleri odun liflerinden daha pahalı olmaya devam edecektir.
Bast lifleri diğer birçok liften daha sürdürülebilir olsa da, Çin pamuğun yerine bast liflerine odaklanmadığı sürece büyük bir değişiklik olması pek olası değildir. Teknolojik sorunlar nedeniyle bunu yapma planları askıya alındı.
Yapay selüloz liflerinin (MMCF’ler) veya basitçe selüloz liflerinin önemi
Selüloz lif üretimi son on yıllarda istikrarlı bir şekilde artarak 2023’te yaklaşık 8 milyon tonluk tüm zamanların en yüksek seviyesine ulaştı ve 2030’da 11 milyon tona daha da artması bekleniyor. Selüloz lifleri, daha geniş bir özellik ve uygulama yelpazesini kapsayan ve kapasitelerini hızla artırabilen tek biyobazlı ve biyolojik olarak parçalanabilir liflerdir. Ham maddeler bakir odunun yanı sıra ormancılık, tarım, pamuk işleme atığı, tekstil atığı ve kağıt atığından gelen her türlü selülozik atık akışı olabilir. Bu nedenle selülozik liflerin payını artırmak, tekstil endüstrisinin sürdürülebilirlik zorluklarını çözmede önemli bir rol oynayacaktır.
MMCF’lerin üretimi viskon, liyosel, modal, asetat ve bakırı içerir. FSC ve/veya PEFC sertifikalı MMCF’lerin pazar payı 2020’de %55-60’tan 2021’de tüm MMCF’lerin %60-65’ine yükseldi. “Geri dönüştürülmüş MMCF’lerin” pazar payı tahmini olarak %0,5’e yükseldi. Çok sayıda araştırma ve geliştirme devam ediyor. Sonuç olarak, geri dönüştürülmüş MMCF’lerin hacimlerinin önümüzdeki yıllarda önemli ölçüde artması bekleniyor. (Textile Exchange, Ekim 2022: Tercih Edilen Elyaf ve Malzemeler Pazarı Raporu)
CEPI çalışması “Orman Tabanlı Biyorafineriler: Temiz Bir Geçiş İçin Yenilikçi Biyo-Tabanlı Ürünler” (renewable-carbon.eu/publications/product/innovative-bio-based-products-for-a-clean-transition-pdf/) Avrupa’da 143 biyorafineri tespit etti, bunlardan 126’sı faaliyette ve 17’si planlanıyor. Bunların çoğu kimyasal hamurlaştırmaya (67%) dayanıyor – selüloz liflerinin öncüsü. Biyorafinerilerin çoğu İsveç, Finlandiya, Almanya, Portekiz ve Avusturya’da bulunuyor. Ancak halihazırda 18 farklı Avrupa ülkesinde faaliyette olan veya planlanan biyorafineriler var. “Kimyasallar ve Türev Malzemeler Sektörünü 2050’ye Kadar Fosilsizleştirmek İçin Yeterli Biyokütle Var mı?” küresel raporu (Yaklaşan yayın Şubat 2025 sonu, buradan ulaşılabilir: renewable-carbon.eu/publications) özellikle çözünen/kimyasal hamurda (2020’de 9’dan 2050’de 44 milyon tona; %406 büyüme), selüloz liflerinde (2020’de 7’den 2050’de 38 milyon tona; %447 büyüme) ve selüloz türevlerinde (2020’de 2’den 2050’de 6 milyon tona; %190 büyüme) yüksek büyüme göstermektedir.
Biyosentetikler – Biyobazlı ve CO2 bazlı Sentetik Lifler
Fosil bazlı sentetik liflerin payını daha da azaltmak için, biyobazlı polimer lifler (aynı zamanda “biyosentetikler” olarak da adlandırılır) geniş özellik yelpazesi nedeniyle mükemmel bir seçenektir – sadece uygulama onlarca yıl alacaktır çünkü bugünkü pay sadece %0,5’in altındadır. Polyester lifler (PLA, PTT, PEF, PHA), poliolefin lifler (PE/PP), hint yağından elde edilen biyo-bazlı PA lifler gibi birçok seçenek mevcuttur. Örneğin, PTT ABD halı pazarında ve PLA hijyen pazarında iyi bir şekilde yerleşmiştir. Hepsi biyo-bazlıdır, ancak yalnızca birkaçı biyolojik olarak parçalanabilirdir (PLA, PHA).
Biyobazlı Polimerlerin 2018’den 2028’e Dünya Üretim Kapasitelerinin Evrimi, Kaynak: nova-Institute 2024 (renewable-carbon.eu/publications/product/bio-based-building-blocks-and-polymers-global-capacities-production-and-trends- 2023-2028-short-version)
Biyosentetikler, biyobazlı polimerlerin birçok uygulamasından biridir. Genel olarak, 17 biyobazlı polimer şu anda 2023’te 4 milyon tonun üzerinde kurulu kapasiteyle ticari olarak mevcuttur. Bu biyobazlı polimerlerden on tanesi biyosentetik olarak kullanılır ve bir milyon tonun üzerinde biyosentetik üretimiyle sonuçlanır
Prensip olarak, birçok elyaf CO2’den de yapılabilir, ancak burada teknoloji ve kapasitenin geliştirilmesi gerekir, belki de zorunlu hale gelecek olan CO2’den sürdürülebilir havacılık yakıtlarının üretimiyle paralel olarak.
Dairesel Ekonomi – Tekstil Atıklarının Geri Dönüşümü ve Elyaftan Elyafa Geri Dönüşüm
Tekstil endüstrisi, sürdürülebilirliğin artık bir seçenek değil, bir zorunluluk olduğu kritik bir andadır. Tekstil üretiminin ve bertarafının çevresel etkisi giderek daha belirgin hale geldikçe, dairesel ekonomi prensiplerini benimseme baskısı artmaktadır.
Umut vaat eden bir çözüm, kullanılmış tekstilleri yeni, yüksek kaliteli elyaflara dönüştüren ve atık döngüsünü etkili bir şekilde kapatan bir süreç olan elyaftan elyafa geri dönüşümdür. Avrupa Birliği’nde önemli ilerlemeler kaydedilmiş olsa ’da, özellikle teknolojilerin ölçeklendirilmesi, toplama sistemlerinin eksikliği ve karışık elyaf tekstillerinin işlenmesi konusunda zorluklar devam etmektedir. Avrupa şu anda yılda yaklaşık 6,95 (1,25 + 5,7) milyon ton tekstil atığı üretmektedir ve bunun yalnızca 1,95 milyon tonu ayrı olarak toplanmakta ve 1,02 milyon tonu geri dönüşüm veya geri doldurma yoluyla işlenmektedir.
Tekstil ürünlerinin geri dönüşümü, saf elyaflara olan talebi ve tekstil ayak izini azaltır. Geri dönüştürülmüş elyafların payı, esas olarak şişe bazlı PET elyaflarındaki artış nedeniyle 2020’de %8,4’ten 2021’de %8,9’a hafifçe arttı. Ancak 2021’de küresel elyaf pazarının %1’den azı, tüketici öncesi ve sonrası geri dönüştürülmüş tekstillerden gelecektir (Textile Exchange, Ekim 2022: Preferred Fiber & Materials Market Report). Brüksel’den kapalı devre geri dönüşüm, özellikle şişeden şişeye geri dönüşüm için yeni düzenlemeler, tekstil endüstrisinde şişe bazlı PET elyaflarının kullanımını tehdit edebilir. Bu, tekstilleri büyük ölçekte geri dönüştürmek için lojistik ve teknolojiler yerinde olana kadar tekstil endüstrisinde geri dönüşüm oranlarında bir düşüş anlamına gelecektir. Bu, dairesel ekonomiye katkıda bulunmak için gerekli olacaktır. Çözümler bulmak için çeşitli araştırma projeleri devam etmektedir ve ilk pilot uygulamalar mevcuttur.
Sürdürülebilir Tekstillerin Geleceği
Geleceğin sürdürülebilir tekstil endüstrisi, pamuk lifleri ve hızla büyüyen selüloz lifleri temeline inşa edilecek, daha sonra biyo ve CO2 bazlı sentetik lifler (“biyosentetikler”) ve her türlü lif için yüksek geri dönüşüm oranları tarafından güçlü bir şekilde desteklenecektir. Bu kombinasyon, sonunda 2050 yılına kadar çoğu fosil bazlı sentetik lifin yerini alabilir.
Selüloz lifleri hakkında en son bilgileri almak için, nova-Institute her yıl “Selüloz Lifleri Konferansı”nı düzenlemektedir ve bu konferans bir sonraki sefer 12 ve 13 Mart 2025’te Köln’de gerçekleşecektir – bu yıl ilk kez biyosentetiklerle. Daha fazla bilgi için: selüloz-fibres.eu