深瞳工作室出品
科技日报记者 张晔 实习生 胡泽妍 策划 赵英淑 滕继濮
烟波浩渺，海天一色，港珠澳大桥如长龙卧波，飞腾在湛蓝海面上。春节期间，科技日报记者来到串连起港珠澳大桥的几座人工岛景观平台，脚下一种特殊的板材引起记者注意。它的纹理像竹节般整齐划一，脚感又厚实坚韧。
来自杭州大索科技有限公司（以下简称“大索公司”）的沈海鹰告诉记者：“港珠澳大桥人工岛景观平台全部采用我们生产的高耐户外竹材，总面积2万余平方米，延绵数公里。”
港珠澳大桥建成6年来，这些以竹子为基材的复合板材，经历了阳光暴晒、海水腐蚀、台风肆虐，却依然坚固如初。
我国是世界最大竹种植国、竹材生产国，2023年竹产业总产值5412亿元，出口额超160亿元。竹子具有生长快、强度高等特点，通过“以竹代塑”“以竹代钢”，竹材正成为一颗冉冉升起的材料新星。
但记者在采访中发现，我国竹资源利用相对粗放，竹材制品企业规模偏小；国内市场价格“内卷”、企业创新能力不足，环保和性能指标堪忧；进军欧美高端市场，缺少应对环保、质量“双壁垒”的措施。对此，相关专家和企业建议，应加强新型复合竹材技术难点攻关，建立竹材碳足迹标准，提升竹材产业含“绿”量和含“新”量。
小竹子带动富民大产业
黔北群山，绿竹猗猗。贵州省遵义市桐梓县高山村方竹种植大户金孝方告诉记者，他家承包了400亩林地，年收入30多万元，靠着竹林经济走上致富路。
桐梓县的发展只是下“竹”功夫、做“竹”文章的一个缩影。近年来，发展竹产业已成为富民强企、乡村振兴的重要途径，在浙北、福建、江西、贵州等地，越来越多的农民靠着竹子鼓起腰包。
竹子是我国独具优势的植物品种。我国竹类资源、面积、蓄积量均居世界第一，也是全球竹产业规模最大、竹制品生产最多、贸易量最大的国家。目前，我国竹林面积已超过1亿亩，占世界竹产品贸易总额60%以上；从竹资源受益的农村人口近5000万。
竹子具备强度高、韧性好、可降解再生等特点，以其为基础的各类复合竹材料应用广泛。目前，我国已有重组竹、竹编工艺品、竹纤维制品、竹碳制品等100多个系列上万个品种。进入21世纪以来，以竹产品为基础开发的可再生材料崭露头角，显示出广阔的应用前景。
“目前，全球竹资源大多分布在发展中国家，欧美发达国家没有大规模种植。我国不仅竹资源丰富，而且加工能力具有比较优势。”南京林业大学竹业研究院副教授娄志超说，如何用好竹资源是我国材料领域绕不开的必答题。
2023年，国家发改委等部门印发的《加快“以竹代塑”发展三年行动计划》提出，到2025年，竹材综合利用率提高20%。
我国还与国际竹藤组织联合发布“以竹代塑”全球行动计划，呼吁相关组织与政府部门在发展战略和规划中纳入“以竹代塑”元素，共同推动塑料污染的减少。
此外，从植物学分类来说，竹子并非人们通常理解的“树木”，而是禾本科中的一种巨型草本植物。研究表明，竹子生长速度快，固碳效果远超普通林木，是名副其实的“碳汇大王”。
“竹林吸收的二氧化碳是杉木的1.46倍，我国竹林每年可实现减碳1.97亿吨、固碳1.05亿吨，减碳固碳总量达3.02亿吨。”浙江省竹产业协会秘书长王进说，林草碳汇是实现碳中和目标的压舱石，而竹产业在林草碳汇中发挥重要作用，许多竹制品的全生命周期碳足迹甚至是“负碳”。
王进表示，以竹子为基材的复合材料，通过“以竹代塑”等场景应用，建立了一个千亿级别的新型生物质材料产业体系。
竹材虽好仍需创新升级
竹子外圆中空，直径小、生长快，淀粉糖类等营养成分丰富，极易腐朽霉变。竹加工的通行办法是把竹子劈成条状，进行炭化热解去除半纤维素，再用胶水浸渍挤压成型。但是，竹子表面竹青含硅，内里竹黄含蜡，竹纤维呈单一纵向排列，因此加工处理起来比木材更为复杂。
竹子加工制造要求较高，而国内竹材加工企业普遍规模偏小、创新不足，且近年来国内市场价格“内卷”严重，导致先进技术普及不高，落后工艺大行其道。
娄志超透露，在户外竹材、室内集成材和重组竹材三大应用场景中，户外竹材大量使用浸渍重金属或是剧毒化学防腐剂，既污染环境，又难长效防护；室内集成材原料利用率仅50%—60%，成本高于木地板；重组竹材用胶多、甲醛释放量大，不适宜在封闭环境使用。
“这样的产品，欧美市场进不去，国内市场口碑差。”沈海鹰告诉记者，“如果在生产管理包括对原料及辅料工艺上过于粗放，我国竹材产业将面临较大的挑战。”
一位不愿透露姓名的行业专家也表示，我国竹材产业目前存在诸多问题，如劳动密集度高、产业规模偏小、产品同质化现象严重、研发力量相对薄弱以及消费市场培育不足等。例如，国内产值超过亿元的竹企业仅有百余家，而规模最大的企业年产值也不过10亿元，其抗风险能力和国际竞争力均显得严重不足。
过去，国内竹材制品依靠“负碳”标签和可替代木材等优势开辟了部分欧美市场。然而，较为单一的产品类型和应用场景，限制了其扩大市场份额的可能。
此外，长期以来我国在贸易法规、检测标准、绿色技术等方面缺少话语权，导致国内竹材面临的质量和环保壁垒渐高，竞争力趋弱。
2013年，欧盟正式实施木材法规（EUTR），明确要求对木制品进行风险评估。美国、澳大利亚、日本和韩国等也要求进口木制品要通过FSC森林认证。
娄志超介绍，除了FSC认证，我国林木产品在出口欧美日等国家时，还面临着多项法规的严格约束，这些法规主要集中在国际标准体系认证、包装及标志、有毒有害物质限量以及有害生物防护等方面。
打开高端市场要过环保低碳关
沈海鹰每年都去欧洲参加展会、走访客户，路经西班牙马德里国际机场时，他都会抬头仔细观察大厅顶棚。
马德里国际机场共有24万平方米的顶棚使用了竹材，这是迄今世界上最大的竹材屋顶工程。“传统的机场顶棚多采用铝合金材料，如果用竹材，最大的挑战就是防火防腐，并衍生出环保、力学等一系列技术挑战。我们经过近一年的研发，终于攻克了这个难题。”沈海鹰说。
大索公司成功拿下马德里机场顶棚工程的背后，离不开中国林业科学研究院、南京林业大学等科研单位的成果。
自2016年起，娄志超团队开始研发“绿色低碳重组竹材”系列技术。他们研发出竹材体内营养物质温和热解新技术、低醛低酚环保型新一代胶黏剂，以及竹产品全生命周期碳足迹评价方法等。
“针对竹子含营养物质户外使用易霉变特点，我们研发出温和热解新技术，将热处理温度和时间减少一半以上，耗能大大降低。”娄志超介绍，该技术可实现竹材体内营养物质彻底去除和纤维素的无损保留，使竹材在户外使用5年无需防腐遏霉维护处理。
而低分子量、易润湿浸渍的低醛低酚树脂，可以在热固化时封堵甲醛、苯酚在竹纤维细胞内的释放“通道”，阻止其溢出，进一步强化重组竹材的防腐性能。
日本爱克工业株式会社（AICA）旗下的爱克太尔新材料（南京）有限公司是全球竹材胶市场占有率最高的企业。AICA中国总裁兼亚太高级副总裁边国民介绍：“我们与中国林业科学研究院、南京林业大学联合研发的新一代胶黏剂，游离醛和游离酚分别降低33.3%和91.5%，甲醛释放量较传统重组竹材降低97%，比全球最严苛环保标准还要低16%。”
醛酚胶黏剂是竹木加工不可或缺的重要原料，我国每年生产胶黏剂使用的苯酚达数百万吨。边国民告诉记者，为摆脱对苯酚的依赖，2023年爱克太尔与娄志超团队依托国家重点研发计划项目，通过国际科技创新合作，进一步研发出用木质素替代苯酚，不仅解决了造纸废水污染的难题，还可提升重组竹材的生物质替代量，满足日趋严格的欧盟法规。
2023年10月，全球首个“碳关税”——欧盟碳边境调节机制（CBAM）法规开始实施。尽管目前碳关税尚未直接针对林木产品，但其引发的链式反应最终会传导至上游企业和基础材料领域。
为应对欧美国家陆续上线的“碳关税”，南京林业大学建立起覆盖我国12个省份竹资源特征和6种竹加工技术类别的产品碳足迹核算数据库，构建了全生命周期碳足迹评价模型和方法，明晰了重组竹制造11个步骤、1152种工艺参数下碳足迹量化数据，为打开高端市场提供了绿色低碳“通行证”。
合力推动竹产业高质量发展
国内外多项案例已经证明，复合竹材的力学性能和环保指标能够满足大型工程的要求，在“以竹代塑”行动计划和乡村振兴战略推动下，对于满足指标的复合竹材予以优先使用亦在情理之中。
但是，受复杂多变的国内外经济形势影响，近年来，竹材市场反而呈现持续萎缩现象。
王进认为，竹产业跨越了一二三产，单靠某一部门无法实现政策全覆盖，各级政府应制定竹产业三产融合发展规划，建立跨部门协调机制，统筹农业农村、工业和信息化、文化旅游等部门的资源，引导企校院合作创新，助力三产融合发展。
王进建议对竹林基地实施分类管理，保障原料供给质量。对竹林基地灌溉设施、林间道路等基础设施建设，给予土地开垦、竹苗种植等方面的补贴，鼓励企业和竹农建设规模化、标准化的竹林基地。引导金融机构加大对竹产业信贷支持，对符合条件的贷款给予利率优惠，通过建立风险补偿基金等方式，降低金融机构的信贷风险，鼓励其为竹企业和竹农提供中长期贷款。
娄志超表示，维护中国竹产业在技术创新方面的优势地位非常重要。一方面，要支持“企—校—院”创新联合体建设，支持科研机构和企业开展竹产品、竹材加工技术和装备研发，重点攻克自动化、连续化和智能化技术难题，对取得关键技术突破的研发项目，给予科研经费资助；另一方面，要积极参与竹产业相关国际标准制定，并重视国家、行业、地方和协会团体标准的制定，力促多行业管理部门及标委会的协作，包括一些以竹代塑产品标准，以及竹食品标准、竹结构设计规范等。加强竹制品检验检测，提高市场准入的质量和环保门槛，树立中国竹产品在国际和国内的品牌形象。
在“双碳”目标大背景下，竹材料作为我国特有的宝贵天然资源，其开发利用具有重要意义。只有全社会形成合力，共同推动竹产业高质量发展，才能为我国竹产业的转型升级注入新的活力，真正把绿水青山转化成为金山银山。
延伸阅读丨竹制品面临“碳壁垒”风险
科技日报记者 张晔
目前，我国竹子种类、面积、蓄量，竹产品产量、品类、加工水平及国际贸易量均居国际领先地位，相关技术专利授权数和论文发表数量占全球总数70%以上，中国颁布竹标准数量超世界竹标准总数90%。
但是在国际贸易中，竹资源匮乏甚至空白的欧美发达国家却占据主导权，竹子及其制品仍属于木产品并执行相应法规。比如欧美国家强制要求进口木制品进行FSC认证，实际就是一项绿色贸易壁垒政策。
除FSC认证，欧盟《原产国标签法》、REACH法规，美国《中国木制工艺品输美检疫要求最终法案》《雷斯法案》和《复合木制品甲醛标准法案》等都对进口木制品提出相关要求。
近年来，国际贸易中，打着环保标签的绿色规则制度愈发严格。
一方面，欧美国家要求政府采购必须购买生产过程符合政策要求的商品；另一方面，采取“贸易鼓励安排”政策，即如果出口到相关国家的商品包括林产品，其生产过程符合贸易规则要求，就可以享受一定比例的关税折扣。
与此同时，以产品碳足迹为核心的“碳壁垒”，正成为国际竞争中的新型技术性贸易壁垒。计算碳足迹、发展碳标签，一定程度上将会成为国际贸易的绿色通行证。而我国竹材企业在这方面的意识普遍不强。
专家预计，未来将会有至少超过2万亿元的中国出口商品直接面对碳关税壁垒，或者隐形碳成本的挑战。
在欧盟实施碳边境调节机制（CBAM）的修正法案后，美国、日本等发达国家也纷纷通过制定“清洁竞争法案”、农产品碳标签制度，形成事实上的碳关税。这些都将对中国乃至全球贸易、产业格局等诸多方面产生深远影响。
