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打造竹纤维新材料产业,助力绿色低碳经济发展

发布时间:2022/12/14 17:18:23浏览次数:

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竹产业是全球公认的绿色、生态产业,有着巨大的经济、生态、文化和社会价值。我国素有“竹子王国”之美誉,竹种资源、竹林面积、竹材产量以及竹加工利用水平均居世界前列,竹产业已成为我国现代林业的四大产业之一,也是我国林业重点发展的十大绿色富民产业和具有比较优势的朝阳产业之一,其中竹纤维新材料开发处于竹产业高质量发展和竹产品创新应用的核心地位。

一、打造竹纤维新材料产业的意义

1、有利于促进生态建设

竹子的再生能力强,须根发达且纵横交错,具有强大的固土保水功能,大力发展竹产业可提高森林覆盖率,达到涵养水源、防风固沙、固堤保土等减少水土流失的目的。同时竹子生长快,有很强的固碳能力,比树木吸收的二氧化碳更多,氧气释放量更大,在林业应对气候变化中扮演着举足轻重的角色。有关研究表明,1hm²毛竹的年固碳能力是杉木的1.46倍。因此,大力发展以竹纤维新材料为核心的竹产业,对于竹林经济和应对气候变化有着非常重大的意义。

中国竹子天然产量大,竹林面积已达701万公顷,每年能出产1.5亿吨以上的竹材,但有效利用的不到4000万吨。据估算,如将我国每年1.1亿吨闲置竹资源加工成竹纤维制品,替代化纤、钢材、塑料等制品,不仅可以大量减少进口原材料,还可以节约1.4亿吨标准煤、减排3.5亿吨二氧化碳。竹纤维可通过3种方式减少碳排放:1、取材于竹,竹类植物生长速度快,固碳能力强;2、竹纤维制品可长时间储存碳,可做到绿色清洁生产,在整个产品生命周期都能保持低水平甚至零级别碳足迹;3、竹纤维可替代高耗能高排放产品,从而大幅减少工业碳排放。

2、有利于促进乡村振兴战略的实施

实施乡村振兴战略,是国家做出的重大决策部署,是决胜全面建成小康社会、全面建设社会主义现代化国家的重大历史任务,更是新时代“三农”工作的总抓手。实施乡村振兴战略关键在人,核心在产业振兴。竹产业投资少,见效快,易管理,特别是竹子生长快,成材早,一次造林可永续利用,竹子成林后,3年即可砍伐,而且每年都能进行间伐,常伐常新,是实施乡村振兴战略很好的产业选择。竹农不仅可以从竹材、竹笋中获得丰厚的经济收益,同时还可以通过发展竹下种植、养殖以及竹生态旅游等立体化经营模式,有效促进农民增加种竹综合收益,实现脱贫致富奔小康。

竹精深加工企业对竹材的需求量巨大,以竹纤维原料生产企业为例,每生产1t竹纤维消耗3t鲜竹,一个年产10万t的竹纤维工厂,一年将消耗竹子30万t,大约需要竹林30万亩,一个县域的竹农仅通过卖竹材一年的收入即可达到2亿元左右,从而有效地将资源优势转化为经济优势,有利于竹农增收,促进乡村振兴战略的实施。

3、有利于美化环境和粮食安全

竹子枝叶茂盛,四季常青,挺拔秀丽,绿荫成趣,是世界上公认的生态绿化植物,具有很好的观赏价值。大力发展竹产业,进一步扩大竹林资源面积,成片四季翠绿的竹林可形成一道道美丽的竹林风景线,将有利于美化人们的自然生活环境,让人赏心悦目。

另一方面,困扰我国多年的粮棉争地问题,使纺织产业对竹纤维的前景充满期待。大力发展竹纤维新材料产业,“以竹代棉”,多种竹子,种好竹子,将竹纤维应用于纺织生产领域中,解决人们“穿、用”的问题。目前生产1吨皮棉需要10亩耕地,按1吨竹纤维代替1吨棉花计算,1000万吨竹纤维产量的理论上讲可释放出1亿亩可耕地资源。种竹子的地方是不能种粮食的,把棉田用于粮食生产,多种粮食,让有更多耕地用于种粮,有利于国家粮食安全。

4、有利于提高中国竹产业的竞争力

我国竹产业产值逐年增加,但其中的增量主要体现在第三产业,一产和二产均处于下滑状态。特别是竹材加工业的下滑尤为严重,这也是近几年我国竹子销售价格一路下滑的主要原因之一。我国竹材加工业发展已经遇到瓶颈期,导致竹材的年需求量和价格下降,目前竹农销售的竹材价格在500元/t左右,已经达到竹农盈亏平衡点,严重影响了竹农经营竹林的积极性,从而危及我国竹产业的可持续发展与“两山理论”的实践。同时,我国有1亿多人口直接或间接从竹林和竹子产品加工中获得生活费用,其中约3500万人口直接从事竹林培育、竹笋和竹材加工业,竹区农户的年经济收入中有1/4~1/2来自竹产业。

因此,必须探索一条新路促进我国竹产业的转型升级,竹纤维产业化正为竹产业发展开辟了一个新的方向和广阔的前景。作为竹材加工业的最具发展潜力和影响力产品,竹纤维这种环保新材料涵盖了竹林培育、竹材加工并涉及到多个下游产业链应用,具有明显的经济效益和社会效益。竹纤维是天然高分子材料,产品绿色生产、节能减碳及固碳效果突出,未来或将形成万亿级新材料产业链,助力我国碳达峰、碳中和的战略目标。

5、有利于促进中国竹文化和精神的传承

在中华民族五千年的文明史上,竹子不仅被用于衣、食、住、行等生活各个方面,同时以其自强不息、朴实无华、高风亮节等高尚品格,成为了中华民族的精神象征,素有“梅兰竹菊”四君子之一、“松竹梅”岁寒三友之一等美称,深受我国人民喜爱。所以,竹子不仅仅是一种文化,更是一种精神象征,大力发展竹纤维产业链,将有利于促进中国竹文化和精神的传承。

二、竹纤维新材料产业发展的有利条件

1、各级政府高度重视竹纤维新材料的产业发展

竹纤维是国家新材料发展的重点产业,也是创造绿色GDP的“领航产业”,作为资源型、生态型、三农型、科技型的工业基础性新材料,其发展一直得到国家及地方政府产业政策的大力扶持。

竹纤维研发及产业化,先后被国家列入:十一五国家科技支撑计划、十二五纺织工业《当前优先发展的高技术产业重点领域指南》、国家产业结构调整指导目录纺织部分(2011年本)、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、2016版《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》和2017年的《新材料产业发展指南》。

2021年11月,国家林业和草原局、国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、财政部、自然资源部、住房和城乡建设部、农业农村部、中国银保监会、中国证监会等十部门联合印发《关于加快推进竹产业创新发展的意见》,重点推动竹纤维加工转型升级,全面推动竹纤维复合材料、竹纤维异型材料研发生产。

2022年1月,国家林草局印发《林草产业发展规划(2021—2025年)》,重点支持和大力发展竹纤维等特色优势产业。2022年5月,国家发改委发布《关于印发〈“十四五”生物经济发展规划〉的通知》提到,培育壮大生物经济支柱产业,促进竹缠绕复合材料技术发展,推动在城市综合管廊等基础设施建设中示范应用。

2、中国竹林资源丰富

世界竹子看亚洲,亚洲竹子看中国。我国是世界上最主要的产竹大国,竹林面积占世界竹林总面积的1/3,是世界上竹类资源最为丰富的国家。中国有竹类植物39属857种,占世界竹子种类1642种的52%。根据有关数据统计,我国竹林面积超过700万hm²,包括笋用竹林、浆用竹林、材用竹林、笋材两用竹林、生态公益竹林以及风景竹林等,竹林种植面积、蓄积量、竹制品产量和出口额均居世界第一。我国丰富的竹林资源,为竹纤维新材料产业的发展奠定了坚实的资源基础。

3、竹纤维国家标准已经正式实施

为了规范竹纤维的生产、应用及其鉴别,国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2022年4月15日正式发布了GB/T41553-2022《竹纤维》国家标准,对竹纤维的定义、应用及质量指标作了规范性要求,该标准于2022年11月1日起实施。根据《竹纤维》国家标准的定义,竹纤维是指竹材经化学或机械加工制得的包含单个纤维细胞和多个纤维细胞集合体的束状、丝状或絮状单元。竹纤维经加工呈松散状态,依据长度、细度是否可纺,分为纺织用竹纤维和非纺织用竹纤维(主要用于复合材料)。

4、竹纤维开发应用领域广泛

我国是全球最大的竹产品生产和出口国,竹加工技术研发和竹产品创新方面均处于世界先进水平。经过多年发展,我国竹产业规模逐步扩大,竹子综合利用取得了较大进展。除传统领域外,竹子产品已经覆盖到竹建材、竹浆纸、日用竹制品等上千种类型,应用领域已发展到建筑、造纸、家具等方面。特别是最近几年异军突起的竹纤维新材料产业,凭借竹纤维健康、环保、舒适等特性,迅速赢得了消费者喜爱,市场不断扩大,发展速度非常快。目前国家林草局国际竹藤中心、福建竹纤材料科技有限公司、四川长盛新材料科技有限公司、广东裕丰竹纤维有限公司等多家单位,已开发出竹纤维系列的下游应用产品,为竹纤维新材料产业的发展提供了巨大的市场空间,也有利于推动竹林经济的快速发展。

竹纤维作为新型原材料,可以广泛应用于纺纱、织布、非织造、无纺布等纺织行业和交通工具、建筑板材、家居用品、电力电子、管道储罐、新能源电池壳体、节能环保及3D打印等复合材料生产领域。例如,轻量化是当前汽车领域重点发展方向,竹纤维复合材料可应用于顶棚、座椅、底部、前端、保险杠梁、车门、仪表板等多个部位,是宝马、奥迪、福特、大众、丰田等全球知名品牌汽车公司重点关注的天然新型轻质材料。

5、竹纤维新材料产业市场前景广阔

由于竹子具有生长快、繁殖能力强等特点,竹资源是短期内可更新的森林资源,在全球森林资源总体下降的情况下,世界上众多国家越来越多地将注意力投向竹资源的开发利用。相信在未来相当长的一段时期内,竹资源培育及开发利用都将成为广大产竹国和竹产品消费国产业发展的重点。

根据竹纤维产业网研究总结,竹纤维将逐步实现“以竹代棉(棉花)”、“以竹代钢(钢材)”、“以竹代玻(玻璃纤维)”、“以竹代塑(塑料)”,应用领域更加广泛。竹纤维新材料产业正处于市场的开发和上升阶段,预计年增长率将超15-30%,未来市场潜力巨大,预计在3-10年竹纤维产品市场容量达50-1000万吨。其中,竹纤维增强热塑性复合材料越来越受到汽车制造商的青睐,预计2025年潜在汽车市场需求将达60万t。

三、竹纤维新材料产业将成为乡村振兴的支柱产业

竹子被称为“世界第二大森林”,是中国的重要森林资源,是集经济、生态和社会效益于一体的优良物种。中国是世界上竹资源种类最丰富的国家,竹林蕴含着可被利用的丰富水资源、食物资源、碳汇资源和巨大的经济效益。竹林经济涉及第一、二、三产业,发展竹产业将成为乡村振兴的支柱产业。

在我国,竹子分布在福建、四川、江西、浙江、湖南、安徽等17个省(市、自治区)的农村区域,至今未得到充分利用的竹子均在经济欠发达地区。通过发展竹纤维新材料产业,如果将目前被闲置的1.1亿t竹资源加以充分利用,则在竹子砍伐及竹原材料加工方面,每年将给农村带来超过3000亿元的经济收入。其中,在竹子种植、砍伐、出售环节,可为农户每户每年增加收入5万元;在竹原材料加工环节,可帮助1000万以上农民实现当地就业,每人每年收入超过3万元。随着竹纤维新材料产业的发展,社会上对竹材的需求量则更大。

因此,竹纤维新材料产业的发展壮大,能大幅度增加农村经济收入,为国家的乡村振兴事业作出重要贡献。打造竹纤维新材料产业,充分诠释了“生态本身就是价值”的财富观,只要遵循可持续经营理念,做到竹子“越采越多,越采越好,青山常在,永续利用”,就能创造更多绿色GDP。

四、竹纤维新材料产业是国家竹林储备战略计划的重要支撑

全国现有竹林面积701万hm2,竹林分布于17个省(自治区),其中面积70万hm2以上的有福建、江西、湖南、浙江4个省,合计370.62万hm2,占全国毛竹林面积的79.23%。可见,我国竹林资源不仅丰富,而且每年成熟且可采伐利用的竹材资源也很充足。

在新形势下,为保障木材供给,同时充分发挥竹材资源潜力,国家可以出台相关政策法规,实施国家竹林储备战略计划,制定中长期国家规划,从政策、资金、科技、产业等不同角度开展竹材储备国家体系建设。国家可出台保护收购价格,成熟竹材及时采伐,保障竹农收入,促进竹林可持续经营;综合考虑竹林资源、竹材蓄积量、竹加工企业规模、数量与区域分布,建设国家竹材储备基地,配套建设设施条件,结合竹生产企业原料需求,对收购的竹材进行初加工,分级分类储存,短期利用与长期战略储存相结合。

竹纤维生产企业可通过国家竹林储备基地实现原料的稳定供应,彻底解决竹材供应的季节性短缺和价格波动问题,专注于技术创新与产品升级换代。通过国家竹林储备战略计划实施,对每年成熟的竹材当年采伐、及时储备、合理利用,对践行“绿水青山就是金山银山”理念,对林业生态和林业产业协同发展,具有重大意义。

五、竹纤维新材料“以竹代塑”的重要作用

联合国有关报告指出,全世界每年生产出的塑料制品中,被循环利用的只有9%。塑料产生的环境污染日趋严重,给人类健康带来严重威胁。目前,已有140多个国家明确出台相关禁限塑政策,以遏制日益严重的塑料废弃物对海洋和生态环境的污染。同时,寻找塑料的替代品成为全球科研人员的重要课题,全方位推广“竹子作为基于自然的解决方案”有着巨大的潜力和价值。

2022年11月7日,在国际竹藤组织成立二十五周年志庆暨第二届世界竹藤大会上,中国政府与国际竹藤组织共同发布“以竹代塑”倡议,旨在发挥竹子在代替塑料产品进而减少塑料污染方面的突出优势和作用,为高能耗、难降解的塑料制品提供基于自然的解决方案,为落实2030年可持续发展议程作出积极贡献。

采用竹材精深加工的竹纤维,是绿色、低碳、可再生的优质材料,也是减少和替代塑料的理想材料。“以竹代塑”的竹纤维虽然起步晚,但推广速度快,应用范围广。竹纤维产品全生产周期的低碳性,将推动传统竹产业生产模式的转变,促进竹资源的生态价值转换,真正把资源优势转化为经济优势。充分发挥竹纤维“以竹代塑”,可缓解全球塑料污染问题,也将为竹产业带来新的效益增长,带动竹林经济高质量发展。

总之,中国自主开发并具有原创核心技术的新型生物质材料——竹纤维,将为我国绿色低碳经济和世界经济可持续发展作出重要贡献。

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