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创新利用江苏丰富竹资源代替塑料制品大有可为——减少白色垃圾,“竹”够了
2022-11-22 06:55:00  来源:新江苏·中国江苏网  作者:葛灵丹 蒋明睿 张宇熠 梅剑飞  
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近日,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在北京举行。中国与国际竹藤组织共同发起倡议,将在全球深化“以竹代塑”合作,更好发挥竹子在代替塑料产品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。竹子是大自然赋予人类的财富,具有重大的生态、经济和社会效益。江苏目前拥有竹林总面积约50万亩,推进“以竹代塑”前景广阔。

不可或缺的可再生资源

据南京林业大学专家介绍,世界竹类植物有70多属1200多种,其中中国有35属400余种,是世界上竹林面积最大和竹材产量最高的国家,竹林面积达538万公顷,占全国森林面积的3%左右,竹类资源分布在长江以南的丘陵山区,其中毛竹林387万公顷,毛竹蓄积量达92亿株。

“竹类植物木质化程度高,有‘似木非木,似草非草’的雅称。竹类植物具有一次造林成功,即可年年行鞭出笋、年年成竹、年年砍伐,永续利用而不破坏生态环境的特点。”南京林业大学材料科学与工程学院副教授何文博士说。

江苏各地有丰富的竹类植物资源。全省现有竹林总面积约50万亩,总立竹株数5亿株左右。其中毛竹约占70%,种植面积近40万亩。

省林业局造林处处长谢友超介绍,我省竹子分布可大致划分为三个区:长江以南的适生区,如宜溧山区、宁镇丘陵地区和苏州东西山地区,多为毛竹及淡杂竹的成片竹园;长江与淮河之间的散生区以淡杂竹为主,面积较小,多为家前屋后及四旁栽植的竹园;淮河以北的引种区,相较其他地区竹子种类少且分散。

在全球气候变暖的大趋势下,竹林为人类默默无闻地作出贡献:1公顷的毛竹林年固碳能力为5.09吨,是杉木林的1.46倍、阔叶树林的1.33倍;一棵毛竹可固土6立方米,固土能力是松树的1.6倍、杉木的1.2倍,10万公顷的竹林每年可减少水土流失量300万吨;竹林涵养水源的能力很强,1公顷竹林的饱和蓄水量达3750吨—4200吨,一昼夜能分泌30公斤杀菌素,能吸收1050公斤二氧化碳,释放720公斤氧气,一年可吸附灰尘900吨,吸收2.25吨有毒二氧化硫气体。

竹子用于绿化已有上千年历史,尤其在江南地区更有“无园不竹”的说法。作为一种不可或缺的可再生资源,竹子具有生产周期短、易更新等特点,随着现代经济社会的发展,它的价值潜力也得到进一步的挖掘。谢友超给出一组数据:目前省内竹产业初具规模,全省竹产业年产值10多亿元,竹加工企业产值100万元以上的有200多家,其中,年产值5000万元以上的企业有13家。

竹子电动车昭示广阔前景

《江苏省“十四五”林业发展规划》提出,推进木竹加工产业创新发展,加快林产品标准化建设,促进人造板、地板、家具等木竹加工业提档升级,着力培育绿色名牌产品。“十四五”末,人造板年产量稳定在5500万立方米(包括木材和竹材),木竹地板年产量稳定在3.2亿平方米。

“全省近300家竹加工企业,主要集中在竹编织品、竹制工艺品、竹制家具、竹建材、竹类食品等品类。以无锡为例,2021年全年该市生产竹家具8000件,竹制日用品2万件,竹装饰材5000立方米,竹炭2吨。”谢友超说,近几年,毛竹行情持续走低,林农对材用竹林的种植积极性也在下滑。他调研发现,目前每百斤毛竹仅能卖到20元—22元,利润远不能覆盖劳动力成本,而且不少林农年纪越来越大,对竹林管理不善,很多竹林生长不良处于半荒芜状态。

“竹类资源的开发长久以来定位在‘农副产品’上,缺乏科技含量,很多都是以家庭作坊形式来制作竹产品,自动化程度不高,尤其在竹纤维、竹饮料、竹化妆品等方面几乎都是空白,我们期待能够向纵深拓展。”谢友超表示,下一步在平原地区会继续利用宜林地、沿边隙地结合绿化美化种植观赏竹,在宜溧等山区加大现有毛竹林的抚育和改造力度。

如何提升竹子利用价值?记者在中以常州创新园展厅发现,一款用竹子制作的电动自行车总能吸引参观者拍照打卡。据介绍,这是国内首款竹子电动车,由江苏世纪鸟电动车科技有限公司和以色列BAMBOOBIKE技术有限公司“联手”推出。该电动车的把手、车架等主干部分均由竹子制成,将电机、电池、控制器等集成一体“隐藏”到车轮位置,使电动车外观看起来与普通自行车几乎一个样,该产品已取得德国TUV认证。

“竹子具有零污染特性,使用竹子作为电动车车架,不仅是材料的创新,更是对环境的呵护。”江苏世纪鸟电动车科技有限公司董事长刘宇兴告诉记者,“虽然世界上存在多种竹子,但可用于加工制造电动车的竹子只有10余种。这种竹子在特殊工艺下可以保证其强度比普通的铝支架强40倍,并且车身重量只有15公斤,比一般铝合金车更轻。”

目前,该款竹子电动车已进入销售阶段,采用订单式生产模式面向国内外市场。刘宇兴表示,“以色列创新技术的导入,加上世纪鸟多年的生产、研发经验,我们将推出更多低碳环保、创新时尚的竹子电动车,满足环保化、智能化、个性化的市场需求。”

高附加值有待深度开发

竹子是环境友好材料,但是竹类植物和木材相比,直径小、壁薄中空、尖削度大。直径较大的多数仅达到7至10厘米,直径小的草坪绿化用翠竹仅为2至3毫米。因而大多数木材加工设备和技术在竹材加工中不能直接应用,造成千百年来竹子长期停留在原竹利用和手工编织农具、用具等初级利用阶段。

如何科学、合理利用好竹资源,实现大规模工业化应用,开发高附加值产品?

何文介绍,竹材不仅可以“代木”制作家具、农具、人造板,编织工艺品及生活用品,还可以“胜木”,用来制造一般木材不能制造的集装箱底板、铁路平车地板,性能优良、多姿多彩的竹地板等产品。更鲜为人知的是,它还可以制成竹炭,成为人类的健康卫士,也可以加工成不同类型的纤维,用于汽车内饰件和纺织品。

从上世纪80年代初开始,我国林业科技工作者开创新思路,提出并实践竹材利用的新方法。国内很多竹产区,利用当地盛产的某种竹资源,开发具有地方特色的产品,形成品牌和市场,在国内外享有声誉。如竹席之乡——浙江安吉、竹炭之乡——浙江遂昌和衢县、竹编之乡——浙江嵊县和新昌、牙签之乡——广东龙门,等等。

近年来,竹家具和竹单板贴面装饰在大型装饰工程以及家居装修工程中得到广泛应用。比如,刨切微薄竹应用于西班牙马德里机场天花板工程,无锡大剧院用了全竹装修,南京市江宁区的周里村服务中心建成竹质结构的抗震安居房。

眼下引发关注的“以竹代塑”,不仅只有竹餐盘、竹吸管等等。何文介绍,在给排水工程及石油化工防腐场合中所用的管道,普遍采用钢管、聚氯乙烯管、聚乙烯管、玻璃钢管等有机塑料管道或水泥管道。竹材高强轻质,采用特殊方法和工艺生产出的竹材复合管道,具有强度大、刚度好、重量轻、耐久性好等多种优点,是一种比钢管、塑料管、水泥管性能更优良的新型复合压力管,全国每年需求量达1亿吨。

何文还透露,竹类资源和其他生物质资源一样,其结构均由木质素、纤维素、半纤维素组成,内含碳、氢、氧三大元素,是未来生物质能源和生物质化学品的重要来源,在加工利用中容易实现循环利用,是发展循环经济的重要资源。

目前已知的地球上最硬的金刚石和最软的石墨都是碳的同素异形体,还有一种用特殊手段才能产生的富勒烯碳和碳纳米管,也是碳的另一种同素异形体。竹炭具有接近于由五元环和六元环所组成的富勒烯碳和碳纳米管的特殊结构,是木炭和活性炭所不具备的,这为今后深度开发、应用竹炭提供了新的启迪。

“竹炭具有较大的比表面积,对有害气体有较强的吸附力,对水和空气有良好的净化作用,对空气中的水分也有很好的调节作用。”何文说,竹醋液是竹炭烧制过程中产生的一种茶褐色液体副产品,含有多种有机化学成分和生物活性物质,在农药、医药、保健和环境卫生等领域具有非常广阔的应用前景。

“我们希望更多人能够了解竹子,喜欢竹子,使用竹子,让竹子为人类创造优美的生态环境,为低碳经济贡献力量。”何文展望道。

记者 葛灵丹 蒋明睿 张宇熠 梅剑飞

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