Das Färben von Kleidung verbraucht viel fossilen Brennstoff. Startups wollen das beheben

Aug 18, 2023

In einer Fabrik in Vietnam laden Arbeiter ungefärbte Polyesterrollen in einen Stahlbehälter, der mit einem Lagertank für Kohlendioxid verbunden ist. Wenn der Druck im Behälter erhöht wird, nimmt das Kohlendioxid sowohl gasförmige als auch flüssige Eigenschaften an und entwickelt dadurch eine Superkraft: die Fähigkeit, Farbstoffe aufzulösen. Die Fabrik, die Technologie des niederländischen Startups DyeCoo Textile Systems nutzt, stellt mit Kohlendioxid gefärbte Kleidung her.

DyeCoo sagt, dass sein Prozess zum Auftragen von Farbstoffen auf Stoffe kein Wasser oder Bindemittelchemikalien verwendet – zum Spülen wird jedoch weiterhin Wasser benötigt – und den typischen Wasserverbrauch und die Emissionen einer Fabrik beim Färben von Textilien halbieren kann. (Etwa 95 % des Kohlendioxids können auch zwischen den Arbeitsplätzen recycelt werden.) Seit 2010 arbeitet das Unternehmen mit Bekleidungsherstellern in Taiwan, den Niederlanden und Südostasien zusammen. Zu seinen Unterstützern gehören Nikes Venture-Arm und Ikea.

DyeCoo ist eines von mehreren Startups, die neue Wege zum Färben von Textilien erforschen. Während die Modeindustrie wegen der Herstellung billiger Kleidung, der Verbrennung unerwünschter Lagerbestände, der Verwendung von Materialien auf Kunststoffbasis und dem Versand von Waren rund um den Globus in Kritik gerät, ist der energieintensive Färbeprozess eine ihrer schwierigsten Herausforderungen. Ein aktueller Bericht der Branchengruppe Fashion for Good schätzt, dass das Färben zusammen mit der Vorbehandlung und Veredelung von Stoffen für mehr als die Hälfte der Gesamtemissionen der Branche verantwortlich ist. Da Verbraucher und Investoren Druck auf Bekleidungsunternehmen ausüben, ihren CO2-Ausstoß zu reduzieren, könnte die Suche nach einer umweltfreundlicheren Möglichkeit, Farbe hinzuzufügen, eine große Chance sein.

Das Färben von Kleidung ist aufgrund der Art und Weise, in der es durchgeführt wird, und des Ortes, an dem es stattfindet, kohlenstoffintensiv. Bei den meisten Methoden ist Wasser erforderlich, das heiß genug ist, um die Stofffasern zu lösen, sodass sie den Farbstoff aufnehmen können, und/oder heißes Wasser zum Scheuern, Bleichen oder Waschen von Stoffen. Dies alles ist Teil einer Textilproduktionsphase, die als Nassverarbeitung bezeichnet wird und zu der auch die Herstellung von Mustern und die Veredelung der Stoffe vor der Konfektionierung gehört.

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In den Ländern, in denen die meiste Nassverarbeitung stattfindet – darunter China, Vietnam und Indien – ist Kohle tendenziell die billigste und dominierende Energiequelle. Fabriken sind darauf angewiesen, wodurch ein Teufelskreis entsteht: Billige Kohle ermöglicht eine billige Textilherstellung, wodurch billige Kleidung entsteht, was den Bedarf an billiger Kohle aufrechterhält.

„Die Kohleverbrennung in Fabriken trägt dazu bei, dass in Ländern, die bis 2030 aus der Kohle aussteigen müssen, weiterhin Kohle gebunden und genutzt wird“, sagt Rachel Kitchin, Klimaaktivistin bei Stand.earth, die die Dekarbonisierungsarbeit von Unternehmen misst. „Es kurbelt die Nachfrage an und hält diese Nachfrage an Orten aufrecht, die sonst abwandern würden.“

Laut einem Bericht des Umweltberatungsunternehmens Quantis waren im Jahr 2016 mit Kohle und Erdgas betriebene Kessel für 44 % des CO2-Fußabdrucks in der Textilfärbung verantwortlich, und Strom aus Kohlekraftwerken machte weitere 17 % aus. Nach Angaben der Vereinten Nationen verursacht die Textilproduktion insgesamt bis zu 8 % der weltweiten Kohlenstoffemissionen – mehr als Schifffahrt und Luftfahrt zusammen.

Ein Bericht des Apparel Impact Institute aus dem Jahr 2021 ergab, dass ein vollständiger Kohleausstieg die Emissionen aus der Textilherstellung um 13 % reduzieren würde. Es könnte auch die Arbeitssicherheit erheblich verbessern.

Doch die weit verbreitete Einführung von Elektrokesseln, die mit erneuerbarer Energie betrieben werden können, wird durch Infrastruktur-, Finanzierungs- und Technologiehürden behindert. Kessel, die mit Biomasse-Inputs wie Holzpellets betrieben werden, die in Ländern wie Kambodscha als Kohlealternative eingesetzt werden, können zur Entwaldung beitragen oder mehr Baumplantagen auf Flächen antreiben, die besser für die Landwirtschaft geeignet wären, sagt Kitchin.

Derzeit versuchen Startups wie DyeCoo, die Emissionen der Färberei direkt anzugehen. In Japan gibt Debs Corp. an, dass sein AirDry-Verfahren, bei dem der Farbstoff mithilfe einer druckerähnlichen Maschine vom Papier auf den Stoff übertragen wird, bis zu 95 % weniger Wasser und 86 % weniger Energie verbraucht als herkömmliches Färben. Das britische Startup Alchemie Technology verfügt über eine ähnliche Technik und verspricht eine entsprechende Reduzierung des Energieverbrauchs.

Die Modernisierung der Maschinen allein wird die Umweltprobleme der Textilproduktion nicht lösen. Viele Kleidungsstücke, darunter auch Polyester von DyeCoo, werden aus synthetischen Fasern hergestellt, die ihrerseits aus fossilen Brennstoffen gewonnen werden. Die meisten Textilien werden außerdem mit synthetischen Farbstoffen gefärbt, die sowohl aus fossilen Brennstoffen stammen als auch große Süßwasserschadstoffe darstellen, die die menschliche Gesundheit schädigen.

Hier kommen Unternehmer wie Chui Lian Lee ins Spiel. Nachdem sie in der Schule Textilentwicklung studiert hatte, besuchte Lee ein Biodesign-Programm in New York, als sie auf ein Fläschchen mit fluoreszierenden rosa Proteinen stieß.

„Dadurch entstand die Idee, dass Proteine ​​so viel mehr sein können als nur Bausteine ​​der Nahrung“, sagt Lee. „Proteine ​​in der Natur haben eine unglaubliche Funktionalität. Sie erzeugen Farbe durch Proteinstruktur.“

Im Jahr 2018 war Lee Mitbegründer von Werewool. Das New Yorker Startup ahmt die DNA-Sequenz von Discosoma-Korallen nach, die ein leuchtend rosa Protein produzieren, und fügt sie dann in Mikroben ein, die sich durch Fermentation vermehren können. Die resultierenden Proteine ​​werden mit Proteinen aus landwirtschaftlichen Reststoffen kombiniert, um farbige Fasern zu bilden. Werewool will bis Ende dieses Jahres seine erste Charge proteinbasierter rosafarbener Fasern herstellen.

Living Ink Technologies erforscht auch neue Wege zur Herstellung von Farbstoffen. Das Startup aus Colorado stellt Schwarzpulver aus Biomasseabfällen her, die von Unternehmen gesammelt werden, die Algen als Lebensmittelzusatzstoff anbauen. Scott Fulbright, Mitbegründer von Living Ink, sagt, dass sie 2 Millionen T-Shirts für Nike mit dem Algenfarbstoff bedruckt haben, der nächstes Jahr auch für Coach-Lederwaren verwendet wird. Das Unternehmen arbeitet an weiteren Farben.

Herauszufinden, wie man nachhaltigere Pigmente und Stoffe herstellen und erstere auf letztere anwenden kann, ist nur der erste Spießrutenlauf zur Ökologisierung von Textilien. Die Mode ist auf eine kostengünstige und äußerst flexible Produktion angewiesen, was die Einführung neuer Technologien schwer zu rechtfertigen macht – insbesondere wenn diese teurer, funktional eingeschränkt und nicht von Regulierungsbehörden vorgeschrieben sind.

„Viele dieser neuen Technologien sind für die Branche finanziell unattraktiv“, sagt Phil Patterson, Geschäftsführer der in Großbritannien ansässigen Color Connections Textile Consultancy. Färbereien arbeiten bereits mit hauchdünnen Margen, sagt er, und es sei unklar, wer für beschädigte Stoffe aufkommen würde, wenn eine ungetestete Technologie nicht funktioniert. Branchenbeobachter stellen auch die Farbkonsistenz und Langlebigkeit alternativer Pigmente in Frage – Kriterien, die dazu beigetragen haben, dass synthetische Pigmente überhaupt pflanzliche Farbstoffe überholt haben.

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Hinzu kommt die fragmentierte und unbeständige Natur der meisten Modelieferketten. Im Gegensatz zu Computer- oder Automobilherstellern, die oft langjährige Partnerschaften mit Zulieferern haben, wechseln Bekleidungsmarken regelmäßig ihre Produkte, um mit Trends wie bestimmten Nähten oder speziellen Färbetechniken Schritt zu halten. Dadurch kann es schwierig werden, Beziehungen aufzubauen, die Investitionen in erneuerbare Energien oder neue Innovationen in der Fertigung ermöglichen.

„Wir haben keine Lieferanten, die Jahr für Jahr gleichbleibend sind. Es ändert sich je nach unseren Bedürfnissen“, sagt Jeannie Renne-Malone, Vizepräsidentin für globale Nachhaltigkeit bei VF Corp. „Wenn die Lieferantenbasis konsistenter wäre, würde das dazu beitragen, schnellere Fortschritte zu erzielen.“ Im Jahr 2022 produzierte die VF-Tochter JanSport einen ungefärbten Rucksack aus recycelten Stoffen.

Aber in den letzten Jahren hat eine Mischung aus Druck von Käufern und Unterstützung von NGOs begonnen, den Maßstab in Richtung Dekarbonisierung zu lenken. Organisationen wie das Apparel Impact Institute und Clean Energy Investment Accelerator haben auch mit Unternehmen wie VF, Gap und Lululemon Athletica zusammengearbeitet, um die Energiepolitik auf Regierungsebene zu beeinflussen und Fabriken bei der Einführung erneuerbarer Energien zu unterstützen.

„Eine der größten Hürden sind die staatlichen Maßnahmen und Anreize zur Dekarbonisierung der Fabriken“, sagt Renne-Malone. In Vietnam beispielsweise gibt es ein Pilotprogramm, das es Unternehmen ermöglichen würde, Strom direkt von privaten Unternehmen zu kaufen, die erneuerbare Energien produzieren. Dieses Programm wird jedoch bereits seit sechs Jahren geprüft.

Letztendlich könnte auch die Regulierung den Ausschlag geben. Die Europäische Kommission entwirft Gesetze, die Modeunternehmen für die Umweltauswirkungen der von ihnen hergestellten Kleidung zur Rechenschaft ziehen sollen. Jana van den Bergen, Färbespezialistin bei Fashion for Good, sagt, dass nachhaltiges Färben „schnell voranschreitet, insbesondere weil die Regulierung in Kraft tritt“.

Die Bewältigung technologischer, wirtschaftlicher, logistischer und regulatorischer Herausforderungen wird immer notwendiger, wenn die Modebranche ihre Klimaziele erreichen will. Dies gilt auch für die Erforschung der groß angelegten kohlenstoffarmen Färbung aller Stoffe und Farben. Derzeit ist das aus Algen gewonnene Pigment von Living Ink nur in Schwarz erhältlich und das Kohlendioxidverfahren von DyeCoo funktioniert nur bei Polyester. Seit der Einführung eines Prototyps im Jahr 2010 hat das Unternehmen laut DyeCoo-Geschäftsführer Kasper Nossent 17 Maschinen in acht Fabriken verkauft.