深瞳工作室出品
科技日報記者 張曄 實習生 胡澤妍 策劃 趙英淑 滕繼濮
煙波浩渺，海天一色，港珠澳大橋如長龍臥波，飛騰在湛藍海面上。春節期間，科技日報記者來到串連起港珠澳大橋的幾座人工島景觀平臺，腳下一種特殊的板材引起記者注意。它的紋理像竹節般整齊劃一，腳感又厚實堅韌。
來自杭州大索科技有限公司（以下簡稱“大索公司”）的沈海鷹告訴記者：“港珠澳大橋人工島景觀平臺全部采用我們生產的高耐戶外竹材，總面積2萬余平方米，延綿數公里。”
港珠澳大橋建成6年來，這些以竹子為基材的復合板材，經歷了陽光暴曬、海水腐蝕、臺風肆虐，卻依然堅固如初。
我國是世界最大竹種植國、竹材生產國，2023年竹產業總產值5412億元，出口額超160億元。竹子具有生長快、強度高等特點，通過“以竹代塑”“以竹代鋼”，竹材正成為一顆冉冉升起的材料新星。
但記者在采訪中發現，我國竹資源利用相對粗放，竹材制品企業規模偏小；國內市場價格“內卷”、企業創新能力不足，環保和性能指標堪憂；進軍歐美高端市場，缺少應對環保、質量“雙壁壘”的措施。對此，相關專家和企業建議，應加強新型復合竹材技術難點攻關，建立竹材碳足跡標準，提升竹材產業含“綠”量和含“新”量。
小竹子帶動富民大產業
黔北群山，綠竹猗猗。貴州省遵義市桐梓縣高山村方竹種植大戶金孝方告訴記者，他家承包了400畝林地，年收入30多萬元，靠著竹林經濟走上致富路。
桐梓縣的發展只是下“竹”功夫、做“竹”文章的一個縮影。近年來，發展竹產業已成為富民強企、鄉村振興的重要途徑，在浙北、福建、江西、貴州等地，越來越多的農民靠著竹子鼓起腰包。
竹子是我國獨具優勢的植物品種。我國竹類資源、面積、蓄積量均居世界第一，也是全球竹產業規模最大、竹制品生產最多、貿易量最大的國家。目前，我國竹林面積已超過1億畝，占世界竹產品貿易總額60%以上；從竹資源受益的農村人口近5000萬。
竹子具備強度高、韌性好、可降解再生等特點，以其為基礎的各類復合竹材料應用廣泛。目前，我國已有重組竹、竹編工藝品、竹纖維制品、竹碳制品等100多個系列上萬個品種。進入21世紀以來，以竹產品為基礎開發的可再生材料嶄露頭角，顯示出廣闊的應用前景。
“目前，全球竹資源大多分布在發展中國家，歐美發達國家沒有大規模種植。我國不僅竹資源豐富，而且加工能力具有比較優勢。”南京林業大學竹業研究院副教授婁志超說，如何用好竹資源是我國材料領域繞不開的必答題。
2023年，國家發改委等部門印發的《加快“以竹代塑”發展三年行動計劃》提出，到2025年，竹材綜合利用率提高20%。
我國還與國際竹藤組織聯合發布“以竹代塑”全球行動計劃，呼吁相關組織與政府部門在發展戰略和規劃中納入“以竹代塑”元素，共同推動塑料污染的減少。
此外，從植物學分類來說，竹子并非人們通常理解的“樹木”，而是禾本科中的一種巨型草本植物。研究表明，竹子生長速度快，固碳效果遠超普通林木，是名副其實的“碳匯大王”。
“竹林吸收的二氧化碳是杉木的1.46倍，我國竹林每年可實現減碳1.97億噸、固碳1.05億噸，減碳固碳總量達3.02億噸。”浙江省竹產業協會秘書長王進說，林草碳匯是實現碳中和目標的壓艙石，而竹產業在林草碳匯中發揮重要作用，許多竹制品的全生命周期碳足跡甚至是“負碳”。
王進表示，以竹子為基材的復合材料，通過“以竹代塑”等場景應用，建立了一個千億級別的新型生物質材料產業體系。
竹材雖好仍需創新升級
竹子外圓中空，直徑小、生長快，淀粉糖類等營養成分豐富，極易腐朽霉變。竹加工的通行辦法是把竹子劈成條狀，進行炭化熱解去除半纖維素，再用膠水浸漬擠壓成型。但是，竹子表面竹青含硅，內里竹黃含蠟，竹纖維呈單一縱向排列，因此加工處理起來比木材更為復雜。
竹子加工制造要求較高，而國內竹材加工企業普遍規模偏小、創新不足，且近年來國內市場價格“內卷”嚴重，導致先進技術普及不高，落后工藝大行其道。
婁志超透露，在戶外竹材、室內集成材和重組竹材三大應用場景中，戶外竹材大量使用浸漬重金屬或是劇毒化學防腐劑，既污染環境，又難長效防護；室內集成材原料利用率僅50%—60%，成本高于木地板；重組竹材用膠多、甲醛釋放量大，不適宜在封閉環境使用。
“這樣的產品，歐美市場進不去，國內市場口碑差。”沈海鷹告訴記者，“如果在生產管理包括對原料及輔料工藝上過于粗放，我國竹材產業將面臨較大的挑戰。”
一位不愿透露姓名的行業專家也表示，我國竹材產業目前存在諸多問題，如勞動密集度高、產業規模偏小、產品同質化現象嚴重、研發力量相對薄弱以及消費市場培育不足等。例如，國內產值超過億元的竹企業僅有百余家，而規模最大的企業年產值也不過10億元，其抗風險能力和國際競爭力均顯得嚴重不足。
過去，國內竹材制品依靠“負碳”標簽和可替代木材等優勢開辟了部分歐美市場。然而，較為單一的產品類型和應用場景，限制了其擴大市場份額的可能。
此外，長期以來我國在貿易法規、檢測標準、綠色技術等方面缺少話語權，導致國內竹材面臨的質量和環保壁壘漸高，競爭力趨弱。
2013年，歐盟正式實施木材法規（EUTR），明確要求對木制品進行風險評估。美國、澳大利亞、日本和韓國等也要求進口木制品要通過FSC森林認證。
婁志超介紹，除了FSC認證，我國林木產品在出口歐美日等國家時，還面臨著多項法規的嚴格約束，這些法規主要集中在國際標準體系認證、包裝及標志、有毒有害物質限量以及有害生物防護等方面。
打開高端市場要過環保低碳關
沈海鷹每年都去歐洲參加展會、走訪客戶，路經西班牙馬德里國際機場時，他都會抬頭仔細觀察大廳頂棚。
馬德里國際機場共有24萬平方米的頂棚使用了竹材，這是迄今世界上最大的竹材屋頂工程。“傳統的機場頂棚多采用鋁合金材料，如果用竹材，最大的挑戰就是防火防腐，并衍生出環保、力學等一系列技術挑戰。我們經過近一年的研發，終于攻克了這個難題。”沈海鷹說。
大索公司成功拿下馬德里機場頂棚工程的背后，離不開中國林業科學研究院、南京林業大學等科研單位的成果。
自2016年起，婁志超團隊開始研發“綠色低碳重組竹材”系列技術。他們研發出竹材體內營養物質溫和熱解新技術、低醛低酚環保型新一代膠黏劑，以及竹產品全生命周期碳足跡評價方法等。
“針對竹子含營養物質戶外使用易霉變特點，我們研發出溫和熱解新技術，將熱處理溫度和時間減少一半以上，耗能大大降低。”婁志超介紹，該技術可實現竹材體內營養物質徹底去除和纖維素的無損保留，使竹材在戶外使用5年無需防腐遏霉維護處理。
而低分子量、易潤濕浸漬的低醛低酚樹脂，可以在熱固化時封堵甲醛、苯酚在竹纖維細胞內的釋放“通道”，阻止其溢出，進一步強化重組竹材的防腐性能。
日本愛克工業株式會社（AICA）旗下的愛克太爾新材料（南京）有限公司是全球竹材膠市場占有率最高的企業。AICA中國總裁兼亞太高級副總裁邊國民介紹：“我們與中國林業科學研究院、南京林業大學聯合研發的新一代膠黏劑，游離醛和游離酚分別降低33.3%和91.5%，甲醛釋放量較傳統重組竹材降低97%，比全球最嚴苛環保標準還要低16%。”
醛酚膠黏劑是竹木加工不可或缺的重要原料，我國每年生產膠黏劑使用的苯酚達數百萬噸。邊國民告訴記者，為擺脫對苯酚的依賴，2023年愛克太爾與婁志超團隊依托國家重點研發計劃項目，通過國際科技創新合作，進一步研發出用木質素替代苯酚，不僅解決了造紙廢水污染的難題，還可提升重組竹材的生物質替代量，滿足日趨嚴格的歐盟法規。
2023年10月，全球首個“碳關稅”——歐盟碳邊境調節機制（CBAM）法規開始實施。盡管目前碳關稅尚未直接針對林木產品，但其引發的鏈式反應最終會傳導至上游企業和基礎材料領域。
為應對歐美國家陸續上線的“碳關稅”，南京林業大學建立起覆蓋我國12個省份竹資源特征和6種竹加工技術類別的產品碳足跡核算數據庫，構建了全生命周期碳足跡評價模型和方法，明晰了重組竹制造11個步驟、1152種工藝參數下碳足跡量化數據，為打開高端市場提供了綠色低碳“通行證”。
合力推動竹產業高質量發展
國內外多項案例已經證明，復合竹材的力學性能和環保指標能夠滿足大型工程的要求，在“以竹代塑”行動計劃和鄉村振興戰略推動下，對于滿足指標的復合竹材予以優先使用亦在情理之中。
但是，受復雜多變的國內外經濟形勢影響，近年來，竹材市場反而呈現持續萎縮現象。
王進認為，竹產業跨越了一二三產，單靠某一部門無法實現政策全覆蓋，各級政府應制定竹產業三產融合發展規劃，建立跨部門協調機制，統籌農業農村、工業和信息化、文化旅游等部門的資源，引導企校院合作創新，助力三產融合發展。
王進建議對竹林基地實施分類管理，保障原料供給質量。對竹林基地灌溉設施、林間道路等基礎設施建設，給予土地開墾、竹苗種植等方面的補貼，鼓勵企業和竹農建設規模化、標準化的竹林基地。引導金融機構加大對竹產業信貸支持，對符合條件的貸款給予利率優惠，通過建立風險補償基金等方式，降低金融機構的信貸風險，鼓勵其為竹企業和竹農提供中長期貸款。
婁志超表示，維護中國竹產業在技術創新方面的優勢地位非常重要。一方面，要支持“企—校—院”創新聯合體建設，支持科研機構和企業開展竹產品、竹材加工技術和裝備研發，重點攻克自動化、連續化和智能化技術難題，對取得關鍵技術突破的研發項目，給予科研經費資助；另一方面，要積極參與竹產業相關國際標準制定，并重視國家、行業、地方和協會團體標準的制定，力促多行業管理部門及標委會的協作，包括一些以竹代塑產品標準，以及竹食品標準、竹結構設計規范等。加強竹制品檢驗檢測，提高市場準入的質量和環保門檻，樹立中國竹產品在國際和國內的品牌形象。
在“雙碳”目標大背景下，竹材料作為我國特有的寶貴天然資源，其開發利用具有重要意義。只有全社會形成合力，共同推動竹產業高質量發展，才能為我國竹產業的轉型升級注入新的活力，真正把綠水青山轉化成為金山銀山。
延伸閱讀丨竹制品面臨“碳壁壘”風險
科技日報記者 張曄
目前，我國竹子種類、面積、蓄量，竹產品產量、品類、加工水平及國際貿易量均居國際領先地位，相關技術專利授權數和論文發表數量占全球總數70%以上，中國頒布竹標準數量超世界竹標準總數90%。
但是在國際貿易中，竹資源匱乏甚至空白的歐美發達國家卻占據主導權，竹子及其制品仍屬于木產品并執行相應法規。比如歐美國家強制要求進口木制品進行FSC認證，實際就是一項綠色貿易壁壘政策。
除FSC認證，歐盟《原產國標簽法》、REACH法規，美國《中國木制工藝品輸美檢疫要求最終法案》《雷斯法案》和《復合木制品甲醛標準法案》等都對進口木制品提出相關要求。
近年來，國際貿易中，打著環保標簽的綠色規則制度愈發嚴格。
一方面，歐美國家要求政府采購必須購買生產過程符合政策要求的商品；另一方面，采取“貿易鼓勵安排”政策，即如果出口到相關國家的商品包括林產品，其生產過程符合貿易規則要求，就可以享受一定比例的關稅折扣。
與此同時，以產品碳足跡為核心的“碳壁壘”，正成為國際競爭中的新型技術性貿易壁壘。計算碳足跡、發展碳標簽，一定程度上將會成為國際貿易的綠色通行證。而我國竹材企業在這方面的意識普遍不強。
專家預計，未來將會有至少超過2萬億元的中國出口商品直接面對碳關稅壁壘，或者隱形碳成本的挑戰。
在歐盟實施碳邊境調節機制（CBAM）的修正法案后，美國、日本等發達國家也紛紛通過制定“清潔競爭法案”、農產品碳標簽制度，形成事實上的碳關稅。這些都將對中國乃至全球貿易、產業格局等諸多方面產生深遠影響。
