竹缠绕 绿色低碳的中国创造

文/本刊记者 杨阳

竹缠绕复合管

2020年3月1日，《竹缠绕复合管》国家标准开始实施。此标准将对竹缠绕复合管的广泛应用起到极为关键的作用。为提升竹缠绕复合管产品性能品质、增强产业创新能力、促进产业可持续发展。早在2017年，国家标准化管理委员会就下达了《竹缠绕复合管》国家标准制定计划，并组织开展了标准的研制。时至2019年10月20日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会在浙江义乌召开新闻发布会，批准发布了《竹缠绕复合管》国家标准。

竹缠绕复合材料是指以竹子为基材，以树脂为胶黏剂，采用缠绕工艺加工成型的新型生物基材料。竹缠绕复合材料，突破人类几千年来对竹子应用的传统认知，拉开了传统竹产业革命的帷幕。竹缠绕复合材料技术可以广泛应用于管道、管廊、房屋、容器、交通工具、军工产品等多个领域。目前，竹缠绕复合材料产品竹缠绕复合管、竹缠绕复合管廊、竹缠绕整体组合式房屋已进入推广应用和产业化阶段。

中国创造的绿色制造

竹子是世界上分布最为广泛的森林资源之一，也是世界上生长最快的植物之一，全球竹类植物有88属1642种，面积约3150万公顷。由于竹子的生长特性，可以实现一次种植永续利用，是典型的绿色材料。科学合理的采伐不但不会破坏竹林，还能调节竹林结构，提高竹林等级，改善立地条件，促进竹林稳产高产，充分发挥竹林的经济效益、生态效益和社会效益。

我国是世界上最主要的产竹国，竹类资源、竹林面积、竹材蓄积和产量均居世界首位。目前，我国竹材产量约为4000万吨，仅占可砍伐量的1/4左右，尚有1.1亿吨竹材还未开发利用，中国竹资源尚属于闲置资源，仍有很大利用空间。

竹缠绕复合材料是一种新型的绿色材料，可广泛替代水泥、玻璃钢、塑料等不可回收的高污染和高能耗原材料。竹缠绕复合材料具有低碳、节能、减排等优势，竹子不但是速生植物，而且我国竹林面积大、竹资源丰富，可以充分保障竹材料的供应，符合“环境友好型、资源节约型”的人类发展理念。竹缠绕复合材料具有质轻高强、保温隔音、抗震抗形变、防火耐高温、耐候耐腐蚀等优点，且成本比同类产品便宜。

竹缠绕复合材料是由浙江鑫宙竹基复合材料科技有限公司（以下简称“鑫宙公司”）和国际竹藤中心（以下简称“竹藤中心”）组成的研发团队，自2007年起，经过10余年不懈努力，开创性地研发出的将竹子采用缠绕工艺加工成型的新型生物基材料。其中，竹缠绕复合材料产品竹缠绕复合管是我国独立研发的具有自主知识产权的创新型竹产品之一，也是全球第一条可产业化的生物基管道。

竹缠绕复合压力管以竹子为基材、树脂为胶黏剂，采用缠绕工艺加工成型，是一种生物基复合管道，其结构由内向外依次为内衬层、增强层和外防护层，三者用胶黏剂粘结为一体。内衬层由防腐性能优异的树脂和竹纤维无纺布、竹针织毡制成，起到使用安全、防渗漏、保证内壁光滑、减少磨阻等作用；增强层由连续化竹篾材料通过环向缠绕和纵向曲面缠绕的组合形式缠绕而成，为主要承重承压部分；外防护层采用防水、防腐较好的树脂和防辐射填料制成。竹缠绕复合压力管利用可再生的竹材加工而成，具有性价比高、低碳环保、抗震抗沉降能力强、保温性能好等特点，可以替代由不可再生原材料生产的水泥管、钢管、塑料管等传统管道。

竹子培育过程可以有效储碳，加工成管材后还可继续固碳；竹缠绕复合管生产全过程能耗远低于传统管道，节能减碳效果显著；同时，由于替代了钢铁、水泥等原材料，能明显减少钢铁、水泥、塑料等生产过程中的二氧化碳排放量，形成了固碳储碳与节能减碳的叠加效应。

竹缠绕复合管的生产全过程能耗要明显低于螺旋焊管、水泥钢筋混凝土管、塑料管等传统管道，以管径1米管道为例，在相同使用条件下，每生产1米的各种管道，竹缠绕复合管比螺旋焊管、水泥钢筋混凝土管分别可节能165.4千克标准煤、50.6千克标准煤；与塑料管相比，累计能耗降低3.4倍，总环境负荷降低7.19倍。因此，节能减排效果显著。此外，该技术对可再生的竹子进行定期择伐生产竹缠绕复合管，有效发挥了竹子生长及使用过程中优异的固碳储碳效益，对控制温室气体排放具有重要意义。

技术上的不断突破

竹子作为一种优质的天然材料，其工业产品广泛应用于车辆、船舶、运输、建筑、包装、环保和人们的日常生活。竹材传统利用方式包括物理利用、化学利用和生物利用等，竹材产品大致可分为传统日用竹制品、竹工艺品、竹建筑、竹材人造板类产品、竹笋加工品、竹浆造纸、竹纤维制品、竹炭和竹醋液、竹叶提取物等。竹缠绕复合材料不同于传统竹产品主要表现在它充分发挥了竹材轴向拉伸强度高的特性，通过缠绕工艺制成新型生物基复合材料，从而突破了竹材传统平面层积热压技术及其应用领域。目前，我国研发并创立竹缠绕复合材料产业的初级理论及生产体系，实现了竹缠绕复合材料产品的产业化生产。竹缠绕复合管在“十三五”国家重点研发计划“林业资源培育及高效利用技术创新”重点专项项目支持下，在竹缠绕复合管制造技术等多方面获得了重大突破。

在原材料选择方面，通过对竹材适用性竹种筛选、竹材分类及其材性评价，比较不同竹种间差异，研发团队筛选强度高、韧性好及加工成本低的竹种，采取竹材科学分类的方法，降低材料成本。

在基材生产方面，研发团队开发竹缠绕复合材料产品用连续竹篾自动加工设备，实现竹缠绕复合材料的基材竹篾的高效自动化、高出材率和规格统一的生产。

在产品加工工艺方面，研发团队通过竹材湿热处理、树脂改性与固化工艺等研究，优化竹篾缠绕、胶合固化等工艺，开发成套加工设备，制造竹缠绕复合材料产品。

在信息化管理方面，研发团队建立竹缠绕复合材料信息化管理系统，实现竹缠绕复合材料产品的可追溯性，制定竹缠绕复合材料产品及其生产规范的相关标准，保证产品质量的可控性。

落户革命老区 助力脱贫攻坚

我国山区占国土总面积的69%，山区人口占全国总人口的56%，这些地区贫困人口相对集中，经济社会发展相对滞后，民生问题十分突出。而竹林大多分布在山区，是山区群众和地方财政的主要经济来源。近年来，我国竹林面积以每年20万公顷以上的速度增长，大力发展竹缠绕复合材料产业，可以加快竹资源培育，增加竹缠绕复合材料产品生产，为山区农民带来实惠，竹林将成为竹产区农民经济收入的重要来源。

国家林业和草原局副局长刘东生曾在2018年“两会”提案中表示，盛产竹子的边远山区或贫困乡村，竹材利用多年来一直处于利用率、附加值低的水平，利用量仅占可砍伐量的1/4，至今尚有至少1.1亿吨以上的竹资源未开发利用，因此，竹缠绕复合新材料的成功研发，可将边远山区的竹资源充分利用，提高竹子的附加效益，固碳储碳的同时增加农户就业，提高农户受益，是一条精准扶贫的好路子。

据有关专家计算，1000万吨竹缠绕复合管道需要消耗2500万吨毛竹，总价值近200亿元；其中，毛竹领域可使得500万农户增收，户均增收4000元左右；竹材加工领域可解决75万农村劳动力就业，人均年收入近3万元左右；竹缠绕产品领域可提供就业岗位10万个，人均年收入6万元左右。

2019年1月，革命老区福建省龙岩市永定区的竹缠绕复合管项目一期正式建成投产。该项目规划占地面积1000亩，总投资达15亿元，分5年完成。这次投产的一期工程规划建设第一个生产单元，用地104亩，兴建竹缠绕复合管生产线4条，年产竹缠绕复合管2.5万吨，可实现年产值2.6亿元。该项目被福建省政府确定为重点扶贫项目，得到了福建省扶贫办公室、福建省林业厅的大力支持。

竹缠绕房屋

据中国革命老区促进会联合办公室主任董永生透露，目前，国内在建或洽谈中的竹缠绕项目有20多个，几乎都在国家级贫困县或革命老区。除了已经正式建成投产于革命老区福建省龙岩市永定区的竹缠绕复合管项目外，贫困县河南洛宁、湖北通山、湖南绥宁、云南盐津等10余个项目已与政府成功签约，竹缠绕技术将帮助上百万竹农脱贫致富。

通过“一带一路”走出国门

对森林的过度采伐和利用是造成目前全球环境问题的根源之一。竹缠绕技术的成功应用，受到了国际竹藤组织、联合国工业发展组织等国际机构，以及亚洲、非洲、拉丁美洲各国和世界多个地区的高度重视和普遍关注。

2018年9月，习近平主席在中非合作论坛北京峰会开幕式发表主旨讲话，指出中国愿同非洲国家密切配合，为非洲实施50个绿色发展和生态环保援助项目，包括建设中非竹子中心，帮助非洲开发竹藤产业。

“一带一路”沿线的东南亚和非洲国家及地区处于世界最大的竹产区，竹资源丰富。东南亚约有竹子50多属900多种：既有丛生竹，又有散生竹，前者约占3/5，后者约占2/5，其中，有经济价值的约有100多种。主要产竹国家有缅甸、泰国、柬埔寨、越南、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾等。其中，缅甸有竹林面积217万公顷，泰国100万公顷，柬埔寨287万公顷，越南13万公顷，印度尼西亚6万公顷。非洲大陆地区的竹种主要包括原生的低地竹（丛生竹）、高低竹（散生竹）和引进的马来甜龙竹、龙竹等。其中，尼日利亚、埃塞俄比亚、肯尼亚、乌干达和坦桑尼亚是非洲最大的5个竹产区，竹林面积统计为276万公顷。“一带一路”沿线国家丰富的竹资源可以为竹缠绕复合管加工提供充足的原料。

开发高附加值的竹缠绕复合管创新产品有利于“一带一路”国家及沿线区域统筹利用当地丰富的竹资源，形成横贯亚洲东、中、西和联结南北方的竹材产业经济走廊，进一步释放开发开放、互联互通与创新创造的活力。通过竹缠绕复合管制造技术的推广应用，有助于提高当地竹材产品的附加值，促进“一带一路”沿线发展中国家的劳动力就业，改善竹产区生活水平，增加竹农收入，从而为当地经济发展和产业化升级服务。

2019年，鑫宙公司先后考察了菲律宾、尼泊尔、缅甸、老挝、牙买加、埃塞俄比亚、喀麦隆、委内瑞拉、巴西等主要竹产区国家。国家林草局竹缠绕复合材料工程技术研究中心主任叶柃表示，他们将采取输出技术、输出装备等多种形式加快适应 “一带一路”建设的发展要求，促进竹资源产业国的居民增加就业，提高收入水平，为世界节能减排和消灭贫困贡献“中国力量”。目前，已有尼泊尔、缅甸、菲律宾、埃塞俄比亚等多个国家与鑫宙公司达成竹缠绕项目合作协议。其中，尼泊尔项目预计将在一年的时间内建成一期工程。在未来3～5年，预计将有10个以上竹缠绕项目在海外建成投产，逐步发展形成至少500亿美元以上的海外市场规模，带动项目所在国50万人脱贫。