Nu kraftsamlas det för skogens textilfiber - Varför är textilfibrer från skogsråvara intressant? - Vad sker nu på området i Sverige? PPT-möte 26/11-12, Fars Hatt, Kungälv Mats Westin SP Trä SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut
Beräknad befolkningsutveckling i världen (2005 2030) 9.0 9.0 8.5 8.5 8.31 8.309 Miljarder billions 8.0 8.0 7.5 7.5 7.30 7.302 7.67 7.675 8.01 8.012 7.0 7.0 6.91 6.909 6.5 6.5 6.51 6.512 6.0 6.0 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2005 2010 2015 est. 2020 est. 2025 est. 2030 est. Beräknat* Source: World Population Prospects (Medium Variant); United Nations, Population Division; The 2008 Revision Population Database.
Textilfiberkonsumtion per capita (1900 2010) 14 14.0 12 12.0 11.7 11.7 kg per capita capita and year och år 10 10.0 8 8.0 6 6.0 4 4.0 2 2.0 2.5 2.5 2.9 2.9 2.9 2.9 2a världskriget 4.1 4.1 3.7 3.5 3.7 3.5 4.9 4.9 5.9 5.9 6.6 6.6 7.5 7.5 8.8 8.8 10.1 10.1 0 0.0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2005 2010
Textilfiberkonsumtion per capita (1900 2010) 14 14.0 kg per capita och år kg per capita and year 12 12.0 10 10.0 8 8.0 6 6.0 4 4.0 0.5 0.5 Ej cellulosabaserade cellulosabaserade non-cellulosic cellulosic 0.7 0.7 2.7 2.7 5.8 5.2 5.2 5.8 7.1 7.1 2 2.0 0 0.0 0.4 0.5 0.4 0.5 2 2 2.5 2.5 3.6 3.6 4.2 3.9 3.6 4.3 4.6 4.2 4.3 4.6 3.9 3.6 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2010 1900 1920 1940 1960 1980 2005 2000 2010
Textilfiberkonsumtion per capita (2005) 30 USA Singapore Switzerland kg per capita och år 25 20 15 10 Russia Turkey Romania South Korea Czech Rep. Hong Kong Portugal Greece Israel Spain Germany Australia Japan Austria UK Sweden Italy France Belgium 5 Brazil China Thailand Indonesia India Mexico Medelfiberkonsumtionen per capita är direkt proportionell mot levnadsstandard (BNP/capita), beroende på region mellan 3 och 35 kg per år. 0 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 BNP per capita i US$ (2005) 35,000 40,000 45,000
Textilfiberkonsumtionen Värde av globala textilproduktionen 2007 - US $ 1150 billion (7 700 miljarder SEK) - D v s 14 gånger Sveriges BNP Globala fiberanvändningen i textilier - Ökar med >5%/år (utom de senaste 4 åren) - Total förbrukning ca 85 miljoner ton Peak cotton har troligtvis redan uppnåtts Peak oil ligger inom nära framtid
Förlust av odlingsbar jordbruksmark Förlust av jordbruksmark sker f n med ca 15 miljoner ha per år (= 1% av total jordbruksareal) Jordbruksmark per capita minskar stadigt, globalt sett 1960-0,44 ha 1990-0,27 ha 2025-0,17 ha (beräknad) För utvecklingsländerna är utvecklingen än mer dramatisk 1960-1,5 ha 1990-0,2 ha och beräknas 2050-0,1 ha/capita (beräkn) Stora arealer av jordbruksmark minskar dessutom i fertilitet
Förlust/försämring av odlingsbar jordbruksmark Hungersnöd och undernäring ökar trots ökad avkastning av grödorna bl a på grund av förlust av odlingsbar jordbruksmark. Förlust av odlingsbar jordbruksmark beror på Degradering av jorden Befolkningsökning/ civilisering Klimatförändringen För att säkra matproduktionen kan politiska åtgärder leda till att bomull ersätts med matgrödor i vissa länder
Markareal som behövs för ett ton fiber 2.5 2.35 2 hectares 1.5 1 0.69 0.7 1.0 0.5 0.24 0 Lyocell Viscose Modal irrigated cotton rain-fed cotton Vanlig bomullsodling behöver dubbelt så stor areal som viskos från barrskog (För bokskog behövs hälften så mycket mark och för eukalyptus endast 25%). OBS. Mänskligheten behöver alltmer mark för matproduktion!!
Bomull the dirtiest crop in the world Bomull brottas med stora socioekonomiska och miljömässiga problem Bomull står för 3 % av jordbruksarealen men hela 25 % av pesticidanvändn. (+16 % av insekticidanv.) Mycket stor färskvattenanvändning (upp till 6 m 3 för ett par jeans). Sammankopplad med barnarbete (Indien, Uzbekistan, Pakistan ) Ytterligare total avkastning omöjlig
Vattenbehov för att producera ett ton fiber 10,000 10,000 9,000 8,800 8,000 7,500 m³ vatten 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 6,500 2,000 1,000 0 265 445 470 Lyocell Viscose Modal GM cotton (1,150 kg/ha) IPM cotton (1,000 kg/ha) conventional cotton (850 kg/ha) organic cotton (750 kg/ha) Bomullsproduktion (bevattnad) kräver 15-35 gånger mer vatten än viskosfiberproduktion kräver. OBS. Vattentillgång blir i framtiden lika viktigt som oljefyndigheter idag!!
Angående vattenbehov för bomullsodling En av de största miljökatastroferna i modern tid orsakades av ökad bomullsodling. Aralsjön som var den 4e största sötvattensjön i världen, har nästan försvunnit på tre decennier, pga konstbevattning av bomullsplantager
Skogen Skogsmark finns huvudsakligen i befolkningsglesa områden Skogsproduktion konkurrerar normalt inte med matproduktion I världen finns: - 1500 miljoner hektar jordbruksmark - 4000 miljoner hektar skogsmark I Sverige avverkas 66 miljoner m³ virke/år varav - 30 miljoner m³ går till trävaruindustrin - 30 miljoner m³ går till massa & pappersindustrin (=> 11,5 miljoner ton pappersmassa för export) - 6 miljoner m³ går till förbränning
USc/lbs 160 Råbomullspriset 1960-Nu Råbomull förväntas plana ut på 130-140 USc/lb (över 4 kr/kg) dock innebär detta ett pris på blekt bomull (grad A): 30 kr/kg 165 USc/lb April-11 (5 kr/kg) 140 120 100 Att jämföra med blekt barrsulfat 5,50 kr/kg resp. dissolvingmassa: 12,50 kr/kg Nuvarande pris ca 90 USc/lb 80 60 2,75 kr/kg 40 20 2011 2012
Globalt textilfiberbehov (i miljoner ton) Fibertyp - Petrokemiska polyester polypropen polyamid 2010 46,0 (55%) 33,0 5,8 3,3 - Bomull ful -bomull Better cotton initiative eko-bomull 27,5 (33%) 27,0 0,3 0,2 - Lin, hampa, jute, etc. - Viskos, Tencel, etc (från skogscellulosa, bambucellulosa, mm) - Annat (silke, cellulosaestrar, ull) Totalt 2,5 (3%) 3,5 (4%) 4,5 (5%) 84
Biomassaproduktion, uppskattning Världsprod/år Biomassa (Mton, torrvikt) (%) Skog 1 750 43,3 Halm 1 145 28,3 Andra stjälkar/strån (inkl. vass) 1 000 24,7 Bagasse (sockerrörsrest) 75 1,9 Bambu 30 0,7 Bomullsfibrer 25 0,6 Andra naturfibrer (av lin, jute, kenaf, hampa) 8 0,2 Papyrus 5 0,1 Bast (av lin, jute, kenaf och hampa) 3 0,1 Linters (Bomulls-kärna, ej spinnbara fibrer) 1 0,0 Esparto- och Sabaigräs samt löv 1 0,0 Totalt 4 043 100,0 (Rowell, 2008)
Globalt textilfiberbehov (i miljoner ton) Fibertyp - Petrokemiska polyester polypropen polyamid 2010 46,0 (55%) 33,0 5,8 3,3 2030 (spekulation) 100 (67%) - Bomull ful -bomull Better cotton initiative eko-bomull 27,5 (33%) 27,0 0,3 0,2 22 (15%) 3 18 1 - Lin, hampa, jute, etc. - Viskos, Tencel, etc (från skogscellulosa, bambucellulosa, mm) 2,5 (3%) 3,5 (4%) 3 (2%) 22 (15%) - Annat (silke, cellulosaestrar, ull) Totalt 4,5 (4%) 84 => +78%=> 150 3 (2%)
Hur ska produktionen av skogscellulosabaserade textilfibrer öka från 3,5 till 22 miljoner ton på 18 år? - En ansenlig del av alla massabruk i världen kommer att konverteras från produktion av pappersmassa till dissolvingmassa => 15 miljoner ton Drivkrafter: 1. - priset på bomull kommer troligtvis att dubblas - priset på petrokemiska fibrer kommer öka => priset på viskos och lyocell kan minst fördubblas 2. - vikande marknad för tryckpapper - dålig prisutvecklig för pappersmassa - Nyetablering av dissolvingmassabruk (från 3,5 => 7 milj ton)
Vad händer nu i Norden? Produktion, existerande sedan gammalt: - Domsjö / Birla (240 kton/år) barr-na-sulfit Startat 1903 - Borregård (140 kton/år) barr-ca-sulfit Startat 1921 Produktion, nystart: Pappersmassalinjer som konverterats till dissolvingmassaprod. 1. Södra Mörrum (170 kton/år) björksulfat Startat 2011 2. Vida - Lessebo bruk (30 kton/år) barr-mg-sulfit Startat 2012 3. Stora Enso Enocell (150 kt/år) barrsulfat Startat 2012 4. Södra annat bruk (200 kton/år) barrsulfat 2014? Nyetablering av dissolvingmassabruk i Norden? 5. Domsjö/Birla (200 kton/år) sulfit??
Vad händer nu i Sverige? Forskning: Projekt När? Leds av Budget 1. CelluNova 2010-14 SP ca 20 Mkr 2. ForTex 2012-14 SP ca 20 Mkr 3. Flertal? Ö-viksföretag? 4. Flertal? KTH? 5. Flertal? KaU? 6. Future Fashion 2011-19 SP ca 120 Mkr
Huvudfinansiärer: (Main financers)
EcoBuilds grundkoncept, en värdekedja Förnybar råvara Wood biomass constituents Cellulose Hemicellulose Lignin Extractives Grön kemi Biobased components Solid wood, particles & fibers Modifying agents Biobinders Eko-effektiva och beständiga träbaserade eller biobaserade produkter Agro-biomass Biocoatings
Fokusområde 4: Modifierat trä och fibrer Modifierat trä & fibrer Biobaserade lim Biobaserade Ytbehandl. Beständ. & Ekoeffektivitet Biokompositer CelluNovafibrer Modifierat trä Områdeskoordinator Stacy Trey SP Trä /KTH
EcoBuild Projekt 12 CelluNova Textile fibres from novel solution spinning of cellulose pulp Budget: ca 20 Mkr på 4 år (18 Mkr på 3 år och resten på ytterligare 1 år)
Organisering av CelluNova Projektledare: Mats Westin Bitr. projektledare: Stacy Trey, SP/KTH Workpackages : WP-ledare Mats Stacy WP1. Dissolution of cellulose Åsa Östlund (SP) WP2. Fiber spinning Erik Perzon (Swerea IVF) WP3. Processing of fibers, yarns and textiles Desiré Rex (Swerea IVF) WP4. Sustainability Assessment Gustav Sandin (SP) WP5. Process integration Åsa Samuelsson (Innventia)
Andra nyckelpersoner i CelluNova Pernilla Walkenström Swerea IVF /THS Cia Sohlman HM Lars Stigsson, Kiram AB Innventia Henrik Lampa HM IBWCh, Lodz Anna Palmberg & Anders Bergner IKEA Urban Olsson Svenskt Konstsilke Södra Bengt Hagström werea IVF/ Chalmers Alberta Mok SP Peter Axegård Tomas Larsson Lunds Univ./Coimbra Univ. Fredrik Alojzy Aldaeus Urbanovski Dariusz Wawro Chalmers Caroline Löfgren Mats Wallin Karin Emilsson Karlstad Univ. Björn Lindman Bruno Medronho Gunnar Karlström Mikael Lund Björn Stenqvist Magdalena Svanström Greg Peters Ulf Germgård Martin Kihlman Heléne Almlöf
Resultat i CelluNova Fibrer av viskoskvalitet spunna Indikation: Miljömässigt och ekonomiskt bättre fiber Projektet har gått med hög fart Stort engagemang hos alla deltagare
Resultat LCA (Vaggan till grinden) 1 ton fiber Shen & Patel 2010 report CelluNova-alternativ
Ett Projekt inom Vinnova Utmaningsdriven Innovation Budget ca 20 Mkr på 2 år (varav hälften från Vinnova) Projektledare: Ralph Nussbaum, SP Bygger på ett av CelluNovas utvecklingsspår
Mistra Future Fashion Programchef: Mats Westin SP Trä
Budget Budget 2011-2015 60 Mkr (varav 40 från Mistra) Budget 2015-2019 60 Mkr (varav 40 från Mistra) D v s totalt över 8 år: 120 Mkr
Konsortium KIRAM AB MALMÖ HÖGSKOLA
Programorganisation Programstyrelse MISTRA Programledning Programchef Mats Westin (SP) Kommunikationschef Mike Schragger (SFA) Bitr. Programchef Åsa Östlund (SP) Samhällsvetenskapligt projektstöd: Susanne Sweet (Handels) Controller Carina Lydén (SP) Kommunikationskommitté Mike Schragger (SFA), Karolina Wikander (SP), Staffan Ljung (SP), Finn Englund (SP) P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 Esben Pedersen Gregory Peters Rebecca Earley Desiré Rex Maryam Mah-khani Mikael Lindström Wencke Gwozdz Tom Nilsson (CBS) (Chalmers) (UAL) (Swerea) (Chalmers) (Innventia) (CBS) (Malmö Univ.) Implementering i industri, organisationer och offentlig sektor
Projekt 4: Moving towards eco-efficient textile materials and processes Identifiering/framtagning av hållbar teknologi för omvandling av textilfibrer till garner, tyger och slutligen till modeprodukter - Specialstudie för CelluNova-fiber Kvantitativ och kvalitativ studie av kundbeteende Hårda data från användningsfas genom användande av insydda data-chip Tvättning och torkning under användningsfasen Koordinering med och fortsättning av MISTRA-projektet: S wash Utveckling av ekodesignverktyg för modeindustri och offentlig sektor Flera olika verktyg för att vägleda designers och inköpare mot hållbarare val Swerea IVF Chalmers CBS Innventia Desiré Rex Erik Perzon A-K Jönbrink Sandra Roos Stefan Posner A-C Hanning Greg Peters Wencke Gwozdz Hjalmar Granberg
Maryam MKhani Anna Palme Åsa Östlund Bengt Hagström Erik Perzon Zengwei Guo Harald Brelid Lars Stigsson Emma Enebog Irene Häglund Paul Dörtenbach Projekt 5: Reuse, recycling and End of life issues Textile production Fiber spinning I:CO / Myrorna Collected (/donated) textiles Myrorna / SOEX Hand sorting SOEX Disintegration Separation of contaminants (Dry processes) Further disintegration and separation processes optionally including chemical treatment (Wet processes) E..g. Refining Screening Hydrocyclones Flotation Washing SWEREA Chalmers Cellulose fibres SWEREA Fibres of Cellulose dissolution Activation Processing and melt spinning Material and petrochemical Product recycling energy recycling origin SP/ Chalmers Chalmers Swerea IVF Södra Kiram Myrorna Weekdays SOEX
Tack för uppmärksamheten! Frågor? SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut