Unikt forskningsprojekt hos Chalmers vill återvinna textilblandningar

Unikt forskningsprojekt hos Chalmers vill återvinna textilblandningar

Polyester är den vanligaste syntetfibern i textilindustrin och den används i många produkter världen över. En stor utmaning för textil- och modebranschen är dock hur polyesterblandningar och andra syntetiska och nedsmutsade material ska kunna återvinnas. Nu ska ett nytt projekt hos Chalmers undersöka möjligheten att termokemiskt återvinna syntetiska textilblandningar för att skapa nya material och fibrer.

– Vi undersöker möjligheterna för hur textil bestående av fiberblandningar som med rimlig insats inte kan fiberåtervinnas och i dag till största del bränns istället kan återvinnas termokemiskt i ett plastreturraffinaderi säger Martin Seemann, Projektledare och Assisterande professor på Chalmers.

Termokemisk återvinning innebär att man återvinner molekyler från textilier istället för hela textilfibrer. De små molekylerna kan därefter användas som en återvunnen råvara för att producera nya värdefulla baskemikalier och material, både som bas för nya textila fibrer och andra material där det idag används fossila baskemikalier.

Processen innebär att textilierna kokas i 600-800 grader celcius. Det gör att olika molekyler blir kvar som har ett högre termodynamiskt värde än vid förbränning vilket underlättar återuppbyggandet av nya polymerer från det kvarvarande materialet. I princip delar man upp  materialet i en flytande och en gasformig fraktion. Innan dess har materialet rivits och pelleterats.

– De flytande delarna är byggstenarna i framför allt de syntetiska polymererna. Gasfraktionen i processen går också att använda för att koppla ihop byggstenarna igen. Det gör att du kan använda i princip allting för att skapa nya fibrer. Men det är något vi kommer att utvärdera och testa i projektet om det stämmer. Och som sagt, med en rimlig insats av till exempel energi, förklarar Martin Seemann. Det handlar om att hitta den optimala punkten i den här processen och om det finns någon som är mer fördelaktig än alternativen.

Han fortsätter:

– De textilier vi tittar på går inte att återvinna storskaligt och kostnadseffektivt med andra tekniker idag. Vårt huvudfokus är att få ut så mycket användbart material i processen som möjligt. Sedan skulle detta material kunna användas både i textilindustrin men också i andra industrier.

Martin Seemann från Chalmers leder projektet

Positiva tester

I Sverige slängs i dag ca 7,5 kg textil per person och år i hushållssoporna. Det finns ett förslag på producentansvar för textil där branschen ska samla in denna mängd och förbereda för återvinning från och med 1 januari 2024.  Detta innebär att de bortåt 70 000 ton textil, som idag hamnar i Sveriges restavfall, skall hanteras på annat sätt.

Tanken med projektet hos Chalmers är att på lång sikt öka samhällets resurseffektivitet, cirkulariteten, minska CO2-utsläppen samt öka konkurrenskraften för Sverige och svenska företag. Projektet uppfyller dessutom ett antal miljömål i Agenda 2030. I projektet finns aktörer med från återvinningsbranschen, kemibranschen och textilindustrin. Även sortering och upparbetning i form av Wargön Innovation är med liksom Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU).

– SLU har utrustning för pelletering som är tillräckligt stor för projektet vilket är till stor hjälp. Den andra delen är sorteringssystemet som finns hos Wargön Innovation. Det ger oss material som inte går att sälja second hand, det vill säga det som inte återanvänds idag. Men här sorteras också plagg efter fibertyp vilket passar oss. Då kan vi direkt få tillgång till polyesterplagg och vet hur blandningen i materialet ser ut, säger Martin Seemann.

I slutet av januari genomfördes det första testet med positivt resultat. Under mars månad gjordes ytterligare ett test där 1-2 ton textilt material omvandlades till pellets.

– Det gick också väldigt bra vilket känns oerhört spännande framöver, berättar Martin Seemann, men vi få inte glömma att vi är i början av utvecklingen och det finns fortfarande mycket att lära, berättar Martin Seemann.

Fasa ut fossila råvaror

Martin Seemann ser projektet som mycket intressant ur ett återvinnings- och hållbarhetsperspektiv.

– Det skulle kunna fungera som en framtida väg att fasa ut fossil primärråvara och ersätta dessa med biobaserad råvara för att producera syntetiska kolbaserade material och kemikalier, säger han.

Han berättar också att det i dag saknas anläggningar för den här typen av processer.

– Det finns egentligen ingen som är specialiserade på fiberrelaterade kemikalier så det passade inte riktigt från början. Men vi på Chalmers fick frågan och såg det som en intressant utmaning. Det fanns också ett intresse i Europa vilket gjorde att vi såg möjligheterna. Bland annat hade vi kontakt med kemiföretaget BASF i Tyskland och de tyckte det lät intressant, förklarar han.

Den viktiga frågan framöver blir att sätta ett värde på materialet som kommer ur processen, enligt Martin Seemann. Det kommer att ge värdefull information för att fortsätta arbetet och eventuell skala upp processen och systemet.

– Det finns diskussioner att återuppliva en anläggning hos Göteborg Energi som har stängts då den var för liten för att vara en biomassaförgasare. Men när du räknar på textilavfallsmängderna per år i Sverige så skulle den anläggningen kunna hantera cirka 60 procent av textilavfallet som idag går till sopförbränning. Skulle det bli aktuellt måste insamlingskapaciteten lösas som inte finns idag, men det säger att steget från vårt försök på 200 kilo per timme till 5 ton per timme inte är gigantiskt. Det är en möjlig skalning av systemet och rimligt för Sverige eller Skandinavien, berättar han.

Branschöverskridande lösningar

TEKO:s generalsekreterare Cecilia Tall ser möjligheterna med projektet och vad det skulle kunna innebära för branschen.

– Det handlar om att undersöka de vägar som finns för att ta textilbranschen framåt mot en mer cirkulär värld. Branschen står inför en gigantisk utmaning när hela Europa ska börja samla in och återvinna textila material där varken manuell sortering eller återvinningstekniker finns på plats för stora delar av fiberblandningarna. Vi måste ta hjälp av forskningen och se vilka möjligheter som finns att göra saker bättre. Därför är också vi på TEKO intresserade av det här projektet och ser det som högintressant, säger hon.

Cecilia Tall, generalsekreterare TEKO

– Vi i Klimatledande Processindustri är mycket glada för samarbetet med TEKO. Bomullen i textilierna skall återvinnas mekaniskt med bl.a. Södras teknik, men de syntetiska fibrerna behöver ny teknik som den teknik som finns på Chalmers. Våra kemiföretag kan utnyttja det som kommer ut från den termokemiska processen och göra nya material och kemiprodukter, säger Lars Josefsson, klusterledare på Västsvenska Kemi- och Materialklustret.

Lars Josefsson, Klusterledare Västsvenska Kemi- och Materialklustret

Martin Seemann berättar att det inte är säkert att materialet kommer att bli textila material igen.

– De syntetiska molekylerna är enklare att återskapa jämfört med till exempel bomull eller ull som är oerhört komplexa. Men det är inte helt säkert att de syntetiska molekylerna kommer användas i textilier igen. De kommer återgå i någon form av materialström och hur exakt de delarna kommer att kunna tillgodoräkna sig i återvinningsledet återstår att se, säger han och fortsätter:

– Troligtvis så finns det en högre återvinningsgrad om vi accepterar att det även kan bli andra material än just syntetfibrer. Finns ambitionen i produktionsledet att göra fibrer så går ju det. Projektet kommer visa vilka vägar som är bäst lämpade. Det handlar om att hitta aktörer som ser värdet i att ta vara på blandningar mellan olika material och använda det igen. Men också att se cirkulära samhället i ett större perspektiv och inte enbart stirra sig blind på en bransch och en lösning, berättar Martin Seemann.

Det slutgiltiga drömscenariot är dock glasklart enligt Martin Seemann:

– Kan vi täcka vårt materialbehov med hjälp av våra avfallsströmmar då har vi lyckats. Det vore något helt fantastiskt. Om det blir plast av textilier eller textilier av plast så kvittar det faktiskt, avslutar han.

Bakgrund

Projektet startade i november 2020 hos Chalmers med finansiering från Västsvenska Kemi- och Materialklustret (via Vinnväxt-projektet Klimatledande Processindustri) och Stiftelsen Svensk Textilforskning (SST).