竹纏繞，一項新能源技術的革命

劉惠蘭

創新，就是一種以技術為支撐的革命性突破。

最近在“2017國際竹資源高效利用論壇”上發布的一項竹纏繞工程技術，在國內外引發強烈關注，被稱為新能源領域的一次革命性突破。

這種以竹子為原料，通過竹纏繞技術制成的生物基材料——竹纏繞復合材料，是由國家林業局竹纏繞復合材料工程技術研究中心、浙江鑫宙竹基復合材料科技有限公司歷經10年研究成功的。該項技術已經通過了國家林業局和住建部的科技成果鑒定，被評價為“達到國際領先水平”，已投入應用并走向世界。

“竹纏繞復合材料，將成為繼鋼材和水泥之后的又一大基礎性工程材料，也是繼金屬、塑料、各種有機類無機類纖維復合材料后的又一種新型生物基復合材料。”國家林業局竹纏繞復合材料工程技術研究中心主任葉柃在國際竹資源高效利用論壇上的發言時表示。

竹纏繞復合材料的應用，不僅可替換鋼材和高強度塑料等材料，而且這種綠色、環保的可再生資源，對如鋼鐵、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。它的推廣應用，將為我國生態建設包括全球的綠色增長以及人類可持續發展作出巨大貢獻。

國家林業局相關負責人在論壇發言時表示：“以竹纏繞復合材料為代表的一大批科技成果，產生了巨大的社會、經濟和生態效益及國際影響力。”

竹纏繞的核心密碼

據相關數據，竹纏繞復合管是目前世界上首款可工業化生產的生物基管道，也是中國唯一原創性管道，它在承壓、抗形變、保溫性能、使用壽命和綜合造價等方面優勢顯著。

北京林業大學校長宋維明就這種新能源的開發利用指出，竹纏繞復合材料新技術有碳匯和節能減排、節水、保溫、抗震等四大優勢，對于改變傳統竹材加工產業結構模式，替代石化和礦物質等不可再生資源，實現節能減排綠色發展，培育和發展戰略性新興產業，興林（竹）富民等都具有重要意義。

“竹纏繞復合材料的核心技術密碼就是：充分發揮竹子軸向拉伸強度高的這一特性，在產品結構中形成無應力缺陷分布。”葉柃說，因此竹纏繞復合材料承壓、抗震抗沉降能力強，耐腐蝕、保溫性能突出，綜合造價低，可廣泛替代鋼材、水泥、塑料等高污染和高能耗材料。

竹纏繞復合材料具有極高的抗形變能力。經測試，竹纏繞復合管道形變超過30%時，抗壓強度仍繼續上升。竹纏繞復合管已經通過了國家化學建筑材料檢測中心的10000小時長期靜壓試驗。

成本優勢更是不容忽視。“竹纏繞復合管成本僅為球墨鑄鐵管的80-90%，是塑料類管的60-70%。”葉柃說。

因上述諸多優勢，目前，竹纏繞復合材料工程技術，已作為研究課題被列入首批“十三五”國家重點研發計劃專項——“竹資源全產業鏈增值增效技術集成與示范”項目。

2016年12月，竹纏繞復合材料被科技部、環保部、工信部列入“節能減排與低碳技術成果轉化推廣清單”。

2017年5月，竹纏繞復合材料項目被國家發改委等11部門列入聯合發布《林業產業發展十三五規劃》中的重點戰略林產項目。

根據國家林業局編制的《竹纏繞復合壓力材料發展規劃（2014-2020年）》，計劃到2020年，在全國建成竹纏繞復合材料規模化生產單元500個，年產量達到1000萬噸，總產值超過2000億元。

中國科技產業化促進會副理事長蕭薇說，竹纏繞復合材料技術是中國人自己創新研發的新材料和新技術，是全球首項可產業化的新型生物基管道技術，該技術的產業化將使我國大量閑置竹資源有用武之地。

來自竹林的暢想

作為世界上最大的竹資源生長國，目前我國閑置的竹資源有多少？

據統計顯示，目前全國閑置的竹林資源有1.1億噸。而竹子的生長特性，如果7年不收割利用就會死掉，只能當柴燒。

“如果充分利用起1.1億噸竹資源生產竹纏繞復合材料，可創造2.2萬億至2.5萬億元的產值。”葉柃說，這是一筆非常可觀的社會財富和潛力巨大的經濟增長點。

葉柃，竹纏繞復合材料工程技術的發明者，一位非常具有前瞻眼光和創新思維的創業者。他更是一位工程材料的開拓者和實力派技術專家。1995年，我國第一根玻璃鋼管材就是葉柃從美國引進的。

1968年下鄉的知青葉柃，于1971年進入浙江一個國營工程材料企業，并在26歲時擔任技術副廠長，帶領企業發明了多項包括玻璃鋼材料在內的新型管材產品。1988年，這位涌動著創業夢想的開拓者，辭掉平穩的“鐵飯碗”，下海辦企業，幾十年不斷地攀越技術高峰，在工程材料領域取得累累碩果。

用竹材做新能源的創想來自于10年前。

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

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、耐力最強的材料是什么？比鋼鐵、水泥、塑料玻璃鋼更強韌的應該是柔韌的竹材料。”葉柃暢想，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？將為山區的農民、為全國閑置的大量的竹資源創造多少價值和收入？將為我國的基礎設施建設節省多少的投資成本？葉柃越想越振奮，越覺得這是一項造福社會的善事，一項新能源技術的革命性的突破終于在歷經成千上萬次嚴苛的實驗中研制成功了。

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

2015年，竹纏繞復合管技術通過了國家林業局和住建部的科技成果鑒定，被評價為“達到國際領先水平”。endprint

在2017年國際竹資源高效利用論壇上，與會專家一致認為，竹纏繞復合材料具有原料的可再生性、加工過程低碳節能、使用過程環保及可生物降解等優異性能，可成為鋼材、水泥、塑料、玻璃鋼等傳統材料的替代品，并可在管道、管廊、高鐵車廂、現代建筑等領域發揮效能。

在這次論壇上，葉柃充滿自信地說：“竹纏繞復合管是世界第一根可工業化生產的生物基管道，是中國唯一原創性管道。目前我們已申請專利200多項，除了管道已批量生產外，竹纏繞復合車廂已研制成功并正在進行全面測試；竹纏繞復合組合式房屋樣品也已經于2017年10月份落成，這是世界上第一款植物纏繞整體式房屋。”

隨著竹纏繞復合材料技術的日趨成熟，應用正在不斷拓展。” 葉柃說。

領跑在世界綠色發展的前沿

竹纏繞復合材料的原材料——一根根小小的竹子，更引起了國家領導人的關注。2017年11月6日，在國際竹藤組織成立20周年之際，國家主席習近平向國際竹藤組織致賀信。

竹纏繞復合材料的成功開發，引起了世界關注，作為綠色發展的解決方案，走向了國際舞臺。

實際上，竹纏繞復合材料技術，已經為世界提供了可持續發展的中國智慧和中國方案，許多有竹資源的國家紛紛要求合作。

2016年12月，國家林業局竹纏繞復合材料工程技術研究中心與國際竹藤組織簽訂戰略合作協議。

2017年9月，在菲律賓馬尼拉，菲律賓眾議院與國際竹纏繞復合材料聯盟簽署合作意向書。

2017年10月23日，2017G-STIC全球科技創新大會在比利時布魯塞爾召開，竹纏繞復合材料技術首次在歐洲亮相，發明人葉柃進行了令世界瞠目的演講。我國竹纏繞工程技術領跑在了世界綠色發展的應用前端。

葉柃在演講時說道，竹纏繞復合材料可用于制造壓力管道、管廊、容器、大型儲罐、房屋、運輸工具殼體（高鐵車廂、飛機機身、船只）、軍工裝備等產品。可應用的領域非常廣大。

竹纏繞復合材料各類管材目前主要是在水利工程和城市基礎設施建設中應用。竹纏繞復合材料各類管材目前已在湖北、山東、內蒙古和中鐵建的國外項目落地并正式投產。12月8日，中投金控和中國鐵建兩大央企聯手投資竹纏繞復合材料產業，首個生產企業在著名的蜀南竹海——四川宜賓落地。

全國人大環境資源委員會法案室主任翟勇、國家發改委能源研究會評估分會主任焦健都表示，竹纏繞復合材料新技術的應用對于我國生態文明建設、農村包括山區精準扶貧助農增收、“一帶一路”建設、海水淡化西輸工程等，都有重要的意義。

“竹纏繞復合材料新技術是推動世界竹產業發展的關鍵技術之一，其應用與推廣將大幅提升竹子作為新世紀材料的價值，希望竹纏繞復合技術能在世界范圍內推廣與應用。”國際竹藤組織副總干事竺肇華說。endprint