Ngành dệt may là một trong những ngành sản xuất có tác động môi trường lớn nhất hiện nay, cả về tiêu thụ tài nguyên và lượng chất thải phát sinh trong toàn bộ vòng đời sản phẩm. Tuy nhiên, tỷ lệ tái chế còn rất thấp, với chưa đến 1% nguyên liệu được đưa trở lại chu trình sản xuất khép kín. Việc chuyển đổi từ mô hình tuyến tính sang mô hình tuần hoàn, dựa trên tư duy Thiết kế Hệ thống, là hướng đi cần thiết – bắt đầu từ việc xem chất thải và sản phẩm phụ như nguồn tài nguyên đầu vào cho các quy trình mới. Những đổi mới trong tái sử dụng tại các doanh nghiệp dệt may không chỉ góp phần tạo ra chuỗi giá trị bền vững hơn mà còn mở ra khả năng hợp tác liên ngành, đặc biệt với xây dựng, để phát triển các sản phẩm có đặc tính công nghệ và vật lý vượt trội.
Ngành dệt may: từ mô hình tuyến tính đến kinh tế tuần hoàn
Ngành dệt may giữ vai trò then chốt trong lĩnh vực kinh tế thứ ba tại nhiều quốc gia châu Âu, đặc biệt là Ý – nơi thời trang được xem như biểu tượng quốc gia. Tuy nhiên, ngành này cũng là một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn nhất toàn cầu, tiêu thụ lượng lớn nước, sử dụng nhiều hóa chất và phát thải khí nhà kính đáng kể. Chất thải dệt may – từ giai đoạn sản xuất đến sau tiêu dùng – phần lớn vẫn bị chôn lấp, trong khi tỷ lệ tái chế cực kỳ thấp và rất ít được sử dụng trong các ngành khác.
Nguyên nhân chủ yếu xuất phát từ mô hình sản xuất tuyến tính. Tuy nhiên, các giải pháp đổi mới cho thấy chất thải dệt may có thể được tái sử dụng trong các ngành khác, điển hình là xây dựng – như việc tận dụng hơn 200.000 chiếc quần jean bỏ đi làm vật liệu cách nhiệt. Áp dụng nguyên lý Thiết kế Hệ thống giúp biến chất thải và sản phẩm phụ thành đầu vào cho các quy trình sản xuất mới, đồng thời thúc đẩy hướng đi bền vững theo mô hình kinh tế tuần hoàn.
Các nghiên cứu tại đại học California về đổi mới tái sử dụng trong doanh nghiệp dệt may được triển khai nhằm đáp ứng nhu cầu giảm thiểu tác động môi trường, đặc biệt tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ ở những vùng công nghiệp dệt may trọng điểm. Dự án tập trung vào phân tích hệ thống sản xuất, chia sẻ tri thức và xác định các giải pháp xử lý chất thải hiệu quả.
Dựa trên định hướng từ tài liệu “Hướng tới một nền kinh tế tuần hoàn” của Ủy ban châu Âu, nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển sản phẩm và quy trình sản xuất theo nguyên lý Thiết kế Hệ thống và đồng sáng tạo, với sự tham gia của nhiều bên liên quan. Trong bối cảnh đổi mới được thúc đẩy bởi sự kết nối giữa con người và tri thức, Thiết kế Hệ thống đã được áp dụng như một phương pháp chiến lược nhằm xây dựng các chu trình sản xuất bền vững và khép kín. Hình dưới đây là ví dụ điển hình về Thiết kế Hệ thống trong nghiên cứu đổi mới tái sử dụng chất thải dệt may.
Tìm hiểu nhu cầu và phân tích cơ hội tái sử dụng chất thải
Giai đoạn tìm hiểu nhu cầu được thực hiện thông qua các cuộc kiểm toán môi trường nhằm xác định các yếu tố sản xuất quan trọng và đặc tính của chất thải, từ đó đánh giá khả năng tái sử dụng và tái chế. Kết quả khảo sát cho thấy, hai loại chất thải chính là sợi polyester (PET) và bọt polyurethane (PUR), với lượng thải lớn và chưa có chuỗi thu hồi phù hợp. Đây là những vật liệu có tính chất hóa học và vật lý ổn định, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, nên việc tái sử dụng chúng được ưu tiên hàng đầu.
Nghiên cứu cũng khảo sát các ứng dụng tái chế trong xây dựng. Nhiều sản phẩm từ chất thải dệt đã được sử dụng làm vật liệu cách âm, cách nhiệt, hoặc nguyên liệu trong sản xuất gạch và bê tông, cho thấy tiềm năng lớn trong việc mở rộng sử dụng chất thải dệt may sang lĩnh vực xây dựng.
Các bên liên quan được xác định bao gồm doanh nghiệp tái chế, nhà sản xuất thiết bị xử lý chất thải, tổ chức nghiên cứu và đổi mới, liên hiệp thu gom – xử lý chất thải cùng các phòng thương mại, với mục tiêu thúc đẩy và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của chuỗi giá trị tuần hoàn.
Dựa trên kết quả phân tích đặc tính chất thải và nhu cầu thực tế, nhóm đã xây dựng các kịch bản phát triển sản phẩm mới, nhằm tận dụng hiệu quả chất thải dệt may trong ngành xây dựng theo hướng bền vững và thân thiện với môi trường.
Lên ý tưởng và tạo mẫu sản phẩm
Có ba kịch bản chính đã được đề xuất trong giai đoạn hình thành ý tưởng. Kịch bản đầu tiên tập trung vào việc nâng cao giá trị chất thải dệt may bằng cách sử dụng làm nguyên liệu thô thứ cấp hoặc phụ phẩm trong các công ty tái chế hiện có, ví dụ như sản xuất thảm trải sàn từ chất thải tái chế. Kịch bản thứ hai, khai thác thị trường trực tuyến để gia tăng giá trị, nơi khả năng tái sử dụng hoặc tái chế phụ thuộc vào cung cầu. Kịch bản thứ ba, hướng tới phát triển vật liệu xây dựng mới thông qua phân loại chất thải và phát triển sản phẩm, tập trung vào hai loại chất thải chính là sợi polyester (PET) và bọt polyurethane (PUR).
PET và PUR được chọn vì có tính chất vật lý và hóa học ổn định, xuất phát từ tài nguyên không tái tạo và phát sinh lượng chất thải lớn, đồng thời chưa có chuỗi thu hồi phù hợp trong giai đoạn nghiên cứu. Quá trình phân loại vật liệu so sánh các đặc điểm của chất thải với nguyên liệu thô tương tự như len, dùng làm chuẩn sinh thái. Kết quả phân tích cho thấy, dù có khối lượng riêng khác nhau, cả PET và PUR đều có khả năng hấp thụ âm thanh rất tốt, phù hợp làm vật liệu cách âm.
Một nghiên cứu so sánh khối lượng riêng của chất thải PUR và PET với các đặc tính như cơ học, nhiệt, môi trường và âm học đã chỉ ra rằng cả hai – dù có khối lượng riêng khác nhau – đều có khả năng hấp thụ âm thanh hiệu quả, với hệ số dao động từ 0,6 đến 1. Kết quả này định hướng nghiên cứu tiếp theo tập trung vào thiết kế sản phẩm nâng cao chất lượng âm thanh trong không gian nội thất.
Đồng thời, vì đây là sản phẩm thuộc nhóm vật liệu xây dựng, nên quá trình phát triển phải tuân theo các quy định và tiêu chuẩn âm học hiện hành để đảm bảo chất lượng và tính ứng dụng thực tế. Dựa trên các hướng dẫn kỹ thuật về âm học, nhóm nghiên cứu quyết định phát triển một sản phẩm có cấu tạo nhiều lớp chồng lên nhau. Tùy theo hệ số hấp thụ âm mong muốn, phần lõi bên trong chủ yếu sử dụng chất thải PET. Việc ưu tiên dùng PET trước tiên là do loại chất thải này có khối lượng nhẹ hơn. Ngoài ra việc kết hợp chất thải PET và PUR dạng bông với vật liệu có khả năng định hình nhiệt cũng được cân nhắc (trong trường hợp ứng dụng cho nội thất).
Một lớp vải bọc ngoài làm từ phế liệu da thuộc được đề xuất sử dụng, nhờ khả năng dễ bảo trì và đặc tính tự dập lửa. Sản phẩm được thiết kế bằng cách lắp ráp các lớp vật liệu lại với nhau thành khối thống nhất, có thể dùng như lớp hoàn thiện nội thất hoặc món đồ trang trí.
Trong quá trình thử nghiệm nguyên mẫu, nhóm nghiên cứu tập trung vào các tấm vuông phẳng. Phế liệu nhựa PET và vật liệu lót từ PUR được cắt gọt, tạo hình và thử nghiệm để chọn ra loại phù hợp nhất cho các tấm chắn tiếng ồn ghép lại được. Bề mặt ngoài của các tấm này được phủ bằng vải và da thừa từ ngành dệt may, tận dụng nhiều loại vải vụn khác nhau để tạo nên hoa văn độc đáo với màu sắc và kích thước đa dạng
Giám sát thử nghiệm
Giai đoạn giám sát tập trung vào đánh giá khả năng hấp thụ âm thanh của vật liệu thông qua ba phương pháp chính. Đầu tiên là đo độ cản trở của vật liệu đối với luồng không khí để kiểm tra khả năng cách âm cơ bản. Tiếp theo là đo hệ số hấp thụ âm khi sóng âm truyền vuông góc với bề mặt vật liệu. Cuối cùng, phương pháp đo trong buồng dội âm được sử dụng để đánh giá hệ số hấp thụ âm trong môi trường mô phỏng thực tế, với sóng âm phản xạ từ nhiều hướng.
Nhóm nghiên cứu lựa chọn phương pháp đo trong buồng dội âm vì tính thực tiễn cao nhất. Buồng dội âm được thiết kế đặc biệt với bức tường không song song và vật liệu cứng, tạo hiệu ứng vang âm đa hướng, giúp đánh giá khả năng hấp thụ âm của vật liệu sát với điều kiện sử dụng thực tế.
Kết quả ban đầu cho thấy, vật liệu làm từ rác thải PET và PUR có cấu trúc xốp và bố trí lỗ hở hợp lý, đáp ứng các yêu cầu cách âm. Điều này khẳng định tiềm năng phát triển vật liệu cách âm bền vững từ chất thải dệt may, đồng thời mở ra hướng liên kết giữa các ngành công nghiệp trong một hệ sinh thái kinh tế tuần hoàn.
Chiến lược kinh doanh
Phần chiến lược kinh doanh tập trung vào hai trọng tâm chính: đánh giá tính khả thi kỹ thuật và hiệu quả kinh tế. Về mặt kỹ thuật, nhóm nghiên cứu đã phát triển và thử nghiệm các nguyên mẫu ứng dụng như khu vực tập trung, vách ngăn di động, ghế cách âm và buồng điện thoại cá nhân. Quá trình này bao gồm xác định hình dáng, kích thước, phương án lắp ráp và đánh giá hiệu suất sử dụng theo từng mục đích. Các sản phẩm cũng được triển khai thử nghiệm tại một số địa điểm thực tế nhằm kiểm chứng tính ứng dụng.
Nhóm cũng tiến hành phân tích thị trường, bao gồm khảo sát sơ cấp và thứ cấp để xác định quy mô, xu hướng và các rào cản. Từ đó, lựa chọn giải pháp công nghệ phù hợp, xây dựng đề xuất giá trị rõ ràng cho sản phẩm, và xác định chiến lược thâm nhập thị trường hiệu quả, với các kênh phân phối phù hợp nhằm tiếp cận đúng đối tượng khách hàng.
Lời kết
Việc chuyển đổi từ mô hình sản xuất tuyến tính sang sản xuất tuần hoàn đòi hỏi không chỉ thay đổi kỹ thuật mà còn là sự cải tiến toàn diện trong hệ thống thu gom, phân loại và xử lý chất thải hiện có. Nghiên cứu đã cho thấy hiệu quả rõ rệt của phương pháp tiếp cận theo hướng hệ thống – khi các bên liên quan cùng tham gia đồng sáng tạo, chia sẻ tri thức và liên kết chuỗi giá trị, đặc biệt là với các doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Thiết kế lại chuỗi cung ứng theo hướng tận dụng chất thải dệt may làm nguyên liệu thô thứ cấp cho các ngành công nghiệp khác – điển hình như xây dựng – không chỉ giúp giảm tải áp lực môi trường mà còn tạo ra giá trị kinh tế mới. Cách tiếp cận này chứng minh rằng việc tích hợp hệ thống giữa các lĩnh vực tưởng chừng không liên quan là hoàn toàn khả thi và mang lại hiệu quả bền vững.
Dù còn nhiều thách thức trong quản lý các tình huống phức tạp, thiếu chắc chắn và cần nhiều nỗ lực điều phối, kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng rõ rệt trong việc xây dựng mô hình phát triển liên ngành. Thời trang và xây dựng – hai lĩnh vực vốn cách biệt – hoàn toàn có thể kết nối để “xây dựng tương lai của thời trang” theo hướng bền vững, tuần hoàn và sáng tạo hơn
Theo Đặc san Dệt May và Thời trang số tháng 9/2025. Chi tiết tại đây!
