二氧化碳製作人造纖維-碳捕捉再利用
前言
氣候變遷是全人類都必須面對的課題，紡織業也在力行節能減碳，以因應氣候變遷所帶來的影響。國際能源總署(InternationalEnergyAgency,IEA)於2016年提出了六項減碳方案，分別是：核能、再生能源、碳捕捉、發電效率提升與能源轉換、終端能源轉換、終端利用效率提升。而紡織業也有少數的公司正努力的研發「碳捕捉」的技術，若能將捕捉到的碳運用到紡織纖維原料中，相信必能大幅的降低紡織產業鏈的碳排放，對地球的環境保護絕對有正面的助益。
碳捕捉研究機構
碳捕捉再利用(CCU)早在20幾年前就已經有人提出並開始研究可行方式，而目前紡織業執行碳捕捉的方法，大多是從工廠排放之廢氣；或從空氣中捕捉二氧化碳，並將碳透過轉化的方式變成碳纖維。但就目前的技術而言，碳捕捉需要耗費相當大的能源，而且尚未具有大量生產的能力，且碳捕捉再利用最大的障礙就是成本，除了技術開發之外，另需有大量的資金購買土地和設備，因此讓許多企業望而卻步。若能克服技術困難，並且有效的降低成本的壓力，以二氧化碳製成的紡織纖維其實具有取代石化原料的潛力。
目前全世界投入二氧化碳捕捉再利用的公司並不多，而採用的方法也各有不同，以下介紹幾家目前正積極投入此項研究的公司，以及製作碳纖維的方法：
1.科思創(Covestro)：該公司和德國RWTHAachen大學的紡織科技研究所合作，目前已經成功的以CO2研發出兩項彈性紡織纖維材料，分別可運用於長襪和醫療紡織品的製作上，而未來將有機會取代石油，成為製造彈性纖維的新材料。
目前的製作流程是以二氧化碳作為原料的熱塑型聚氨酯(TPU)，並以熔體紡絲(MeltSpinning)的技術進行製造。在製作過程中先將TPU熔化，再擠壓成非常微細的絲線，最後再製成紗線。相較於生產氨綸(Elastane)或彈性纖維(Spandex)等傳統彈性合成纖維所使用的乾式紡絲法(DrySpinning)，熔紡製程不需要使用對環境有害的溶劑，因此對環境造成的傷害也更輕。而未來也將和RWTHAachen大學繼續合作進行「CO2Tex」計畫，該計畫將發展生物基為基礎的聚合原料，以促進未來紡織業的永續發展。
2.Fairbrics：成立於2019年，總公司位於法國巴黎，為2020年「全球變革獎(GlobalChangeAward)」的得主。該公司主要以循環製造的方法，將化學工廠排放的二氧化碳回收，轉化成為高價值的聚脂纖維，希望未來能取代石化材料。該公司並獲得歐盟的資金援助，希望能藉此擴大二氧化碳回收再利用的產能，預計於2024年建立一條每日可生產100公斤碳纖維的試驗性生產線，另於2026年建立一個每日生產1噸碳纖維的示範工廠。
3.LanzaTech：該公司與台灣的遠東新世紀合作，同樣的，也是以循環製造的方法回收鋼鐵工廠排放的廢氣，再以生質技術將廢氣中的二氧化碳轉化成乙二醇，作為低碳聚脂纖維的材料，而此項技術可減少24%的溫室氣體排放。此外，Lululemon也利用遠東新世紀生產的低碳聚脂纖維，成功的生產了全球第一件「廢氣回收衣」。
4.NewLight：是一家位於美國的生物科技公司，目前與Nike合作共同推動：「以海洋微生物生產負碳排放之生物材料(AirCarbon)應用探索計畫」。所謂「AirCarbon」，是透過一種海洋微生物，而該微生物會食用甲烷、二氧化碳等溫室氣體，並轉換成40%的氧和60%的碳儲能材料，而這種碳儲能材料就是「AirCarbon」。此項材料是一種可以取代塑膠的負碳排放生物材料，亦被稱之為「聚羥基丁酸酯(PHB)」，再將取得的AirCarbon熔化後萃取出碳纖維。
5.RubiLabs：總公司位於美國，也是2022年「全球變革獎」得主。該公司創辦人受到植物行光合作用的啟發，研發出一種「酶」(又稱為酵素)，是一種催化劑。該公司從空氣中捕捉二氧化碳，再經由「酶」的催化將二氧化碳轉換為「縲縈(Viscose)」和「萊賽爾(Lyocell)」兩種人造絲纖維，以這兩種纖維製成的紡織品即為該公司主打商品「負碳纖維紡織品(carbon-negativecellulosictextiles)」。
6.NatureWorks：該公司以植物捕捉二氧化碳，並透過微生物將二氧化碳轉化為「低碳聚乳酸生物聚合物(Ingeo)」，即塑膠的一種。預計2024年將於泰國建立工廠生產Ingeo，年產能大約75,000噸。而該公司研發團隊正在研發新技術，未來希望不須經過植物捕捉二氧化碳，直接使用微生物將溫室氣體轉化為乳酸聚合物。
結論
碳捕捉再利用(CCU)是減碳最直接；也是最有效的方法之一。然而，聯合國於2021年也做出呼籲，碳捕捉的成本將是成敗的關鍵。由於碳捕捉不只需要精密的技術，也需要有大量的碳捕捉與轉換成纖維的設備，更需要有大量的土地支應廠房設備的興建。因此，為了鼓勵機構法人和企業投入碳捕捉再利用的生產行列，各國政府應適時伸出援手才能讓碳捕捉再利用的研究得到更豐碩的成果。因此，政府應如何協助企業取得土地；如何以較低成本取得設備；或是如何做好工廠週邊的環境保護；亦或是投入研發的租稅優惠等，都應積極且審慎的規劃。也唯有產官學通力合作，才是永續發展的唯一道路。
