国家林业和草原局竹缠绕复合材料工程技术研究中心

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National Forestry and Grassland Administration Engineering Research Center for Bamboo Winding Composites

以竹代塑,减少塑料污染

发表时间:2022-07-03 10:07

本文转自:科普中国

塑料曾经是人类引以为荣的伟大发明,但如今已经演变成地球生态系统的过度污染和人类健康的严重威胁。6月24日,我国政府在全球发展高层对话会上宣布,将同国际竹藤组织共同发起“以竹代塑”倡议,减少塑料污染,应对气候变化。

我国竹林面积701万公顷、竹子品种837个,每年可采伐生物量1.5亿吨,规模和产量居世界第一,以竹代塑潜力巨大。2000年成立的国际竹藤中心(以下简称中心)是一家非营利性科研机构,以技术支撑直接服务于首个总部设立在我国的国际组织——国际竹藤组织。作为先行者他们已经默默努力了20余年,在工程竹材领域系统布局、重点突破,如今已经硕果累累,特别是在竹材代替塑料产品研发方面,探索出若干解决塑料污染的最佳可行替代方案。

塑料餐盒吸管有望全替代

塑料生活消费品属于热敏性塑料占产品总量约40%,以竹代塑尤为迫切。近年来外卖爆发式增长带来的塑料餐盒环境问题非常突出。我国是全球最大的一次性塑料快餐盒生产国占全球总量约44%。2017年我国一次性塑料餐盒消耗量198亿、2019年402亿、2020年450亿。塑料快餐盒生产不仅消耗大量石油资源而且难以降解,焚烧填埋处理污染严重。全球禁限塑为竹纤维餐盒带来巨大发展机遇。中心和重庆瑞竹公司采用湿法纤维模压工艺、零添加工业助剂,实现了餐盒以竹代塑的创新。

按照国际标准严格测试,竹纤维餐盒容积偏差等指标均符合要求,使用后无有害物析出、能自然降解被土壤吸收,真正做到回归自然。国家发改委要求2025年可降解餐具替代一次性塑料餐具30%以上,按照2020年450亿规模计算,2025年可降解餐具替代量将达到135亿。重庆瑞竹公司正在启动年产竹纤维餐盒50亿只的项目,未来国内竹纤维餐盒可以达到450亿的年量产规模,可以全部替代塑料餐盒

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图片说明:中心与重庆瑞竹公司成功研发的竹纤维餐盒等

中心合作企业安徽鸿叶集团研制出竹壁钻孔式竹吸管。在安徽池州,鸿叶集团竹吸管项目一期9万平方米厂区已建成,计划投入竹吸管智能制造设备600台,达产后可实现年产85亿支、产值20亿元,二期将再增加1000台设备,建成后年产竹吸管250亿支,年销售产值达到45亿元。另一家合作企业龙竹科技集团成功研发出薄片缠绕式竹吸管,该集团在福建南平已建好厂房3万平米,建好成品生产线一条、半成品线3条。计划逐步建设竹吸管50亿支产能,另建竹吸管材料中心,两年内具备200亿只竹吸管的材料生产能力。


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工程塑料替代将大显身手

工业工程类塑料属于热固性塑料产品占总量约60%,是以竹代塑的另一个主战场。中心与合作企业在发电厂冷却塔填料、市政管道工程等领域的工程塑料替代取得重大进展。火力发电厂冷却塔聚氯乙烯塑料淋水填料密度低、强度高、冷却性能好,目前占据96%的市场,但夏天变形堵管、冬季挂冰倒塌、寿命短3至5年就要更换,对比之下竹格填料冷热交变性好、承载能力强、寿命长可用15年到18年,而且竹格填料二氧化碳排放量比聚氯乙烯塑料填料减少了6.1倍。

中心2013年与江苏亨达公司合作研发竹格填料,2016年通过科技成果鉴定隔年列入《国家重点节能低碳技术推广目录》,目前已经在近千家中小型电厂投入使用。中心正与国家电力投资集团开展合作,探索在300兆瓦发电厂大型机组使用竹格填料,未来全国大型电厂竹格填料替代聚氯乙烯塑料填料总规模将达到1.5亿到1.8亿立方米,实现大规模减碳。

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图片说明:中心与江苏亨达公司成功研发的发电厂冷却塔竹格填料

中心与浙江鑫宙公司共同合作,成功研发的竹缠绕复合管可以替代工程塑料管材。用竹缠绕复合管替代塑料管等五种传统管道75%时,竹缠绕复合管用量为3800万吨,消耗竹材1.1亿吨,实现产值7600亿元,减碳固碳1.54亿吨。我国城市排水管共73.5万公里,全部用竹缠绕管更新,将创造产值1.78万亿元。目前累计已经铺设竹缠绕复合管200余公里,更大规模的应用即将展开。

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图片说明:中心与浙江鑫宙公司成功研发的竹缠绕复合管

引领竹材市场标准话语权

朝阳产业腾飞,离不开科技创新和标准话语权的支持。中心超前研发竹产业科技水平已经走在全国和世界的前列,中心联合国内产学研单位完成的《竹质工程材料制造关键技术研究与示范》科研成果,2006年获得国家科学进步一等奖,这是本世纪以来竹材科技获得的最高国家奖。我国还加快制定了500余项竹子标准,占世界相关标准90%以上,竹材市场的标准话语权不断增强。中心还根据科研进程和市场需要,牵头或参与了50余项竹子标准的制定。

2015年5月,国际标准化组织竹藤技术委员会(ISO/TC296)在我国成立,2020年7月9日ISO正式发布了《竹和竹产品术语》(ISO 21625:2020)国际标准,使我国的国际话语权得到极大提升。中心刘贤淼研究员、陈绪和研究员、王戈研究员等多位专家全程参与制订工作,中心首席专家ISO/TC296主席费本华研究员、委员会经理方长华研究员全力协助,使标准历经四年多轮修改最终获得通过。

今年6月9日,经过ISO/TC 296成员国12周的投票,《ISO/NP 16830:Bamboo drinking straws(竹饮用吸管)》国际标准正式立项,这是国际上首个立项的以竹代塑类产品ISO标准。这意味着在以竹代塑领域我国竹材标准话语权将拥有更多的优势。我国竹材产品出口占全世界贸易量的70%以上,标准功不可没。

根据联合国环境规划署2021年发布的报告,1950年至2017年全球共生产塑料约92亿吨,预测到2050年累计产量将增长到340亿吨,可以预见国际社会以竹代塑任务极其艰巨。目前,竹产品已经形成100多个系列近万品种,期冀中心不断拓展以竹代塑的应用领域,坚定信念、持之以恒、勇毅前行、不负使命,为全人类根除塑料污染贡献出更多的中国智慧和中国方案。



以竹代塑,减少塑料污染
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