CC BY
21
Entrepreneurship
Каюмова Р.Ф. Kayumova КЕ
кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и конструирование одежды»,
ФГБОУВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
Неволяни Ю.М.
Nevolyany Yu.M.
магистрант кафедры «Технология и конструирование одежды»,
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
Сингизова А.А. Singizova A.A.
студент кафедры «Технология и конструирование одежды»,
ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
УДК 338.45:687:502.12
DOI: 10.17122/2541-8904-2022-4-42-100-106
к вопросу перехода текстильнои промышленности к замкнутой экологичной бизнес-модели развития
Статья посвящена анализу современных направлений процесса перехода текстильной промышленности от линейной к более экологичной замкнутой модели экономического развития, в частности на примере стран ЕС. Рассмотрены главные институты и механизмы, осуществляющие поддержку экологических инноваций. Европейский центр повышения эффективности использования ресурсов осуществляет помощь малому и среднему бизнесу по переходу к мировой экономической модели производства за счёт более эффективного использования природных ресурсов, сокращения вредных выбросов в окружающую среду и сокращения транспортных расходов. Чтобы кардинально изменить траекторию развития текстильной промышленности, требуется переосмысление многих аспектов нынешней модели и всего жизненного цикла производства и эксплуатации текстильных изделий. В условиях «быстрой моды» с помощью агрессивной рекламы производителей искусственно подогревается спрос на дешёвую одежду, а это увеличивает количество свалок выброшенного текстиля. Экономическая модель замкнутого цикла основана прежде всего на повторном использовании сырья, готовых продуктов и возобновляемых ресурсов. Эксперты считают, что экономика замкнутого цикла основывается на трёх основных принципах: максимальное сохранение исходных материалов и готовых продуктов, безотходное производство, безвредное для окружающей среды, и восстановление естественных систем. Основой такой модели являются цифровые технологии, позволяющие ускорить и обеспечить гибкость процессов на всех этапах производственного цикла. Считается, что через 10 лет 90 % покупателей будут при выборе и покупке продукта обращать внимание прежде всего на репутацию компании (бренда) [1].
В статье с точки зрения системного подхода рассмотрены экоинновации на основных этапах жизненного цикла любого текстильного изделия, начиная с этапа подготовки исходного текстильного сырья, производства и отделки тканей, раскроя и пошива изделий и завершая этапом эксплуатации готовой одежды. Выполнен анализ современных инноваций, позволяющих повысить экологичность каждого этапа жизненного цикла текстильного продукта с точки зрения эффективности. При этом за основу взят такой критерий, как величина угле-
предп ринимательство
родного следа. Рассмотрено влияние продления жизненного цикла одного изделия на величину вредных выбросов. Приведены основные направления цифровизации основных этапов производства текстильной продукции. Также разработаны предложения по использованию текстильных отходов на стадии раскроя изделий.
Ключевые слова: экономика замкнутого типа, экологичная модель развития текстильной промышленности, институты по поддержке экологических инноваций, инвестиционные программы, жизненный цикл текстильной продукции, углеродный след.
toward а transition of the textile industry to a closed environmental development
business model
The article is devoted to the analysis of modern directions of the process of transition of the textile industry from a linear to a more environmentally friendly closed model of economic development, in particular on the example of the EU countries. The main institutions and mechanisms that support environmental innovations are considered. The European Resource Efficiency Center provides assistance to small and medium-sized businesses in the transition to a global economic model of production through more efficient use of natural resources, reducing harmful emissions into the environment and reducing transport costs. To fundamentally change the trajectory of the development of the textile industry, it is necessary to rethink many aspects of the current model and the entire life cycle of the production and operation of textiles. In the conditions of "fast fashion" with the help of aggressive advertising of manufacturers, the demand for cheap clothes is artificially heated up, and this increases the number of landfills of discarded textiles. The circular economic model is based primarily on the reuse of raw materials, finished products and renewable resources. Experts believe that the circular economy is based on three main principles: maximum conservation of raw materials and finished products, waste-free production, environmentally friendly and restoration of natural systems. The basis of such a model is digital technologies, which allow to speed up and ensure the flexibility of processes at all stages of the production cycle. It is believed that in 10 years, 90 % of buyers, when choosing and buying a product, will pay attention primarily to the reputation of the company (brand) [1].
In the article, from the point of view of a systematic approach, eco-innovations financed in the EU countries are considered at the main stages of the life cycle of any textile product, starting from the stage of preparation of initial textile raw materials, production and finishing of fabrics, cutting and sewing products, and ending with the stage of operation of ready-made clothes. The analysis of modern innovations is carried out, which makes it possible to increase the environmental friendliness of each stage of the life cycle of a textile product in terms of efficiency. At the same time, such a criterion as the size of the carbon footprint was taken as a basis. The effect of extending the life cycle of one product on the amount of harmful emissions is considered. The main directions of digitalization of the main stages of the production of textile products are given. Proposals have also been developed for the use of textile waste at the stage of cutting products.
Key words: dosed economy, eco-friendly model for the development of the textile industry, institutions to support environmental innovation, investment programs, life cycle of textile products, carbon footprint.
Крупнейшие международные организации, занимающиеся вопросами экологии, в частности Ассамблея Организации Объединённых Наций по окружающей среде (ЮНЕА), Carbon Trust со штаб-квартирой в Лондоне и другие активизируют работу по переходу к мировой экономической модели производства за счёт более эффективного
использования природных ресурсов, сокращения вредных выбросов в окружающую среду и сокращения транспортных расходов. Основной план по созданию экоинноваций в текстильной отрасли был принят в ЕЭС в 2011 г. Основной целью плана было устранение препятствий по финансовым рискам, связанным с инвестициями в эту область.
епгтер1гемеи1^ыр
Параллельно была разработана и принята масштабная программа по финансированию научно-исследовательских экопроектов «Горизонт 2020» с бюджетом 80 млн евро [2].
Согласно разработанному плану, разрешение на запуск новых производственных объектов индустрии моды выдаётся при учёте странами новейших экотехнологий в доступном справочном фонде (ВКЕ^), также были сформированы следующие документы: схема экоменеджмента и аудита ЕС (EMAS) и верификация технологий защиты окружающей среды (ETV) для реализации идеи отказа от использования химикатов при производстве текстиля.
Масштабная программа «Горизонт 2020» направила значительные средства на финансирование проекта по производству органических текстильных материалов из альтернативного хлопку растительного сырья, например, виноградной выжимки, которая в сельском хозяйстве считается отходом [1].
Основные экоинновации в текстильной отрасли, согласно плану ЕС, привязаны к отдельным этапам в соответствии с жизненным циклом продукции. Далее рассмотрим основные направления экоинноваций в текстильной отрасли.
Для оценки экологической ситуации в мире и конкретном регионе пользуются следующими критериями: качество воды, климат (температура, влажность, уровень радиации), состав почвы, доступность необходимого сырья и предметов каждодневного потребления. Одним из основных показателей экологического состояния отрасли является углеродный след. Углеродным следом называют сумму выбросов и удалений парниковых газов в продукционной системе, выраженную как эквиваленты и основанную на оценке жизненного цикла продукции с использованием одной категории воздействия - изменение климата. В настоящее время разработаны методики, с помощью которых можно достаточно точно подсчитать углеродный след какого-либо конкретного продукта на отдельных этапах его существования, то есть жизненного цикла товара. В настоящее время имеется большое количе-
ство онлайн-калькуляторов, с помощью которых можно подсчитывать углеродный след различных товаров [3].
Стремительное ухудшение экологической ситуации в мире заставляет учёных внимательно рассматривать все созданные человеком технологии под углом зрения того, какую нагрузку на природу эти технологии оказывают. Особое внимание обращается на технологии, имеющие значительные вредные отходы. Последнее время текстильная промышленность находится под прицельным вниманием исследователей, занимающихся вопросами экологии. На то имеются серьёзные причины. Как известно, текстильная отрасль занимает второе место в мире по критерию загрязнения окружающей среды
[4]. Каждый день в мире выбрасывается около 200 000 тонн ненужной одежды, и эта цифра, к сожалению, только растет. Например, согласно прогнозам, одних только хлопчатобумажных футболок в мире к 2030 году будет выпущено около 500 миллиардов
[5]. Учёные подсчитали, что при таком потреблении средний срок службы ткани составляет около 3 лет [6].
Глобальное производство одежды в мире ежегодно выбрасывает в атмосферу тонны углекислого газа. Если в 2004 году цифра составляла 330 тонн СО2 (2 % от объёма углекислого газа, выделяемого в процессе человеческой деятельности), то в 2020 году это уже 1,2 млрд тонн в год. Прогнозируется, что к 2050 году на текстильные изделия может приходиться более четверти глобальных выбросов углекислого газа и метана [7].
Если раньше процесс снижения возможного углеродного следа рассматривали лишь на отдельных этапах производства текстиля, то теперь вопрос решается в комплексе с точки зрения всего жизненного цикла текстильных изделий.
Учёные из Квинслендского технологического университета исследовали жизненный цикл одежды на примере хлопчатобумажной футболки как самого универсального изделия в гардеробе любого человека. Футболка содержит в среднем 250 г хлопчатобумажного материала. Средний жизненный цикл
футболки составляет 50 стирок. Оказалось, что в течение жизненного цикла футболки в атмосферу выделяется в среднем 15 кг углекислого газа. Углеродный газ попадает в атмосферу в процессе получения и эксплуатации изделий при использовании электрической энергии, поступающей со станций, работающих на природном угле или газе. Выбросы углекислого газа, а также метана и других газов выделяются в течение всего периода жизненного цикла текстильного изделия. Но распределяются эти потери в течение всей жизни изделия в разных пропорциях. Жизненный цикл изделия разделили на этапы, далее распределение в процентах выделений углекислого газа по этапам выглядит следующим образом:
• выращивание хлопчатника - 14 %;
• прядение и ткачество - 21 %;
• раскрой, пошив и отделка изделия - 5 %;
• дистрибуция и продажа - 5 %;
• эксплуатация изделия - 52 %;
• утилизация - 3 % [5].
Таким образом, более половины всего объёма выбросов углекислого газа приходится на стадию эксплуатации текстильного изделия, которая включает в себя всю многократную влажно-тепловую обработку, т.е. обработку горячим паром или водой. Оборудование для влажно-тепловой обработки использует электрическую энергию. Также заслуживают пристального внимания этапы выращивания хлопка и получения ткани.
Снижение углеродных выбросов на первой стадии (выращивание или получение исходного текстильного сырья) достигается прежде всего поиском альтернативы имеющимся натуральным волокнам растительного и животного происхождения, так как расход энергии на производство природных волокон значительно ниже, чем на производство химических, особенно синтетических. Производители выращивают эко хлопок, но его доля в общем объёме хлопчатобумажных волокон пока очень низкая (не более 1 %), поэтому перспективным считается использование в качестве растительного сырья многолетнего растения мискантуса (генномодифи-цированной конопли), выращивание которого
предп ринимательство
не загрязняет, а обогащает почву, не требует постоянного полива и даёт большой объём биомассы для производства целлюлозы [8]. Параллельно ведутся исследования по использованию альтернативного биоразлага-емого сырья для производства текстильных волокон (кофейной гущи, кожуры апельсинов, листьев алоэ, кожуры кокоса, зёрен сои и т.д.). Если брать во внимание синтетические волокна, то наиболее перспективным с точки зрения энергосберегающих технологий считается углеродное волокно. Применение материалов из углеродного волокна позволяет снизить выбросы на 27 % [6]. Также развивается производство регенерированного полиэфирного волокна из переработанной пластиковой тары.
Далее переход на энергосберегающие технологии на этапах отделки текстильных материалов и пошива текстильных изделий может сэкономить ещё 10 % выбросов. Как известно, наибольшее количество вредных выбросов и отходов образуется на стадии получения и отделки текстильных материалов. На отделку 1 кг текстиля уходит более 0,5 кг различных химических веществ. Наиболее ядовитые химические вещества используются на стадии крашения и печатания материалов. В настоящее время на различных операциях отделки используется более 200 наименований химических веществ и несколько тысяч марок красителей [1].
Научные исследования ведутся в направлении минимизации вредных ядовитых выбросов и снижения температуры процессов отделки. Направление под названием «Зелёная химия» направлено на разработку исходных материалов и процессов с минимальным использованием или без применения вредных для экологии химических веществ. Так, например, катализатор нового поколения Weyl Cat Pegasus позволяет выполнять операцию отбеливания хлопка за гораздо более короткое время и в более мягких условиях, т.е. при более низкой температуре. Применение катализатора в 2019 году привело к сокращению выбросов CO2 более чем на 118 тонн [4]. В результате ткань получается более мягкой и качественной, что, в
епгтер1гемеи1^ыр
свою очередь, продляет жизненный цикл изделия. Более мягкая ткань на этом этапе может потребовать меньше химикатов для отделки позже, что еще больше снизит воздействие на окружающую среду и выбросы парниковых газов в производственном цикле производства ткани. Кроме того, активно разрабатываются инновационные способы крашения и печатания, основанные на применении безвредных для окружающей среды красителей на основе генномодифицированных растений, бактерии кишечной палочки, а также за счёт наноструктурированной поверхности материалов вообще без красителей и пигментов [6]. Отказ от химических красителей, ядовитых для окружающей среды, позволяет добиться существенного уменьшения вредных выбросов в атмосферу, почву и сточные воды.
Значительное количество выбросов углекислого газа приходится на процессы пошива и эксплуатации текстильных изделий. Грамотный подбор режимов влажно-тепловой обработки текстильных изделий позволяет существенно снизить объём выбросов углекислого газа в атмосферу. Так, снижение температуры утюжильных работ на 50 % и снижение температуры стирки изделий до 30 % позволяет снизить общее количество углекислого газа на 25 % [5]. Сокращению объёма используемой энергии и количества вредных выбросов способствует использование безотходной и малоотходной технологии изготовления текстильных изделий, методов бесшовного формования, а также изготовление универсальной одежды со съёмными взаимозаменяемыми деталями и двусторонних изделий.
Проблема текстильных отходов, образующихся на стадии раскроя и пошива изделий, стоит по-прежнему остро. В среднем от 5 до 15 % материалов уходит в межлекальные выпады и не используется. Автором разработаны предложения по использованию различных видов текстильных отходов, в частности межлекальных выпадов, для изготовления различных изделий повышенной формо-устойчивости [8, 9]. В настоящее время в УГНТУ ведутся исследования по более раци-
ональному использованию самых мелких межлекальных выпадов тканей.
Величина углеродного выброса существенно зависит от длительности жизненного цикла одежды. Сокращение времени эксплуатации одного предмета одежды приводит к необходимости покупки, а значит, и производства новых и новых изделий. А это, в свою очередь, приводит к увеличению затрат на их производство, а также к увеличению вредных выбросов. Экономическая эффективность и целесообразность производства «недоношенных» изделий при этом снижается. Так, увеличение жизненного цикла предмета одежды с одного до двух лет позволяет сократить выбросы на 24 %, а сокращение жизненного цикла изделия с одного года носки до одного месяца приводит к резкому увеличению выбросов практически на 550 % [4]. А если учитывать, что многие современные вещи надевают всего один-два раза, а то и вообще не используют, нетрудно понять, насколько увеличивается при этом объём углеродного следа.
Анкетный опрос, проведённый авторами в 2019 году среди студентов УГНТУ и преподавателей разных направлений в возрасте от 18 до 35 лет, показал, что 57 % опрошенных имеют в гардеробе изделия, которые надевали 1-3 раза и больше не наденут. Случаи, когда новая купленная однажды вещь не одевалась вообще, признали 59 % респондентов [8].
В настоящее время существует много различных способов продления жизненного цикла одежды: сбор бывшей в употреблении одежды для утилизации, взаимный обмен бывшей в употреблении одежды, кастомиза-ция и ремонт бывшей в употреблении одежды. Это позволяет перейти на новую замкнутую бизнес-модель производства и эксплуатации текстильных изделий [10].
Цифровая трансформация производственного процесса (цифровая печать, цифровые паспорта одежды, Интернет вещей, цифровые каналы коммуникации, 3D-проек-тирование) позволяют повысить гибкость и эффективность производства текстильных изделий на каждом из этапов, сократить дли-
тельность производственного процесса, а значит, минимизировать различного рода вредные выбросы и обеспечить экономию энергоресурсов [10-12].
Таким образом, новая экологичная бизнес-модель производства текстильной продукции с минимальным количеством углеродных выбросов в атмосферу строится на устойчивом замкнутом цикле производства, использующем органическое возобновляемое текстильном сырье и возобновляемые источники энергии, а также широко внедряющем цифровые технологии на всех этапах процесса. Выпускаемая текстильная продукция при
предп ринимательство
этом предполагает длительное и осознанное потребление. Однако для воплощения этих разработок необходимы меры государственной поддержки. Примером тому служит план по созданию экоинноваций в текстильной отрасли в странах ЕС. Традиционная линейная бизнес-модель нацелена прежде всего на получение прибыли. Ответственное экологичное замкнутое производство предполагает больше расходов на охрану окружающей среды и возобновляемые сырье и ресурсы [13], но дает реальную возможность существенно изменить траекторию развития многих отраслей, включая текстильную.
Список литературы
1. Текстильная промышленность: старое всё становится новым. История. Зелёная экономика. - 2021 [Электронный ресурс] URL: https://www.unep.org/ru/novosti-i-istorii/ istoriya/tekstilnaya-promyshlennost-staroe-vse-chasche-stanovitsya-novym (дата доступа 12.12.2021)
2. Добронравова Ю.А. Устойчивая индустрия моды в ЕС [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ustoychivaya-industriya-mody-v-es-rol-eko-innovatsiy/viewer (дата доступа 29.12.2021)
3. Калькулятор «углеродного следа» [Электронный ресурс] URL:https://calculator. carbonfootprint.com/calculator.aspx (дата доступа 17.11.2021)
4. Dong Fanglin. Research on Sustainable Development and green and low-carbon clothing design// E3S Web of Conferences 237, 01020 (2021) [Электронный ресурс] URL: http://doi. org/10.1051/e3sconf/202123701020 (дата доступа 13.12.2021)
5. Chris Remington. Reducing the carbon footprint in textile manufacturing. Ecotextile news, 2020. [Электронный ресурс] URL: https://www.ecotextile.com/sponsored-content/ reducing-the-carbon-footprint-in-textile-manufacturing.html (дата доступа 6.12.2021)
6. Yan Zhang. Analysis and Study of Low-Carbon Clothing Design and Fashion Lifestyle / Yan Zhang, Rong-rong Xu // Journal of Arts & Humanities. - 2016. - Vol. 5, N 10. - P. 23-29.
- [Электронный ресурс] URL: https://pdfs. semanticscholar.org/c819/f8e4137a4917ab56a7 0102a4477c765dd1b6.pdf?_ga=2.74697307. 81413 5791.1639378297-1889875573. 1639378297 (дата обращения: 13.12.2021)
7. The product development and brand strategy for low carbon clothing / Qi Zhang, Da Li Ma // Applied mechanics and materials. -2013. - Vol. 291-294. - P.1582-1585 -[Электронный ресурс] URl: https://www. researchgate.net/publication/258744729_The Product Development and Brand Strategy for Low Carbon Clothing (дата обращения 6.12.2021)
8. Каюмова Р.Ф., Гирфанова Л.Р. К вопросу использования текстильных отходов и бывшей в употреблении одежды // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - №2 (392) - 2021. - С. 87-92.
9. Каюмова Р.Ф., Гирфанова Л.Р. Понятие формоустойчивости материалов и методы её оценки // Естественные и технические науки. - 2007. - № 1. - С. 171-174.
10. Safia Minney, Lucy Siegle, Livia Firth. Naked Fashion: New Fustainable fashion Revolution. - New Internationalist: 2012. - 176 р. [Электронный ресурс] // URL:https://play. google.com/store/books/details/Naked Fashion The New Sustainable Fashion Revoluti?id=itn0AgAAQBAJ&hl=ru (accessed: 16.08.2019)
11. Simon Kemp. Digital 2021: Global overview report. - 2021 [Электронный ресурс]
Entrepreneurship
URL: https://datareportal.com/reports/ digital2021 - global-overview-report (Дата доступа 12.12.2021)
12. Долженко И.Б. Влияние цифровиза-ции на ведущие компании мировой индустрии модной одежды // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2021. - № 5-2 (56). - С. 154-158.
13. Imran Amed, Anita Balchandani, Achim Berg, Saskia Hedrich, Jakob Ekel0f Jensen, and Felix Rolkens. It's time to rewire the fashion system: State of Fashion coronavirus update. McKinsey Report [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://www.mckinsey.com/ industries/retail/our-insights/its-time-to-rewire-the-fashion-systemstate-of-fashion-coronavirus-update
References
1. Textile industry: old becomes new. Story. Green economy. - 2021 [Electronic resource] URL: https://www.unep.org/ru/novosti-i-istorii/ istoriya/tekstilnaya-promyshlennost-staroe-vse-chasche-stanovitsya-novym (accessed: 12.12.2021)
2. Dobronravova Yu.A. Sustainable fashion industry in the EU [Electronic resource] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ustoychivaya-industriya-mody-v-es-rol-eko-innovatsiy/viewer (accessed: 29.12.2021)
3. Carbon footprint calculator [Electronic resource] URL: https: //calculator. carbonfootprint.com/calculator.aspx (accessed: 17.11.2021)
4. Dong Fanglin. Research on Sustainable Development and green and low-carbon clothing design// E3S Web of Conferences 237, 01020 (2021) [Electronic resource] URL: http://doi. org/10.1051/e3sconf/202123701020 (accessed 13.12.2021)
5. Chris Remington. Reducing the carbon footprint in textile manufacturing. Ecotextile news, 2020. [Electronic resource] URL: https:// www.ecotextile.com/sponsored-content/ reducing-the-carbon-footprint-in-textile-manufacturing.html (accessed: 6.12.2021)
6. Yan Zhang. Analysis and Study of Low-Carbon Clothing Design and Fashion Lifestyle / Yan Zhang, Rong-rong Xu // Journal of Arts &
Humanities. - 2016. - Vol. 5. - N 10. - P. 23-29.
- [Electronic resource] URL: https://pdfs. semanticscholar.org/c819/f8e4137a4917ab56a7 0102a4477c765dd1b6.pdf?_ga=2.74697307. 81413 5791.1639378297-1889875573. 1639378297 (accessed:13.12.2021)
7. The product development and brand strategy for low carbon clothing / Qi Zhang, Da Li Ma // Applied mechanics and materials. -2013. - Vol. 291-294. - P. 1582-1585- URl: https://www.researchgate.net/publication /258744729 The Product_Development and Brand Strategy for Low Carbon Clothing (accessed: 6.12.2021)
8. Kayumova R.F., Girfanova L.R. To the question of using textile waste and used clothing // Izvestiya vuzov. Textile industry technology.
- No. 2 (392). - 2021. - P. 87-92.
9. Kayumova R.F., Girfanova L.R. The concept of dimensional stability of materials and methods of its assessment // Natural and technical sciences. - 2007. - No. 1. - P. 171-174
10. Safia Minney, Lucy Siegle, Livia Firth. Naked Fashion: New Fustainable fashion Revolution. - New Internationalist: 2012. - 176 p. [Electronic resource] // URL: https://play. google.com/store/books/details/Naked Fashion The New Sustainable Fashion Revoluti?id=itn0AgAAQBAJ&hl=ru (accessed: 16.08.2019)
11. Simon emp. Digital 2021: Global overview report. - 2021 [Electronic resource] URL: https://datareportal.com/reports/digital 2021 - global-overview-report (accessed: 12.12.2021)
12. Dolzhenko I.B. The impact of digitalization on the leading companies in the global fashion industry // International Journal of Humanities and Natural Sciences. - 2021. -No. 5-2 (56). - P. 154-158.
13. Imran Amed, Anita Balchandani, Achim Berg, Saskia Hedrich, Jakob Ekel0f Jensen, and Felix Rolkens. It's time to rewire the fashion system: State of Fashion coronavirus update. McKinsey Report. - [Electronic resource]. -accessed: https://www.mckinsey.com/industries/ retail/our-insights/its-time-to-rewire-the-fashion-systemstate-of-fashion-coronavirus-update (accessed:12.12.2021)
