竹纏繞復(fù)合材料將成為人類(lèi)社會(huì)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期的支柱產(chǎn)業(yè)

葉 柃

(國(guó)家林業(yè)和草原局竹纏繞復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心 杭州 311253)

生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代開(kāi)啟了人類(lèi)社會(huì)繼農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)、信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代之后，又一個(gè)劃時(shí)代并且影響深遠(yuǎn)的文明階段[1]，生物經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將深刻影響人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)生活方式、認(rèn)知方式乃至能源資源保障、國(guó)家安全等方方面面。生物質(zhì)復(fù)合材料是生物經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，一種以竹子為基材，通過(guò)纏繞方式加工成型的竹纏繞復(fù)合材料，已被列入國(guó)家發(fā)展改革委于2022 年5 月發(fā)布的首個(gè)國(guó)家層面的生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略——《“十四五” 生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》 中，指出: “培育壯大生物經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)在城市綜合管廊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中示范應(yīng)用?！?此舉對(duì)竹纏繞產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

1 竹纏繞復(fù)合材料是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入生物經(jīng)濟(jì)文明時(shí)期的必然產(chǎn)物

人類(lèi)文明是人們社會(huì)活動(dòng)中以道德為原則的思想意識(shí)、社會(huì)活動(dòng)遠(yuǎn)離原始社會(huì)的表現(xiàn)，當(dāng)現(xiàn)代文明有了追求社會(huì)與自然和諧共存的強(qiáng)烈意識(shí)時(shí)，生物經(jīng)濟(jì)必將主導(dǎo)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。

1.1 生物經(jīng)濟(jì)是一次人類(lèi)偉大的自我革命

生物經(jīng)濟(jì)是以生命科學(xué)、生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和普及應(yīng)用為基礎(chǔ)的新經(jīng)濟(jì)形態(tài)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。其核心內(nèi)容是為了人類(lèi)得以更好的繁衍生存。生命科學(xué)是認(rèn)識(shí)包括動(dòng)物、植物、微生物的生命規(guī)律并對(duì)生命載體進(jìn)行直接改造、保護(hù)的作用行為；生物技術(shù)，是以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ)，用科學(xué)的手段改造生物體或加工生物原材料，為人類(lèi)生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的的技術(shù)方式。

人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，面對(duì)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)對(duì)全球氣候變化、減少碳排放、與自然界和諧共存已成為世界人民的共識(shí)。為了更好地發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)，低碳節(jié)能、利用可再生資源的生產(chǎn)與生活方式，已成為人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)的必然選擇。此時(shí)，大量高能耗、不可再生的化石資源等產(chǎn)業(yè)和不符合低碳標(biāo)準(zhǔn)的生活方式將逐步退出歷史舞臺(tái)，在此過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生大面積產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及對(duì)原有設(shè)施進(jìn)行改造重建，同時(shí)也會(huì)造成大量產(chǎn)業(yè)人員轉(zhuǎn)移和重新?lián)駱I(yè)。因此，在這場(chǎng)人類(lèi)社會(huì)偉大的自我革命過(guò)程中，認(rèn)識(shí)、適應(yīng)、助力符合客觀社會(huì)發(fā)展規(guī)律的新生事物，應(yīng)該是人們的正確選擇。

1.2 竹纏繞復(fù)合材料的發(fā)明是人類(lèi)文明延續(xù)的必然產(chǎn)物

竹纏繞復(fù)合材料首先是一種材料，用這種材料可加工成大口徑壓力管道、城市綜合管廊、組合式房屋、車(chē)廂、國(guó)防設(shè)施等產(chǎn)品[2]。這一技術(shù)發(fā)明的必然性體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面。

第一，要以現(xiàn)代工業(yè)為基礎(chǔ)。將一根根粗細(xì)、長(zhǎng)短不一的竹子組合成一種復(fù)合材料，沒(méi)有現(xiàn)代的機(jī)械、化學(xué)、信息技術(shù)等工業(yè)化水平為基礎(chǔ)，是不可能實(shí)現(xiàn)的。所以，人類(lèi)已有的工業(yè)經(jīng)濟(jì)文明、信息經(jīng)濟(jì)文明為竹纏繞技術(shù)的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)，也是人類(lèi)現(xiàn)代文明的自然延續(xù)。

第二，如果人類(lèi)尚未意識(shí)到社會(huì)需要綠色發(fā)展、沒(méi)有追求“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型” 的生產(chǎn)方式時(shí)，竹纏繞技術(shù)發(fā)明人也許不會(huì)產(chǎn)生把竹子做成管道的沖動(dòng)。

第三，竹子是地球生態(tài)自我平衡、自我進(jìn)化的客觀存在。竹子來(lái)到地球3 000 萬(wàn)年，和其他植物一樣，為地球調(diào)節(jié)著大氣、土壤、水系統(tǒng)的平衡。同時(shí)，竹子為了適應(yīng)環(huán)境，自我進(jìn)化成了一種質(zhì)量小、強(qiáng)度高、耐候能力強(qiáng)的天然原材料，且這種原材料已呈現(xiàn)在人類(lèi)眼前，一路伴隨人類(lèi)走來(lái)。當(dāng)人類(lèi)有了與地球和諧共存、社會(huì)需要綠色發(fā)展意識(shí)時(shí)，竹子的優(yōu)點(diǎn)一定會(huì)在某個(gè)時(shí)點(diǎn)以某種方式被人類(lèi)所發(fā)現(xiàn)和更好地加以利用。

這種地球生態(tài)本身要求人類(lèi)必須遵循其健康發(fā)展要求的客觀存在，決定了人們主觀意識(shí)必定要服從客觀的規(guī)律。因此，在滿(mǎn)足以上條件時(shí)，發(fā)明竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)的必然性就成立了。

2 培育壯大生物經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)——竹纏繞復(fù)合材料

所謂支柱產(chǎn)業(yè)，即對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)起引導(dǎo)和推動(dòng)作用的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。支柱產(chǎn)業(yè)將誘導(dǎo)引領(lǐng)新產(chǎn)業(yè)的崛起，并對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)產(chǎn)生重大影響，比如石油化工、汽車(chē)制造、建筑業(yè)、新能源等。支柱產(chǎn)業(yè)是國(guó)家生產(chǎn)總值、財(cái)政收入、人們就業(yè)等社會(huì)良性發(fā)展的基本保證。

在國(guó)家《“十四五” 生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》 中，將竹纏繞定性為生物經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，是有充分理由和依據(jù)的。

2.1 竹纏繞復(fù)合材料綠色、低碳、可再生屬性，將助力國(guó)家實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)

竹纏繞復(fù)合材料的基體材料主要是竹子。竹子在生長(zhǎng)過(guò)程中具有固碳、凈化空氣、保護(hù)水土等優(yōu)良特性，竹林的固碳率與熱帶雨林相似；其長(zhǎng)長(zhǎng)的竹鞭，能很好地固持土壤，防止山地水土流失；其四季常青的竹葉，為冬季大地增加了綠色；竹子又是一種速生植物，生長(zhǎng)3 年時(shí)就可以砍伐利用，且越進(jìn)行合理砍伐，竹林長(zhǎng)得越好，蓄竹量越多。目前世界上竹林面積約為3 200 萬(wàn)hm2，中國(guó)約700 萬(wàn)hm2，中國(guó)每年可擇伐的竹材為1.5 億t (其中0.4 億t 已被利用)。

竹纏繞復(fù)合材料的加工過(guò)程，與鋼材、水泥、塑料等傳統(tǒng)材料相比，能耗低，無(wú)污染。根據(jù)中國(guó)能源研究會(huì)能效與投資評(píng)估專(zhuān)業(yè)委員會(huì)對(duì)竹纏繞復(fù)合材料碳排放的計(jì)算，如將我國(guó)目前每年閑置的1.1 億t 竹資源加工成竹纏繞復(fù)合材料，用于替代鋼材、水泥、塑料等材料，則每年可減少碳排放4.48 億t。

2.2 竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、材料性能好、經(jīng)濟(jì)效益高

第一，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大。竹纏繞復(fù)合材料可加工制造管道、管廊、房屋、車(chē)廂等產(chǎn)品，我國(guó)目前以上產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)20 萬(wàn)億元。理論上，用竹纏繞復(fù)合材料加工成以上產(chǎn)品的替代率可超過(guò)50%，即潛在市場(chǎng)需求超過(guò)10 萬(wàn)億元。竹林通過(guò)科學(xué)培育，蓄竹量可提高1～2 倍，在不擴(kuò)大竹林種植面積的前提下，每年可供應(yīng)竹材3 億t，按1 t竹材加工成1 t 竹纏繞復(fù)合材料(按1 ∶1 加秸稈等生物質(zhì)材料計(jì)算)，可加工成3 億t 的竹纏繞復(fù)合材料，按每萬(wàn)噸竹纏繞復(fù)合材料形成3.75 億元總產(chǎn)值計(jì)算，即可形成超過(guò)11 萬(wàn)億元的新材料產(chǎn)業(yè)[3]。

第二，材料品質(zhì)性能好。竹纏繞復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗形變能力強(qiáng)，保溫、隔音性能好、防火抗震、吸波隱身、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。竹子以其0.5 g/cm3左右的物質(zhì)密度，擁有鋼材1/2 軸向拉伸強(qiáng)度的表現(xiàn)，在植物界是最優(yōu)的。同時(shí)，竹子還有很高的抗形變能力和很強(qiáng)的彈性，這一特點(diǎn)在古代的弓箭、農(nóng)村用的扁擔(dān)中得到了完美的詮釋。竹纏繞復(fù)合材料則是將以上竹子的優(yōu)點(diǎn)，盡可能多的發(fā)揮出來(lái)，所以在任何竹纏繞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，均采用無(wú)明顯缺陷的工藝力學(xué)設(shè)計(jì)，做成能滿(mǎn)足社會(huì)需求的各種產(chǎn)品。例如，同是直徑1 m、壓力等級(jí)1.0 MPa 的壓力管道，鋼管的質(zhì)量為245 kg，竹纏繞復(fù)合管的質(zhì)量為100 kg，且竹纏繞管道不會(huì)產(chǎn)生生銹等腐蝕情況。再如，5 m 直徑的管廊，鋼筋混凝土管廊平均厚度為60 cm，竹纏繞管廊為15 cm，且竹纏繞管廊不會(huì)發(fā)生內(nèi)壁滲漏等不良現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，竹纏繞管道、管廊使用壽命比鋼管、鋼筋混凝土管廊更長(zhǎng)[4]。

第三，經(jīng)濟(jì)效益高。按目前已投放市場(chǎng)的竹纏繞管道、管廊的售價(jià)及綜合成本計(jì)算，比同規(guī)格的鋼管、球墨鑄鐵管、鋼筋混凝土管廊低20%～40%。因此，竹纏繞復(fù)合材料有很大的市場(chǎng)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

2.3 竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)在國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中能發(fā)揮重要作用

在我國(guó)，竹子分布在福建、四川、江西、浙江、湖南、云南等17 個(gè)省(市、自治區(qū)) 的農(nóng)村區(qū)域，至今未得到充分利用的竹子均在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，特別是有些革命老區(qū)。

通過(guò)發(fā)展竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)，如果將目前被閑置的1.1 億t 竹資源加以充分利用，則在竹子砍伐及竹原材料加工方面，每年將給農(nóng)村帶來(lái)3 168 億元的經(jīng)濟(jì)收入。其中，在竹子種植、砍伐、出售環(huán)節(jié)，可為1 200 萬(wàn)戶(hù)農(nóng)戶(hù)每戶(hù)每年增加收入5 000 元；在竹原材料加工環(huán)節(jié)，可幫助1 000 萬(wàn)農(nóng)民在當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)，每人每年收入超過(guò)30 000 元。隨著竹纏繞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，社會(huì)上對(duì)竹材的需求量則更大。因此，竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，能大幅度增加農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入，為國(guó)家的鄉(xiāng)村振興事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)。

2.4 竹纏繞復(fù)合材料是中國(guó)“一帶一路” 倡議的光明使者

竹纏繞復(fù)合材料來(lái)自于人類(lèi)文明的進(jìn)步，也必將與全世界人民共享。2013 年習(xí)近平主席提出打造人類(lèi)命運(yùn)共同體的“一帶一路” 倡議，是竹纏繞復(fù)合材料走出國(guó)門(mén)、面向世界的最佳途徑。如今，有3/4 的竹資源分布在東南亞、中東非、中南美地區(qū)，且95%以上都生長(zhǎng)在發(fā)展中國(guó)家。這些國(guó)家可以應(yīng)用竹纏繞技術(shù)，把當(dāng)?shù)氐闹褓Y源很好地利用起來(lái)，加工成管道、房屋等產(chǎn)品，在綠色低碳的基礎(chǔ)上建設(shè)美麗家園；同時(shí)，可增加農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入，提高社會(huì)就業(yè)率，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展[5]。竹纏繞復(fù)合材料服務(wù)“一帶一路” 倡議，也可讓世界人民改變一直以來(lái)中國(guó)很少對(duì)外輸出原創(chuàng)技術(shù)的印象，從而成為“一帶一路” 倡議中的光明使者。

2.5 竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)是“材料強(qiáng)國(guó)” 戰(zhàn)略的重要實(shí)踐

材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)?；A(chǔ)性材料與人類(lèi)活動(dòng)的聯(lián)系則更為緊密，如無(wú)機(jī)類(lèi)金屬材料中的鋼鐵、無(wú)機(jī)類(lèi)非金屬材料中的水泥、有機(jī)類(lèi)石油基材料中的塑料、有機(jī)類(lèi)生物基材料中的木材等，這類(lèi)基礎(chǔ)性材料滲透在人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)中的各個(gè)領(lǐng)域，無(wú)處不在。

人類(lèi)歷史的發(fā)展就是以材料科學(xué)的進(jìn)步為基礎(chǔ)的。石器、陶器、青銅器、鐵器、水泥、塑料、半導(dǎo)體材料等，作為一種基礎(chǔ)性材料的出現(xiàn)，都為人類(lèi)社會(huì)的文明作出了重大貢獻(xiàn)，往往一種新型基礎(chǔ)性材料，就能把人類(lèi)文明帶入下一個(gè)階段。

為了實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)，我國(guó)確立了 “兩個(gè)一百年” 的奮斗目標(biāo)。中共十八大以來(lái)，國(guó)家進(jìn)一步提出材料強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。發(fā)展新材料是我國(guó)從制造大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國(guó)的必然要求。竹纏繞復(fù)合材料是一種具有典型時(shí)代特征的新材料，更是一種生物材料。因此，在國(guó)家首部生物經(jīng)濟(jì)規(guī)劃《“十四五” 生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》 中，將竹纏繞復(fù)合材料列為生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)，是有著嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)依據(jù)及深厚基礎(chǔ)的。

3 推動(dòng)竹纏繞在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中示范應(yīng)用

《“十四五” 生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》 指出: “要推動(dòng)竹纏繞在城市綜合管廊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中示范應(yīng)用?！?這句話(huà)的表述，范疇極廣，定論科學(xué)。

3.1 應(yīng)用范疇極為寬廣

“要推動(dòng)竹纏繞在城市綜合管廊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中示范應(yīng)用”，應(yīng)用范疇包括2 個(gè)層面: 一是竹纏繞管廊等產(chǎn)品種類(lèi)，二是城市綜合管廊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程類(lèi)型。竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)品包括管道、房屋、車(chē)廂、冷卻塔、路燈桿、電線(xiàn)桿、料倉(cāng)、船舶、橋梁、浮動(dòng)平臺(tái)、機(jī)場(chǎng)跑道、電池殼體、多種軍工產(chǎn)品等生產(chǎn)資料，以及生活器皿、游樂(lè)設(shè)施等生活用品。隨著人們對(duì)竹纏繞技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)，以上產(chǎn)品都會(huì)逐漸進(jìn)入社會(huì)。基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程類(lèi)型，包括水利調(diào)水、交通運(yùn)輸、通訊、電力、給排水、輸變電、油氣管網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)、港口、橋梁等一切社會(huì)活動(dòng)的基礎(chǔ)物質(zhì)。

將竹纏繞復(fù)合材料可生產(chǎn)加工的產(chǎn)品和社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程類(lèi)型疊加起來(lái)，一張巨型的立體產(chǎn)業(yè)大網(wǎng)立刻呈現(xiàn)在人們眼前。加之竹纏繞復(fù)合材料還能在國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮作用，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模則更加龐大。

3.2 科學(xué)定性，方法明確

“要推動(dòng)竹纏繞的示范應(yīng)用” 的表述，在實(shí)事求是反映竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)水平及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的同時(shí)，又為產(chǎn)業(yè)發(fā)展制定了方法。

自2007 年開(kāi)始研發(fā)竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)(在2015 年前稱(chēng)為“竹復(fù)合壓力材料”)，至今僅有15 年的歷史；從2013 年水利部組織竹纏繞復(fù)合管示范應(yīng)用至今，產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)間還不到10 年。一種新材料從發(fā)明、成為技術(shù)成果、進(jìn)入成果市場(chǎng)轉(zhuǎn)化，再到產(chǎn)業(yè)形成并完善，至少需要幾十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的沉淀，而且還會(huì)永遠(yuǎn)向著質(zhì)量更好、用途更廣、成本更低方向改進(jìn)，永無(wú)止境。因此，《“十四五” 生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》 指出，“要推動(dòng)竹纏繞的示范應(yīng)用” 的定位是科學(xué)的。一是將竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)定性為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段，二是指明了要采用推廣示范應(yīng)用的方法來(lái)推動(dòng)竹纏繞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這是尊重科學(xué)，避免盲目冒進(jìn)，規(guī)避人為因素產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題而傷害整個(gè)產(chǎn)業(yè)順利發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的有效方法。

所以，“要推動(dòng)竹纏繞在城市綜合管廊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中示范應(yīng)用”，將產(chǎn)業(yè)范疇和推進(jìn)方法，從緯度和經(jīng)度方向作出科學(xué)定性，使事物的三維空間客觀地展示出來(lái)，這對(duì)竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展起到了極其重要的指導(dǎo)作用。

4 促進(jìn)竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展是產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的核心

《“十四五” 生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》 指出，“要促進(jìn)竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展”，這句話(huà)是國(guó)家竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的核心?？萍际堑谝簧a(chǎn)力，要更快、更好的發(fā)展竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)技術(shù)發(fā)展是關(guān)鍵。如何才能更好地促進(jìn)竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展，取決于3 個(gè)方面的因素: 第一，竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)基礎(chǔ)打得扎實(shí)與否；第二，竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)研發(fā)有沒(méi)有清晰和明確并有效的行動(dòng)方向；第三，推動(dòng)竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)進(jìn)步和促進(jìn)竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能否成為國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的重點(diǎn)戰(zhàn)略。

4.1 竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)工作扎實(shí)堅(jiān)固

竹纏繞復(fù)合材料的技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)工作，包括自然學(xué)科研究和釀造更適合學(xué)科研究的社會(huì)環(huán)境2 個(gè)方面。自然學(xué)科研究涵蓋竹材機(jī)理、竹纏繞復(fù)合材料性能、產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工制造、專(zhuān)業(yè)制造裝備、標(biāo)準(zhǔn)化工廠設(shè)計(jì)、應(yīng)用規(guī)范設(shè)定、質(zhì)量判定、標(biāo)準(zhǔn)制定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、理論提煉、產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容，這些內(nèi)容是竹纏繞復(fù)合材料自然學(xué)科研究的有機(jī)組成部分。釀造有利于自然學(xué)科研究的社會(huì)環(huán)境，是指如何通過(guò)有效的影響傳播工作，得到國(guó)家及地方政府部門(mén)、國(guó)際政府間組織和行業(yè)管理機(jī)構(gòu)、專(zhuān)家學(xué)者、社會(huì)工作者的廣泛認(rèn)可和支持，使得該技術(shù)研究具有社會(huì)生命血液活性的有機(jī)體。目前，竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)工作方面已取得豐碩成果，為竹纏繞技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。具體體現(xiàn)在以下6 個(gè)方面。

4.1.1 第1 階段研發(fā)計(jì)劃科學(xué)、縝密、有序(2007—2014 年)

竹纏繞第1 階段研發(fā)有以下主要節(jié)點(diǎn): 2007年研發(fā)工作啟動(dòng)；2008 年竹纏繞管道關(guān)鍵技術(shù)初步打通，申請(qǐng)了第1 個(gè)產(chǎn)品專(zhuān)利；2009 年編制了第1 部竹纏繞管道產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(經(jīng)安徽省蕪湖市標(biāo)準(zhǔn)局備案)，第1 根竹纏繞管道在杭州七格污水廠工程中試用；產(chǎn)品試用期滿(mǎn)2 年后，2011 年新疆自治區(qū)科技廳組織新產(chǎn)品鑒定，鑒定結(jié)果為“技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”；2013 年水利部組織在浙江、新疆、黑龍江3 地進(jìn)行工程示范應(yīng)用，2014年6 月通過(guò)水利部組織的示范工程評(píng)審，被評(píng)價(jià)為“竹纏繞管道” 可在水利建設(shè)工程中大量推廣應(yīng)用，并編制了應(yīng)用指南；2014 年7 月，研發(fā)了近5 年的竹纏繞管道生產(chǎn)線(xiàn)成功下線(xiàn)，為竹纏繞產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化打下基礎(chǔ)；2014 年8 月，國(guó)家林業(yè)和草原局組織水利、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)、石油化工等方面的專(zhuān)家對(duì)“竹纏繞管道” 進(jìn)行科技成果鑒定，評(píng)定為“技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。

至此，第1 階段的研發(fā)工作畫(huà)上圓滿(mǎn)句號(hào)。

4.1.2 成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)化工作快速跟上(2015—2021 年)

自2014 年8 月竹纏繞管道通過(guò)科技成果鑒定并進(jìn)入成果庫(kù)后，2015 年10 月第1 個(gè)年產(chǎn)2 萬(wàn)t竹纏繞管道標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)單元在湖北襄陽(yáng)建成投產(chǎn)，緊接著2016 年山東臨沂、內(nèi)蒙古烏海年產(chǎn)2 萬(wàn)t竹纏繞管道生產(chǎn)單元相繼建成投產(chǎn)。這3 個(gè)生產(chǎn)基地，是竹纏繞產(chǎn)業(yè)化的先驅(qū)者，在竹纏繞管道生產(chǎn)和市場(chǎng)推廣初期，做了大量艱苦而有效的工作。目前，由中國(guó)鐵建投資的重慶北碚、廣西玉林、河南南陽(yáng)、天津薊縣和民營(yíng)企業(yè)家投資的福建永定、湖南綏寧生產(chǎn)基地均已建成投產(chǎn)，竹纏繞產(chǎn)品總產(chǎn)能已超過(guò)10 萬(wàn)t。河南洛寧、江西井岡山、廣西百色、四川瀘州、廣東汕尾、山東煙臺(tái)、江蘇鎮(zhèn)江、浙江安吉等城市的竹纏繞工廠正在建設(shè)或項(xiàng)目籌建中。

在竹纏繞相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、工程施工規(guī)程尚未出臺(tái)的情況下，中央企業(yè)及社會(huì)資本為我國(guó)的綠色可持續(xù)發(fā)展事業(yè)，敢于擔(dān)當(dāng)，勇于創(chuàng)新，投資建設(shè)竹纏繞產(chǎn)品生產(chǎn)基地，為后來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)編制、產(chǎn)品宣傳、提升社會(huì)影響力乃至產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，作出了卓越的貢獻(xiàn)。

4.1.3 建立了豐富可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系

15 年來(lái)，從竹子機(jī)理，竹材加工，竹纏繞材料的化學(xué)、物理、耐老化等性能測(cè)試[6-8]，到驗(yàn)證產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)等測(cè)試得到的參數(shù)，已超過(guò)10 萬(wàn)個(gè)。這些數(shù)據(jù)，除由竹纏繞技術(shù)發(fā)明單位自行完成外，還委托國(guó)內(nèi)外一流的大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)幫助完成。大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作，為竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)建立了客觀可靠的基礎(chǔ)，從而保證了技術(shù)的真實(shí)性、科學(xué)性，也保證了竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)品的安全可靠性。

竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)研發(fā)，從一開(kāi)始就十分重視對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。2008 年就申請(qǐng)了第1 個(gè)專(zhuān)利。2015 年竹纏繞知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作邁上一個(gè)更高水平的臺(tái)階。經(jīng)科技部介紹，由歐洲科學(xué)院院士、中歐知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究院院長(zhǎng)余翔教授為帶頭人的專(zhuān)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)團(tuán)隊(duì)，把竹纏繞復(fù)合材料作為民族知識(shí)產(chǎn)權(quán)，進(jìn)行了系統(tǒng)性的保護(hù)。原始創(chuàng)新的技術(shù)，為防止技術(shù)泄密，要求專(zhuān)利數(shù)量少而精，專(zhuān)利系統(tǒng)完整。目前獲專(zhuān)利授權(quán)300 余項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利70 余項(xiàng)，國(guó)際專(zhuān)利20 余項(xiàng)(在竹資源大國(guó)和主要發(fā)達(dá)國(guó)家都行使了專(zhuān)利保護(hù)權(quán))，所以至今未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的侵權(quán)行為。完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)系統(tǒng)，是開(kāi)展竹纏繞復(fù)合材料研發(fā)工作和促使產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的保證。

竹纏繞管道、管廊、房屋等均為大型公共基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品，比如直徑可達(dá)3 m、使用壓力達(dá)1.6 MPa 的竹纏繞管道，口徑達(dá)到8 m、埋深達(dá)十余米的竹纏繞管廊，幾十層樓高的竹纏繞房屋等。因此，質(zhì)量控制對(duì)產(chǎn)品的安全使用有著直接的影響，標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、驗(yàn)收過(guò)程中的唯一依據(jù)，是保證產(chǎn)品安全使用的重要手段。目前從竹子、樹(shù)脂等原材料加工，到竹纏繞產(chǎn)品生產(chǎn)以及工程驗(yàn)收等竹纏繞產(chǎn)業(yè)鏈全程，已頒布實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1 項(xiàng)，行業(yè)及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范4 項(xiàng)；正在編制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1 項(xiàng)，行業(yè)及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2 項(xiàng)；經(jīng)備案的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5 項(xiàng)，發(fā)明單位企業(yè)自控標(biāo)準(zhǔn)22 項(xiàng)。每當(dāng)一種新的竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)品推向市場(chǎng)前，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)隨即跟上。

一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，是竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必備條件。

4.1.4 在國(guó)家、地方等各方的支持下，竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)得以穩(wěn)步發(fā)展

自2011 年水利部將竹纏繞管道列為部級(jí)新技術(shù)推廣目錄開(kāi)始，國(guó)家發(fā)展改革委、科技部、住建部、環(huán)境部、工信部、國(guó)家林草局、國(guó)家質(zhì)檢總局等相關(guān)部門(mén)及中國(guó)竹產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)市政工程協(xié)會(huì)、中國(guó)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)等相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)，打破層層上報(bào)常規(guī)，為竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的培育做了大量實(shí)質(zhì)性的工作(表1)。國(guó)家發(fā)展改革委、住建部、水利部、國(guó)家林草局等部門(mén)主要領(lǐng)導(dǎo)均親自關(guān)心、支持竹纏繞復(fù)合材料的發(fā)展。

表1 各部委為培育竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)開(kāi)展的實(shí)質(zhì)性工作Tab.1 Substantive work of different ministries and commissions for nurturing bamboo winding composite industry

竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)也得到了竹資源豐富的相關(guān)省、市政府及領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，目前浙江、湖北、福建、四川、江西、湖南、貴州等省已將竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)列入省級(jí)發(fā)展規(guī)劃中。部分省委省政府主要領(lǐng)導(dǎo)親自關(guān)心、支持竹纏繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展。浙江杭州，福建龍巖，湖北襄陽(yáng)、咸寧，廣西百色、玉林，江西井岡山，廣東汕尾，安徽六安，四川宜賓，重慶北碚、梁平，山東煙臺(tái)、青島，新疆庫(kù)車(chē)等地方政府及主要領(lǐng)導(dǎo)，均十分重視引進(jìn)竹纏繞生產(chǎn)基地的投資建設(shè)及產(chǎn)品推廣工作。目前已呈現(xiàn)出竹纏繞生產(chǎn)基地遍地開(kāi)花的大好局面。

自2015 年由尹偉倫院士帶頭聯(lián)名在全國(guó)兩會(huì)上向全國(guó)政協(xié)提交第1 份關(guān)于推廣應(yīng)用竹纏繞復(fù)合材料提案起，至今已有人大代表和政協(xié)委員先后于2016 年、2018 年、2021 年、2022 年5 次向全國(guó)兩會(huì)提交了關(guān)于推動(dòng)竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議和提案，引起了全國(guó)人大、全國(guó)政協(xié)及相關(guān)部委的進(jìn)一步高度重視。

4.1.5 高校、科研單位、專(zhuān)家學(xué)者的共同參與，為竹纏繞復(fù)合材料的研發(fā)提供了有力支持

在整個(gè)竹纏繞技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，得到了國(guó)際竹藤中心、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、浙江農(nóng)林大學(xué)、黑龍江水科院、南京理工大學(xué)、空軍研究院、軍事工程學(xué)院以及加拿大國(guó)家林產(chǎn)品創(chuàng)新研究院、美國(guó)德克薩斯大學(xué)等國(guó)內(nèi)外高校、科研機(jī)構(gòu)的大力支持，以及張齊生院士(已故)、武強(qiáng)院士、曾恒一院士、尹偉倫院士、李堅(jiān)院士和眾多專(zhuān)家學(xué)者的鼎力相助，使得竹纏繞研發(fā)工作做的深入、全面。

4.1.6 竹纏繞產(chǎn)業(yè)已在世界范圍內(nèi)樹(shù)立起領(lǐng)袖地位

2015 年在國(guó)際頂尖刊物上向全世界宣布，中國(guó)發(fā)明了竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)。而后通過(guò)聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署、聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織、國(guó)際竹藤組織、國(guó)家發(fā)展改革委、商務(wù)部等平臺(tái)，組織或參與世界氣候大會(huì)、世界創(chuàng)新大會(huì)、世界竹藤大會(huì)、國(guó)際竹資源高效利用大會(huì)等10 余次大型國(guó)際會(huì)議，接待40 余個(gè)國(guó)家的官員、技術(shù)人員來(lái)中國(guó)學(xué)習(xí)考察竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)，與4 個(gè)國(guó)家簽訂輸出竹纏繞技術(shù)的項(xiàng)目框架協(xié)議等活動(dòng)，讓中國(guó)發(fā)明的竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)植入各個(gè)國(guó)家人們的心中，從而確立了中國(guó)竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)袖地位。

4.2 設(shè)計(jì)規(guī)劃一條正確高效的竹纏繞技術(shù)科研路線(xiàn)

竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)，世界上沒(méi)有先例，所以研發(fā)過(guò)程中的每項(xiàng)內(nèi)容都是原始創(chuàng)新，這種創(chuàng)新包括通過(guò)思維轉(zhuǎn)化與已有技術(shù)融合2 個(gè)方面，富有極強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。對(duì)一項(xiàng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化工作，國(guó)家早已有一個(gè)較為成熟的體系，其核心內(nèi)容就是在人才、資金、政策方面的投入和支持。

4.2.1 建立竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)人才戰(zhàn)略

人才工作從基礎(chǔ)抓起，盡早組織相關(guān)專(zhuān)家編制竹纏繞復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)教材，選擇在相關(guān)大學(xué)、科研單位中開(kāi)設(shè)竹纏繞復(fù)合材料研究生課程，培養(yǎng)第一批大學(xué)本科專(zhuān)業(yè)師資力量，逐步擴(kuò)大培養(yǎng)高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。

設(shè)立竹纏繞專(zhuān)科學(xué)校，培養(yǎng)一大批技術(shù)骨干，為生產(chǎn)合格產(chǎn)品保駕護(hù)航。在竹纏繞復(fù)合材料研發(fā)單位或生產(chǎn)單位中開(kāi)設(shè)短期技術(shù)培訓(xùn)班，普及竹纏繞生產(chǎn)過(guò)程中的基本技能。

4.2.2 設(shè)立具有相當(dāng)規(guī)模的竹纏繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金池

繼續(xù)完成“十三五” 期間國(guó)家林業(yè)和草原局設(shè)計(jì)的投資建設(shè)1 000 萬(wàn)t 竹纏繞復(fù)合材料規(guī)劃目標(biāo)，為完成這一產(chǎn)能目標(biāo)，需要直接投資750 億元，加上產(chǎn)業(yè)鏈前后端需要總投資超過(guò)1 000 億元。按產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金總需求，通過(guò)財(cái)政、基金、信貸、租賃等方式建立1 000 億元的資金池，以確保竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展過(guò)程中有足夠的資金。

4.2.3 建設(shè)以政府為投資主體的國(guó)家級(jí)竹纏繞專(zhuān)業(yè)研究機(jī)構(gòu)

規(guī)模在10 萬(wàn)億元以上的新材料產(chǎn)業(yè)，國(guó)家及地方政府要給予極大的政策支持。以國(guó)家及地方政府為主體，投資建設(shè)國(guó)家級(jí)、省級(jí)科研機(jī)構(gòu)，條件成熟時(shí)可以投資建設(shè)專(zhuān)業(yè)大學(xué)，集國(guó)家力量支持竹纏繞科學(xué)研究及成果轉(zhuǎn)化工作盡快盡好地開(kāi)展起來(lái)；在將竹纏繞技術(shù)更好地應(yīng)用于社會(huì)的同時(shí)，保持中國(guó)在世界竹纏繞產(chǎn)業(yè)中的統(tǒng)治地位。

在全國(guó)兩會(huì)和江西省、湖北省兩會(huì)上，分別有5 次和3 次關(guān)于發(fā)展竹纏繞產(chǎn)業(yè)的建議提案中，均提出要加大科研資金投入和國(guó)家政策支持的建議。因此，資金投入和政策支持可以說(shuō)是真正做好竹纏繞研發(fā)工作的關(guān)鍵所在。

4.3 國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略是竹纏繞技術(shù)進(jìn)步的奠基石

從現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程來(lái)看，一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)的培育及發(fā)展只有成為國(guó)家重大戰(zhàn)略、形成強(qiáng)有力的政策驅(qū)動(dòng)時(shí)，才能得以更加健康快速的發(fā)展。如風(fēng)能光能、新能源汽車(chē)、芯片等產(chǎn)業(yè)，都是在國(guó)家全面支持扶植下發(fā)展起來(lái)的。竹纏繞復(fù)合材料從2011 年起就得到相關(guān)部委和政府的大力支持，特別是國(guó)家首部生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中將竹纏繞復(fù)合材料列為生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)，這是將竹纏繞產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度的重大舉措。在此背景下，我國(guó)林業(yè)領(lǐng)域的唯一中央企業(yè)“中國(guó)林業(yè)集團(tuán)有限公司”(簡(jiǎn)稱(chēng)“中林集團(tuán)”) 接過(guò)了竹纏繞技術(shù)研發(fā)的接力棒，挑起了發(fā)展竹纏繞產(chǎn)業(yè)的重?fù)?dān)，肩負(fù)起將竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)造福于人類(lèi)的社會(huì)重任和助力實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的偉大歷史使命。竹纏繞技術(shù)歸屬?lài)?guó)家隊(duì)，除了中林集團(tuán)主要領(lǐng)導(dǎo)人的智慧和責(zé)任擔(dān)當(dāng)外，國(guó)家以綠色發(fā)展為宗旨的新時(shí)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整，也是促成竹纏繞技術(shù)歸屬中央企業(yè)的催化劑。

同時(shí)，國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重大戰(zhàn)略項(xiàng)目的形成，須以技術(shù)成熟度和產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景光明為基礎(chǔ)。所以，為了進(jìn)一步響應(yīng)國(guó)家竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)確定為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中重點(diǎn)項(xiàng)目的號(hào)召，最終促成竹纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)真正成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)綠色高質(zhì)量發(fā)展的重大中堅(jiān)項(xiàng)目，竹纏繞科研工作者和產(chǎn)業(yè)人員要克服一切困難，把竹纏繞科研、產(chǎn)品制造、市場(chǎng)推廣等工作盡可能快速而穩(wěn)妥地向前推進(jìn)，為竹纏繞國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)戰(zhàn)略的形成而竭盡全力。

綜上，促進(jìn)竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展，已具備了較扎實(shí)的研發(fā)基礎(chǔ)和清晰的工作思路，竹纏繞復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展是可持續(xù)的。

5 總結(jié)

一種全新的生物質(zhì)材料——竹纏繞復(fù)合材料已來(lái)到人們身邊，這一蘊(yùn)存于偶然中的必然，將伴隨人類(lèi)走進(jìn)下一個(gè)百年、千年。習(xí)近平總書(shū)記在中共二十大報(bào)告中提出，要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和，構(gòu)建高水平社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，國(guó)防和軍隊(duì)建設(shè)需要凝聚各行各業(yè)的智慧與力量，以中國(guó)式現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興等論述，是竹纏繞復(fù)合材料事業(yè)的定海神針。竹纏繞產(chǎn)業(yè)在當(dāng)前十分有利于技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大好形勢(shì)下，可大有作為。竹纏繞技術(shù)將為我國(guó)的產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、為建設(shè)美麗中國(guó)奉獻(xiàn)一份力量，也將成為一張靚麗的中國(guó)名片，為人類(lèi)文明作出重要貢獻(xiàn)。