Sustainable Clothing Systems: A Comparative Life Cycle Assessment of T-Shirts Made from Primary and Recycled Materials

Abstract

Den globale klesindustrien legger en enorm belastning på miljøet ved å konsumere naturlige ressurser, forårsaker 10% av globale klimagassutslipp, og forurenser luft, jord og vann med ulike kjemikalier og gjødsel. I tillegg genererer den en betydelig mengde avfall hvert år. For tiden er klesindustrien overveiende lineær, med bare 1% av materialet syklet tilbake inn i nye klær, som fremhever potensialet ved resirkulering som en lovende strategi for sirkulær økonomi å redusere etterspørselen etter primære råvarer og redusere avfall.

Denne studien undersøker materialstrømmene til t-skjorter importert til det norske klessystemet, fra fiberproduksjon til endt levetid for å estimere hvor mye materiale som kan resirkuleres og gjeninnført i produksjonen av nye t-skjorter. Materialstrømanalyse (MFA) ble brukt for å systematisk identifisere strømmer og prosesser på tvers av systemet, og gi innsikt i avfallsgenerering gjennom hele forsyningskjeden. Resultatene fra MFA ble deretter brukt som en grunnlag for å utføre en livssyklusvurdering (LCA). En utvidet livssyklusmodell ble utviklet for ˚a omfatte to livssykluser, for å fange opp fordelene ved å gjenbruke resirkulerte materialer i nye t-skjorter sammenlignet med et lineært system hvor t-skjorter er produsert av primærmaterialer og ender opp som restavfall.

Resultater fra MFA indikerer at dersom en bomulls t-skjorte samles separat i det norske klessystemet etter bruksfasen, kan 27% av det opprinnelige fibermaterialet som kreves for å produsere en t-skjorte resirkuleres og gjenbrukes i produksjonskjeden til neste t-skjorte. Denne resirkulerte fiberen gir en miljøgevinst på 3-13% til systemet på tvers av fem påvirkningskategorier: klimaendringer, økotoksisitet, arealbruk, vannbruk og energibruk. For polyester t-skjorter, er denne gjenvinningsprosenten 29%, men den oppnådde miljøgevinsten er minimal. Scenarioanalyse viste at miljøytelsen til resirkuleringsproduktsystemet kan forbedres betydelig til 4-29% på tvers av påvirkningskategorier ved å øke frekvensen av separat innsamling, optimalisere prosesser for å redusere avfall i produksjonsstadiene, og resirkulering av preconsumer avfall.

Gjennom den integrerte tilnærmingen med å bruke MFA og LCA, gir denne oppgaven en omfattende forst˚aelse av klessystemet, spesielt når det gjelder avfallsgenerering og muligheter for å oppnå potensialet til et resirkuleringssystem gjennom materialgjenvinning og miljøfordeler. Denne innsikten er svært relevant for˚a transformere det overveiende lineære systemet til en mer sirkulær.

The global clothing industry puts an enormous strain on the environment by consuming natural resources, causing 10% of global GHG emissions, and polluting air, soil, and water with various chemicals and fertilizers. Additionally, it generates a significant amount of waste every year. Currently the clothing industry is predominantly linear, with only 1% of material cycled back into new clothing, highlighting the potential of recycling as a promising circular economy strategy to reduce the demand for primary raw materials and decrease waste.

This study investigates the material flows of t-shirts imported into the Norwegian clothing system, from fibre production to end-of-life to estimate how much material can be recycled and reintroduced into the production of new t-shirts. Material flow analysis (MFA) was employed to systematically identify flows and processes across the system, providing insights into waste generation throughout the entire supply chain. The results of the MFA were then used as a base for performing a life cycle assessment (LCA). An extended lifecycle model was developed to encompass two lifecycles, capturing the benefits of reusing recycled materials in new t-shirts compared to a linear system where t-shirts are produced from primary materials and end up as residual waste.

Results from the MFA indicate that if a cotton t-shirt is separately collected in the Norwegian clothing system after the use phase, 27% of the initial fibre material required to produce a t-shirt can be recycled and repurposed in the production chain of the next t-shirt. This recycled fibre brings a 3-13% environmental benefit to the system across five impact categories: Climate change, ecotoxicity, land use, water use and energy use. For polyester t-shirts, this recovery percentage is 29%, but the achieved environmental benefit is minimal. Scenario analysis showed that the environmental performance of the recycling product system can be significantly improved to 4- 29% across impact categories by increasing the rate of separate collection, optimizing processes to reduce waste at production stages, and recycling pre-consumer waste.

Through the integrated approach of using MFA and LCA, this thesis provides a comprehensive understanding of the clothing system, especially in terms of waste generation and opportunities for achieving the potential of a recycling system through material recovery and environmental benefits. These insights are highly relevant for transforming the predominantly linear system into a more circular one.