竹纏繞，一項(xiàng)新能源技術(shù)的革命

劉惠蘭

創(chuàng)新，就是一種以技術(shù)為支撐的革命性突破。

最近在“2017國(guó)際竹資源高效利用論壇”上發(fā)布的一項(xiàng)竹纏繞工程技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外引發(fā)強(qiáng)烈關(guān)注，被稱為新能源領(lǐng)域的一次革命性突破。

這種以竹子為原料，通過竹纏繞技術(shù)制成的生物基材料——竹纏繞復(fù)合材料，是由國(guó)家林業(yè)局竹纏繞復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心、浙江鑫宙竹基復(fù)合材料科技有限公司歷經(jīng)10年研究成功的。該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)通過了國(guó)家林業(yè)局和住建部的科技成果鑒定，被評(píng)價(jià)為“達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”，已投入應(yīng)用并走向世界。

“竹纏繞復(fù)合材料，將成為繼鋼材和水泥之后的又一大基礎(chǔ)性工程材料，也是繼金屬、塑料、各種有機(jī)類無(wú)機(jī)類纖維復(fù)合材料后的又一種新型生物基復(fù)合材料。”國(guó)家林業(yè)局竹纏繞復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心主任葉柃在國(guó)際竹資源高效利用論壇上的發(fā)言時(shí)表示。

竹纏繞復(fù)合材料的應(yīng)用，不僅可替換鋼材和高強(qiáng)度塑料等材料，而且這種綠色、環(huán)保的可再生資源，對(duì)如鋼鐵、水泥、塑料等高污染、高耗能及不可再生材料的取代具有重要意義。它的推廣應(yīng)用，將為我國(guó)生態(tài)建設(shè)包括全球的綠色增長(zhǎng)以及人類可持續(xù)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。

國(guó)家林業(yè)局相關(guān)負(fù)責(zé)人在論壇發(fā)言時(shí)表示：“以竹纏繞復(fù)合材料為代表的一大批科技成果，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益及國(guó)際影響力?！?/p>

竹纏繞的核心密碼

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，竹纏繞復(fù)合管是目前世界上首款可工業(yè)化生產(chǎn)的生物基管道，也是中國(guó)唯一原創(chuàng)性管道，它在承壓、抗形變、保溫性能、使用壽命和綜合造價(jià)等方面優(yōu)勢(shì)顯著。

北京林業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)宋維明就這種新能源的開發(fā)利用指出，竹纏繞復(fù)合材料新技術(shù)有碳匯和節(jié)能減排、節(jié)水、保溫、抗震等四大優(yōu)勢(shì)，對(duì)于改變傳統(tǒng)竹材加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式，替代石化和礦物質(zhì)等不可再生資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排綠色發(fā)展，培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，興林（竹）富民等都具有重要意義。

“竹纏繞復(fù)合材料的核心技術(shù)密碼就是：充分發(fā)揮竹子軸向拉伸強(qiáng)度高的這一特性，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中形成無(wú)應(yīng)力缺陷分布?！比~柃說(shuō)，因此竹纏繞復(fù)合材料承壓、抗震抗沉降能力強(qiáng)，耐腐蝕、保溫性能突出，綜合造價(jià)低，可廣泛替代鋼材、水泥、塑料等高污染和高能耗材料。

竹纏繞復(fù)合材料具有極高的抗形變能力。經(jīng)測(cè)試，竹纏繞復(fù)合管道形變超過30%時(shí)，抗壓強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。竹纏繞復(fù)合管已經(jīng)通過了國(guó)家化學(xué)建筑材料檢測(cè)中心的10000小時(shí)長(zhǎng)期靜壓試驗(yàn)。

成本優(yōu)勢(shì)更是不容忽視?！爸窭p繞復(fù)合管成本僅為球墨鑄鐵管的80-90%，是塑料類管的60-70%?！比~柃說(shuō)。

因上述諸多優(yōu)勢(shì)，目前，竹纏繞復(fù)合材料工程技術(shù)，已作為研究課題被列入首批“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)——“竹資源全產(chǎn)業(yè)鏈增值增效技術(shù)集成與示范”項(xiàng)目。

2016年12月，竹纏繞復(fù)合材料被科技部、環(huán)保部、工信部列入“節(jié)能減排與低碳技術(shù)成果轉(zhuǎn)化推廣清單”。

2017年5月，竹纏繞復(fù)合材料項(xiàng)目被國(guó)家發(fā)改委等11部門列入聯(lián)合發(fā)布《林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展十三五規(guī)劃》中的重點(diǎn)戰(zhàn)略林產(chǎn)項(xiàng)目。

根據(jù)國(guó)家林業(yè)局編制的《竹纏繞復(fù)合壓力材料發(fā)展規(guī)劃（2014-2020年）》，計(jì)劃到2020年，在全國(guó)建成竹纏繞復(fù)合材料規(guī)模化生產(chǎn)單元500個(gè)，年產(chǎn)量達(dá)到1000萬(wàn)噸，總產(chǎn)值超過2000億元。

中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)會(huì)副理事長(zhǎng)蕭薇說(shuō)，竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)是中國(guó)人自己創(chuàng)新研發(fā)的新材料和新技術(shù)，是全球首項(xiàng)可產(chǎn)業(yè)化的新型生物基管道技術(shù)，該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化將使我國(guó)大量閑置竹資源有用武之地。

來(lái)自竹林的暢想

作為世界上最大的竹資源生長(zhǎng)國(guó)，目前我國(guó)閑置的竹資源有多少？

據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，目前全國(guó)閑置的竹林資源有1.1億噸。而竹子的生長(zhǎng)特性，如果7年不收割利用就會(huì)死掉，只能當(dāng)柴燒。

“如果充分利用起1.1億噸竹資源生產(chǎn)竹纏繞復(fù)合材料，可創(chuàng)造2.2萬(wàn)億至2.5萬(wàn)億元的產(chǎn)值。”葉柃說(shuō)，這是一筆非?？捎^的社會(huì)財(cái)富和潛力巨大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

葉柃，竹纏繞復(fù)合材料工程技術(shù)的發(fā)明者，一位非常具有前瞻眼光和創(chuàng)新思維的創(chuàng)業(yè)者。他更是一位工程材料的開拓者和實(shí)力派技術(shù)專家。1995年，我國(guó)第一根玻璃鋼管材就是葉柃從美國(guó)引進(jìn)的。

1968年下鄉(xiāng)的知青葉柃，于1971年進(jìn)入浙江一個(gè)國(guó)營(yíng)工程材料企業(yè)，并在26歲時(shí)擔(dān)任技術(shù)副廠長(zhǎng)，帶領(lǐng)企業(yè)發(fā)明了多項(xiàng)包括玻璃鋼材料在內(nèi)的新型管材產(chǎn)品。1988年，這位涌動(dòng)著創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想的開拓者，辭掉平穩(wěn)的“鐵飯碗”，下海辦企業(yè)，幾十年不斷地攀越技術(shù)高峰，在工程材料領(lǐng)域取得累累碩果。

用竹材做新能源的創(chuàng)想來(lái)自于10年前。

祖籍浙江的葉柃，面對(duì)著家鄉(xiāng)滿山的竹林，一遍遍地遐想：能否有一種技術(shù)，可將這循環(huán)往生的竹林開發(fā)成一種生生不息且可再生利用的資源——新型生物基材料？如果研發(fā)成功，那將是工程材料領(lǐng)域的一大變革。

揮之不去的奇思促使他在竹材利用的研究上苦苦鉆研，開始了他竹林變能源的“哥德巴赫猜想”。

“抗壓、抗變形、耐力最強(qiáng)的材料是什么？比鋼鐵、水泥、塑料玻璃鋼更強(qiáng)韌的應(yīng)該是柔韌的竹材料?！比~柃暢想，如果能夠利用竹子做建材，制成管道、管廊、房屋、車廂，等等，將節(jié)省多少煤電等能源的消耗，將減少多少粉塵的排放？將為山區(qū)的農(nóng)民、為全國(guó)閑置的大量的竹資源創(chuàng)造多少價(jià)值和收入？將為我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)節(jié)省多少的投資成本？葉柃越想越振奮，越覺得這是一項(xiàng)造福社會(huì)的善事，一項(xiàng)新能源技術(shù)的革命性的突破終于在歷經(jīng)成千上萬(wàn)次嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)中研制成功了。

2009年，由浙江鑫宙竹基復(fù)合材料科技有限公司研發(fā)的第一根竹纏繞復(fù)合管道，在杭州試用成功。之后，竹纏繞復(fù)合管應(yīng)用在新疆、黑龍江等地的水利工程中，經(jīng)受住了嚴(yán)峻氣候條件和惡劣自然條件的檢驗(yàn)。

2015年，竹纏繞復(fù)合管技術(shù)通過了國(guó)家林業(yè)局和住建部的科技成果鑒定，被評(píng)價(jià)為“達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。endprint

在2017年國(guó)際竹資源高效利用論壇上，與會(huì)專家一致認(rèn)為，竹纏繞復(fù)合材料具有原料的可再生性、加工過程低碳節(jié)能、使用過程環(huán)保及可生物降解等優(yōu)異性能，可成為鋼材、水泥、塑料、玻璃鋼等傳統(tǒng)材料的替代品，并可在管道、管廊、高鐵車廂、現(xiàn)代建筑等領(lǐng)域發(fā)揮效能。

在這次論壇上，葉柃充滿自信地說(shuō)：“竹纏繞復(fù)合管是世界第一根可工業(yè)化生產(chǎn)的生物基管道，是中國(guó)唯一原創(chuàng)性管道。目前我們已申請(qǐng)專利200多項(xiàng)，除了管道已批量生產(chǎn)外，竹纏繞復(fù)合車廂已研制成功并正在進(jìn)行全面測(cè)試；竹纏繞復(fù)合組合式房屋樣品也已經(jīng)于2017年10月份落成，這是世界上第一款植物纏繞整體式房屋?！?/p>

隨著竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)的日趨成熟，應(yīng)用正在不斷拓展?！?葉柃說(shuō)。

領(lǐng)跑在世界綠色發(fā)展的前沿

竹纏繞復(fù)合材料的原材料——一根根小小的竹子，更引起了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的關(guān)注。2017年11月6日，在國(guó)際竹藤組織成立20周年之際，國(guó)家主席習(xí)近平向國(guó)際竹藤組織致賀信。

竹纏繞復(fù)合材料的成功開發(fā)，引起了世界關(guān)注，作為綠色發(fā)展的解決方案，走向了國(guó)際舞臺(tái)。

實(shí)際上，竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)，已經(jīng)為世界提供了可持續(xù)發(fā)展的中國(guó)智慧和中國(guó)方案，許多有竹資源的國(guó)家紛紛要求合作。

2016年12月，國(guó)家林業(yè)局竹纏繞復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心與國(guó)際竹藤組織簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。

2017年9月，在菲律賓馬尼拉，菲律賓眾議院與國(guó)際竹纏繞復(fù)合材料聯(lián)盟簽署合作意向書。

2017年10月23日，2017G-STIC全球科技創(chuàng)新大會(huì)在比利時(shí)布魯塞爾召開，竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)首次在歐洲亮相，發(fā)明人葉柃進(jìn)行了令世界瞠目的演講。我國(guó)竹纏繞工程技術(shù)領(lǐng)跑在了世界綠色發(fā)展的應(yīng)用前端。

葉柃在演講時(shí)說(shuō)道，竹纏繞復(fù)合材料可用于制造壓力管道、管廊、容器、大型儲(chǔ)罐、房屋、運(yùn)輸工具殼體（高鐵車廂、飛機(jī)機(jī)身、船只）、軍工裝備等產(chǎn)品?？蓱?yīng)用的領(lǐng)域非常廣大。

竹纏繞復(fù)合材料各類管材目前主要是在水利工程和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中應(yīng)用。竹纏繞復(fù)合材料各類管材目前已在湖北、山東、內(nèi)蒙古和中鐵建的國(guó)外項(xiàng)目落地并正式投產(chǎn)。12月8日，中投金控和中國(guó)鐵建兩大央企聯(lián)手投資竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)，首個(gè)生產(chǎn)企業(yè)在著名的蜀南竹海——四川宜賓落地。

全國(guó)人大環(huán)境資源委員會(huì)法案室主任翟勇、國(guó)家發(fā)改委能源研究會(huì)評(píng)估分會(huì)主任焦健都表示，竹纏繞復(fù)合材料新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)、農(nóng)村包括山區(qū)精準(zhǔn)扶貧助農(nóng)增收、“一帶一路”建設(shè)、海水淡化西輸工程等，都有重要的意義。

“竹纏繞復(fù)合材料新技術(shù)是推動(dòng)世界竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，其應(yīng)用與推廣將大幅提升竹子作為新世紀(jì)材料的價(jià)值，希望竹纏繞復(fù)合技術(shù)能在世界范圍內(nèi)推廣與應(yīng)用。”國(guó)際竹藤組織副總干事竺肇華說(shuō)。endprint