生活源廢舊紡織品高值化回收再利用體系的構建研究

杜歡政， 陸 莎， 孫 薦， 康 乾

(1. 同濟大學， 上海 200092； 2. 浙江省長三角循環經濟技術研究院， 浙江 嘉興 314001；3. 上海市崇明區豎新鎮人民政府， 上海 202164)

隨著全球人口規模的擴大，居民收入的增加和生活水平的提高，紡織品的生產與消費在過去的幾十年中大幅上升。服裝和家用紡織品是終端紡織消費市場的二大品類，是生活源廢舊紡織品的主要來源。以占比最大的服裝產業為例，全球服裝業的經濟價值約為3萬億美元，占全球生產總值的2%，相關從業人員高達3億多人[1]。此外，生產成本的降低、“互聯網+”的依托、新媒體的傳播以及物流速度的提升，進一步促進了服裝產業的蓬勃發展，其產量和消費量呈現連年翻倍增長的態勢。人均紡織品從7 kg增加到13 kg[2]，總消費量在2019年達到了1億t。人均纖維消費量從1950年的3.7 kg增加到2020年的20 kg[3]，世界纖維需求預計將在2025年增至1.21億t[4]。服裝產業雖然創造了高額收入和大量就業機會，但受當前社會“買即棄(buy-and-throwaway)”快時尚文化的影響，大量的服裝等紡織品被直接遺棄。依據相關報道[2]，全球每年浪費約4 000億美元的服裝。

紡織業在原料生產、織物制造、購買消費、回收處理等各個環節中的環境足跡都暴露出巨大的環境挑戰，包括資源消耗、化學性水污染、土壤退化和溫室氣體排放等[5]。首先，紡織品的生產過程需要消耗大量水資源，即平均生產1.0 kg棉花就需要大約7～29 kL水[6]。以制作一件棉質T恤為例，生產過程使用超過2.7 kL的水并排放出大量難以處理的廢水，相當于一個普通成年人兩年半的飲水量。據估計，每年有930億m3的水和9 800萬t不可再生資源用于制衣[7]。其次，除不可估量的水資源消耗，紡織品的制造過程也導致每年近10億t的溫室氣體排放。Lenzing集團在年度報告[1]中指出，平均63%的紡織纖維來自石油化工產品或者石油開采衍生的聚合物，如聚酰胺、丙烯酸、聚酯和聚丙烯，其開采與制作過程均釋放出大量的二氧化碳[8]。全球每年約3%的溫室氣體排放來自紡織品的生產和使用[9]。例如，一條牛仔褲從原料生產到廢棄處理平均消耗近60 L石油，產生的二氧化碳排放量與汽車行駛112 km的排放量相同[10]。廢棄的天然纖維若被丟棄至垃圾填埋場，經歷數十年的時間才可腐爛，而以石油聚合物為原料的服裝在垃圾填埋場分解則需要200年[10]。除此之外，紡織品的生產還直接影響土地資源及其管理。例如：生產蛋白質纖維(羊毛等)的畜牧業會因為過度放牧而破壞草甸土結構，致使土壤沙化和鹽堿化；工業邊角料和廢水中的塑料、纖維若不被妥善處理，排放到河流和海洋中，會形成無法收集的微塑料。

中國作為當今世界最大的化纖生產國和消費國，年增長量接近千萬噸，再生利用率卻低于10%。據《中國廢舊紡織品再生利用技術進展》白皮書估算，廢舊紡織品年產量近2 000萬t，化學纖維占比約為70%[11]，因此，構建科學的化纖回收再利用體系是當務之急。加快生活源廢舊紡織品高值化回收再利用體系的建設，不僅可以降低焚燒填埋帶來的環境污染問題，改善粗獷型的原料消耗現狀，更是提升全產業鏈價值的重要引擎。

本文指出了生活源廢舊紡織品高值化回收再利用體系的現實困境。從追溯不成熟導致消費動力不足，回收體系割裂增加回收成本，技術難題降低高值化生產力，政策標準缺失弱化基礎保障4個方面對問題進行了詳細梳理。提出了“一溯兩消三推動”的體系構建思路，指出了未來的落地建議，以期進一步完善回收再利用體系的建設。

1 高值化回收再利用的現狀和難點

構建生活源廢舊紡織品高值化回收再利用體系主要面臨2大難題：一是如何鼓勵消費品牌商盡可能地使用更多的再生原料；二是如何實現高值化再生產品的標準化和規模化生產。究其根本，消費品牌商使用再生原料的驅動力來自消費動力的提升；而推動高值化、標準化和規模化生產的核心是技術的精進。基于此，本文歸總出4大原因。

1.1 追溯不成熟導致消費動力不足

消費動力的提升是消費品牌商使用再生原料的根源。消費動力來自于對環保產品價值的認可，并關注回收材料的真實性、可靠性和安全性。再生廢舊紡織品也不例外，其價值認定需要追溯系統的背書。在全球可持續發展的背景下，紡織行業從消耗環境資源換取利潤的傳統生產模式，逐步轉為培養消費者環保意識，注重綠色化生產過程，提升員工福利待遇，使用再生原材料的可持續生產方式，從而賦予再生產品新的價值內涵。在艾倫·麥克阿瑟基金會(Ellen MacArthur Foundation)與聯合國環境規劃署(UNEP)2018年聯合發起的“新塑料經濟全球承諾書”行動[12]倡議下，290多家全球知名品牌及組織參與到可持續生產中。部分服裝品牌專門制定并頒布了針對舊衣回收的行動計劃書，倡導通過回收的方式實現舊衣物的再穿著、再利用、再循環。經過回收的舊衣服會被重新分解、提純、織造，制作成帶有綠色標簽的低價新衣物，剩余的部分會被制作成拖把和抹布等。回收計劃中的一部分資金也會捐贈給聯合國兒童基金會等慈善機構或技術研發機構，讓舊衣物發揮新的社會價值。各品牌方承諾的目標勢必會帶動再生原料市場的需求增長；但值得注意的是，再生原料的價格目前高于新原料，市場的逐利性會引發新原料冒充再生原料的隱患，因此，追溯體系的背書不可或缺，回收過程和回收成效的數據化、透明化和真實化，可為政府、品牌方、股東和消費者等相關方提供服務和監管依據。

逆向追溯體系建立的難點在于：1)追溯主體多元，關聯度低。逆向流動過程涉及多元參與者，包括消費者、政府部門、回收企業、品牌企業、非營利組織、再制造企業等。繁瑣的流通過程使得各主體間保持著較低的關聯度；2)追溯對象難確認，復雜性高。廢舊紡織產品的種類繁多、成分結構復雜、顏色和品牌缺乏統一性，導致其在回收過程中，無法從源頭上形成細分類流動，形態也在細分流動的過程中不斷發生變化，追蹤對象難確認；3)追溯節點分布廣，管理難。紡織生產企業數量龐大，品牌商集中度不高，回收網點更為分散。這些特點使得可追溯的信息體量龐大，覆蓋面廣，存儲與分析技術難度較大，需要強大的管理網絡和追溯經費支持；4)法律政策缺失，執行力弱。與紡織品相關的法律條文、國家標準以及行業標準目前都主要集中在生產端，針對回收端還尚未形成一個系統性、全面性、細節化的制度框架，導致追溯在法律層面無據可依。

1.2 回收體系割裂增加回收成本

再生原料的采購價格是影響再生廢舊紡織品產業利潤率的重要因素。采購價格主要由回收體系產生的成本高低決定，成本要素包括設備、人工、運輸和處置等。

根據主體和渠道的不同，回收體系下的廢舊紡織品回收模式主要分為3類：一是以政府部門或廢舊紡織品回收企業為主的社會回收模式；二是以服裝品牌方為主的定向回收模式；三是以慈善組織為主的公益回收模式。第1類，以政府部門或回收企業為主的社會回收模式，是指通過建立回收投放點、分揀中心、再生原料工廠、再生產品工廠等網絡化布點，將前端回收、中端運輸分揀和后端處置再利用三大環節串聯起來。回收主體通常會在小區放置回收箱，將居民端回收的紡織品運送至分揀中心，分揀后將可再使用的部分交由二手交易中心或公益組織；再利用的部分轉至再生工廠；不可再利用的部分送至無害化處理中心。以政府為主體的回收模式由于缺乏和再利用企業間的高效互動，降低了廢舊紡織品回收再利用過程中的流暢度。從一定程度上來說，以廢舊紡織品回收企業為主的網絡回收模式在市場化運作模式上稍有改善，但目前的低盈利模式仍需改進。第2類，以服裝品牌方為主的逆向組織運行模式，是指以服裝品牌商為主導，通過銷售網點回收廢舊紡織品，再送至上游企業或專業工廠進行再生產。服裝品牌商逆向組織模式具有的優勢包括：回收網點通常設置在已有的銷售網點，解決了回收布點的空間和成本問題，且目標人群確定；逆向物流與已有的正向物流進行整合升級，可通過合理安排運輸路徑提升運輸效率；品牌商對自有貨品熟悉，回收品類更有針對性，加之與上下游企業之間的關聯優勢，可提升對一些特殊面料或難處理面料的再利用率；銷售網點與回收網點的并軌可提升消費者的環保理念，即在銷售的同時進行回收宣傳，并通過以舊換新和打折等優惠方式鼓勵消費者精準投放廢棄紡織品。但是，服裝品牌商逆向組織模式也存在劣勢，比如回收再利用并非企業的主營業務，新板塊的拓展會增加企業的運營成本；正向和逆向物流在理論上可以重合，實際操作中仍需解決健康和衛生等問題；若回收環節無法與后端的再利用環節打通，則難以通過產業鏈升級實現盈利；再利用技術的研發需要大量的資金和人才投入，這就要求品牌商具備更高的戰略視野。第3類，以慈善組織為主的公益回收模式，致力于將成色較好的二手衣物再使用，忽視了不能二次使用的低價值廢舊紡織品處置問題。

總體來說，紡織品回收行業的主要參與者是慈善機構和中小型企業，市場份額的分散性增加了回收成本。并且，回收主體和再利用主體之間仍是分割的局面，未達成有效合作，利益無法形成合力，愈發增加成本支出。

1.3 技術難題降低高值化生產力

技術突破是再生廢舊紡織品價值增值的有效路徑。然而，在“回收—分揀—再利用—再制造”的過程中，廢舊紡織品的成分復雜，分揀技術和綜合再利用技術難題難以破解，價值增值也隨之受到影響。

首先，分揀和綜合再利用技術的研發和落地遭遇瓶頸。就分揀技術而言，其成熟度直接影響了后續的再加工工藝。廢舊紡織品的主要原料是棉紗或者滌綸，還有一些其他成分的輔料，因此再利用前必須去雜純化，技術難度較大，還需配置先進的設備和合理的工藝流程設計。隨著智能算法的演進，機器分選技術近年來有了很大的突破。Riba等[13]開發的一種基于紅外光譜法的自動分選機對未知纖維樣品的分類精度幾乎達到了100%。Peets等[14]也做過相同的實驗，探討利用紅外光譜和化學計量相結合的方法判斷紡織材料，成功率超過95%。然而，紅外光譜不能有效區分植物纖維(棉花或亞麻)，對動物纖維的區分效率也很低(蠶絲或羊毛)，這恰好是大部分廢舊紡織品(服裝)的主要原材料。并且，我國的紡織廢棄物年產生量龐大，大多數還是依賴于低成本的人工分揀。市場難以適應這種高成本和全自動化的處理模式。此外，盡管廢舊紡織品的處理技術層出不窮，高值化的綜合再利用技術進步和規模化進程緩慢。

廢舊紡織品的處理方法主要包括化學法、物理化學法、物理熔融法和物理開松法[15]。其中，化學法對復合材料的再利用最為有效，具有代表性的是乙二醇醇解-甲醇酯交換(DMT)法和乙二醇(BHET)法。DMT法流程長、成本高、特別是反應壓力高，反應器成本高，生產車間安全維護成本高。相對來說，BHET法工藝流程短，設備投資成本低，能源消耗少，沒有甲醇泄露的環保問題。然而，這類化學法的大規模市場化推廣還需進一步拓展。

其次，減輕環境負面效應的技術研發還需精進。高劑量(化學物質)和高耗能(熱能)的處理模式可能會對環境造成負面影響。例如，美國環境保護署(USEPA)研究[16]發現，美國超過63%的廢舊紡織處理廠排出的廢水附帶了高濃度的化學殘留物，它會持久地存在于水體中并最終接觸到人類。盡管目前部分國際品牌商已經開始對廢棄產品進行降級處理或者危險性較小的化學合成，但末端處理帶來的環境負面性仍然是需要突破的技術壁壘。

最后，中低附加值的廢舊紡織品再利用技術缺少創新，再制造市場利潤總體偏低。針對高值化廢舊紡織品或新材料的技術創新是主流。比如，阮文靈等[17]對回收高密度聚乙烯(r-PE-HD)和回收聚對苯二甲酸乙二酯(r-PET)等廢舊紡織纖維進行了改性再制備，合成的纖維復合材料可以廣泛應用于工業、農業、建筑等領域。樊威等[18]將廢舊聚偏氟乙烯(PVDF)纖維溶解于二甲基甲酰胺(DMF)中，制備具有壓電性能的PVDF紗線,可應用于智能可穿戴紡織品領域。當前，針對中低附加值紡織廢棄物的技術創新仍然面臨少有人問津的局面。

1.4 政策標準缺失弱化基礎保障

政策和標準是廢舊紡織品回收體系有效實施的基石，其缺失使得體系失去了執行的保障。廢舊紡織品的循環再利用政策涉及“生產—消費—廢棄—回收—再生產”鏈條上的各個環節，需被逐一提出。

1)在生產環節，生產者責任延伸制度缺失。生產者責任延伸制度(EPR)是指以生產者為主導的責任主體，承擔產品全生命周期的責任，填補了消費后產品的環保責任空白[19]。生產者的責任應從產品的生態設計開始，在環境保護的基礎上考慮紡織品的功能性和美觀度等，遵循低能耗低碳的清潔生產方式，制造綠色、環保且易回收的紡織產品。2)在消費環節，環保或生態紡織產品的標識和認證體系尚未成熟。一方面，建立統一的綠色紡織標準是培養綠色消費市場的基礎，也是促進供給側改革的抓手；另一方面，標識和認證可增加綠色產品的辨識度，幫助消費者辨別商品的環保屬性。3)在廢棄環節，垃圾分類政策還未細化到廢舊紡織品領域。現行的生活垃圾分類管理標準將廢舊紡織品統稱為紡織類，歸于可回收垃圾，還未從后續技術處理的角度將紡織產品進行細分，致使產業鏈運轉效率難以提升。4)在回收環節，監督機制和補貼機制缺位。監督機制的設立可解決廢舊紡織品引發的黑心棉等安全問題，而補貼機制的出臺可激勵回收主體進行回收模式的改革。5)在再生產環節，再生產品的認證和檢測體系未完善。廢舊紡織品再生原料的質量要求和技術規范未建立，產業政策優惠(比如綠色采購制度，稅收優惠政策等)未實施到位，再生產品的盈利和銷售市場并不明朗。此外，就整個產業鏈而言，缺少追溯和環境影響評估體系，不利于大規模的回收再利用。

2 “一溯兩消三推動”的體系構建

2.1 總體原則

本文提出以循環為首要原則，構建生活源廢舊紡織品回收再利用體系。這是立足于對過往廢舊紡織品“末端治理”戰略的反思，基于艾倫·麥克阿瑟基金會提出的新紡織經濟，通過改變紡織品設計、銷售、使用方式和再加工4個方面實現。

在總體理念上，秉承“第1等級最大化，第2等級次之，最大程度減少第3等級”的原則。此回收原則是將廢舊紡織品視為產品，并劃分為3個產品質量等級。第1等級為再使用(reuse)：指不需要改變物理形態而被重復使用的產品，通常通過向慈善機構或二手商店捐贈、出租、交易、交換、借用等方式將產品轉移給新的擁有者。第2等級為再利用(recycle)：指產品本身或產品的材料成分仍然具有功能性，但由于存在物理缺陷等原因需要被送至專業的分揀中心、維修商或再生產企業。第3等級為廢棄物(waste)：指不能被回收或再利用的產品，需進行焚燒或填埋等末端處理。目前，廢舊紡織品市場上缺少對等級制度的明確，導致大部分高質量紡織產品無法被合理地再使用或再利用。回收等級制度的確立，可提升消費方、回收方和再利用方等對廢棄紡織物的自查意識，提供監管方確切的查驗依據，為市場成熟后建立相應的獎懲制度奠定基礎。

針對紡織品的不同種類和形態，基于不同技術手段，應采取對應的“再使用—再利用—廢棄”措施。表1示出廢舊紡織品的不同形態及再使用/再利用方法。由此可知，無物理改變的廢舊紡織品應提倡再使用的回收方式；對于存在物理缺陷的廢舊紡織品，建議采取再使用和再利用并行的方式；非原始形態的廢舊紡織品可采取再利用的方式，最大程度地延伸其使用周期。

表1 廢舊紡織品的不同形態及再使用/再利用方法Tab.1 Types and recycling methods of textile waste

2.2 體系構建

在循環為首要的原則下，構建“一溯兩消三推動”的生活源廢舊紡織品高值化回收再利用體系。“一溯”是指建立一個追溯體系，為廢舊紡織品的流動過程提供數字化依據。“兩消”是指充分發揮消費者和消費品牌的主導作用，通過提升消費者的綠色環保意識，增強再生產品的購買力，從而促進消費品牌使用再生料，擴大再生產品市場。“三推動”是指以“逆向追溯推動消費力，消費者推動消費品牌，技術推動高值化”為實現路徑，形成可持續的閉環新模式(見圖 1)。具體來說，逆向追溯體系的建立是推動消費力的基礎，它可幫助消費者從多維度認知再生產品的高價值內涵，包括功能價值、經濟價值、社會價值、環保價值和品牌價值等。當消費動力提升后，消費品牌會有更大的意愿使用再生原料和進行再生產品制造，實現廢舊紡織品“產品到產品”的閉路循環。而閉環的內生循環動力來自價值的不斷提升，技術的升級和創新則為高值化裝上了強引擎。

圖1 廢舊紡織品高值化回收再利用模式Fig.1 Recycling model of textile wastes

逆向追溯推動消費力。消費動力來源于對再生產品價值的正確認知和充分了解，包括再生原料的真實性、運輸的環境無害性、生產的綠色性等各個方面，因此，建立智能化的逆向追溯系統十分重要，它可以實現物流信息的公開透明，避免再生原料帶來潛在的安全隱患等，從而認證再生產品的多維度價值內涵。區塊鏈技術被認為是實現廢棄物追溯的重要手段[20-21],它可以將追溯鏈上的各個端口下沉至消費者，將人與物的信息嵌入到各個區塊中，提高消費者參與構建回收體系的意識。通過結合大數據、二維碼和APP等技術使廢舊紡織產品在回收過程中可以依照類別、成分、顏色和品牌等方式進行分類處理，減少后端處理成本，跟蹤并記錄全過程的信息流動。公開透明的交易記錄以及拜占庭容錯(BFT)共識機制可以確保消費者、回收機構、零售商、品牌商等參與主體的目標兼容性；采用諸如哈希算法的加密手段還可以對流動過程中所產生的數據信息進行加密、儲存和調用。除此之外，區塊鏈技術可以實時追蹤綠色生產和綠色消費所減少的碳排放量，將環保貢獻可視化。

消費者推動消費品牌。消費品牌既要考慮企業社會責任，也要斟酌再生產品的收益和成本。一方面，消費者購買動力和復購率的提升會增加再生產品的銷量，從而加大消費品牌的收益。以此為出發點，可通過多渠道多媒介進行再生產品和綠色消費知識的普及；建立激勵機制，比如鏈接螞蟻森林，鼓勵再生產品的購買行為；健全綠色消費保障體系，制定一個健全、透明、系統的售后服務體系，降低購買風險。另一方面，消費者的投放行為可幫助企業降低回收成本。建議加強垃圾分類的宣傳教育力度，深化分類意識；引導完善綠色積分體系，獎勵消費者細分品類的投放行為，以此減少后續分揀和再利用環節的人力和物力成本。

技術推動高值化。技術的精進是再生產品高值化的內在動力。技術的研發和落地需要強大的研發團隊和研究經費支持。對于廢舊紡織品而言，綜合再利用技術的研發需要多個機構的配合，包括企業、高校、研究所和產業聯盟等。可建立復合型技術創新聯盟，提供新型技術交流和研發平臺，致力于綜合性利用技術的集成和落地。此外，技術推動力并不局限于回收和再利用技術的研發，還應考慮藝術設計和品牌效應對產品的增值作用。在時代不斷更迭的大環境下，消費者的審美理念及購買需求也發生了較大的轉變，藝術設計已經成為提高市場競爭力的關鍵手段，也是提升商品附加價值的重要因素。例如，知名運動鞋品牌商[22]采用廢棄的塑料瓶和滌綸廢料制作的“Space Hippie”運動鞋，相較于傳統皮革制造，裁剪方法節省60%原材料消耗，制作過程降低70%的碳排放。采用的精準制作工藝使鞋子擁有如襪子般的貼合感和出眾的耐穿性。在可持續發展的環保理念與顛覆性的前衛設計的巧妙融合下，售價一度超過2 000元。此外，一知名牛仔奢侈品牌，將可持續精神貫穿在了其設計理念中。產品的原材料都取自廢舊牛仔褲，經過拆解和清潔處理后重新制成新的牛仔褲。每條牛仔褲上都保留了其獨特的褶皺、褪色和磨損元素，代表了歷任主人留下的生活痕跡，經過手工制作成為獨一無二的單品，一經面世就引發了一系列的明星帶動效應。

概括來講，在“一溯兩消三推動”的回收再利用體系中，需厘清消費者的重要性和帶動作用，推進智能化逆向追溯的發展，以技術創新為核心，以降低回收成本為目標，配合以政策的支持，擴大消費品牌標準化和規模化制造高價值再生產品的產能，最終實現廢舊紡織品全產業鏈高值化目標。

3 建議與展望

總體而言，我國的生活源廢舊紡織品高值化再利用體系需要全方位的支持。法律層面，應積極推進紡織循環經濟發展的法律框架；政策層面，亟需出臺一套覆蓋“生產—消費—廢棄—回收—再生產”全鏈條的政策，并逐層推進，加大回收利用的執行力度；產業鏈層面，參與主體之間需協作與整合，降低整體成本，提高盈利能力；技術層面，精細化分揀和綜合再利用技術需提升；回收層面，應加快城市回收體系的綜合建設，提倡高值廢舊紡織品和低值廢舊紡織品的并軌回收模式；監管層面，應加強逆向追溯體系的建設，多維度認證廢舊紡織的價值。

建議從以下角度推動“一溯兩消三推動”模式的實踐落地。一是建立復合性的產業政策體系。包括建立再生產品的綠色價格機制、綠色采購制度、清潔生產標準和綠色產品標準在內的復合政策制度體系，補強產業價值鏈的短板，打造綠色低碳供應鏈。二是區域化推行試點。紡織產業集中分布在長三角和珠三角地帶，可先行推動長三角或珠三角地區廢舊紡織品回收和再利用合作聯盟，打造具有國際競爭力的廢舊紡織品高值化再利用產業鏈，并逐步擴大廢舊紡織品產業在全國范圍內的影響力。三是充分發揮綠色金融的產業扶持作用。可創新運用排污權抵押貸款、碳排放權抵(質)押貸款、環境權益質押融資等綠色金融產品，加大和豐富對廢舊紡織制造的金融支持，積極培育廢舊紡織品行業經濟增長新動能。