在全球經濟和文化飛速發展的今天，生態環境問題得到了社會各界的重視。環境惡化、資源匱乏以及能源危機使人們意識到經濟與環境和諧發展的重要性，以經濟與環境和諧為目的而發展起來的“綠色經濟”理念逐漸深入人心。與此同時，人們開始更加關注生態環境問題，經過深入地研究，卻發現結果十分觸目驚心。

白色汙染，也就是塑料垃圾汙染，已經成為了地球上最嚴重的環境汙染危機之一。2017年日本海洋科技中心的全球海洋數據庫中顯示，目前發現的深海垃圾碎片中，超過1/3是大塊塑料，其中89%為一次性產品廢料。在6000米深的海底，有超過一半的垃圾碎片是塑料，並且幾乎是一次性用品。英國政府在2018年發表的報告中指出，世界海洋的塑料垃圾總量將在十年內翻上三番。據聯合國環境規劃署2021年10月發布的《從汙染到解決方案：全球海洋垃圾和塑料汙染評估》顯示，全球範圍內在1950年至2017年間累計生產了92億噸的塑料製品，其中約70億噸成為了塑料垃圾。而這些塑料垃圾的全球回收率不足10%。目前海洋中的塑料垃圾已高達7500萬至1.99億噸，占據海洋垃圾總重量的85%。如不采取有效幹預手段，預計到2040年，每年進入水體的塑料垃圾數量將增加近2倍，達到每年2300-3700萬噸；預計到2050年，海洋中的塑料總量將超過魚類。這些塑料垃圾不僅對海洋生態係統、陸地生態係統造成嚴重危害，塑料微粒及其助劑還會嚴重影響人類健康，影響人類長遠福祉。

為此，國際社會相繼出台禁限塑政策，提出禁限塑時間表。目前，已有140多個國家明確有相關政策。國家發改委生態環境部在2020年1月出台的《關於進一步加強塑料汙染治理的意見》中提出：“到2022年，一次性塑料製品消費量明顯減少，替代產品得到推廣，塑料廢棄物資源化能源化利用比例大幅提升。”英國政府2018年初開始推動新“限塑令”，全麵禁止銷售塑料吸管等一次性塑料製品。歐盟委員會於2018年提出“限塑令”方案，建議由更環保、更可持續的材料製成的吸管來代替塑料吸管。不僅是一次性塑料用品，整個塑料製品行業都將麵臨重大更迭，特別是近期原油價格大漲，塑料製品行業的低碳轉型迫在眉睫，“雙碳”或將推動產業優化布局，尋找可持續發展綠色低碳材料將成為塑料替代品的必由之路。

當前全球已知竹類植物1600多種，竹林麵積逾3500萬公頃，廣泛分布在亞洲、非洲和美洲。據《中國森林資源報告》，我國現有竹林麵積641.16萬公頃，2020年竹產值3217億元，到2025年全國竹產業總產值將突破7000億元。竹子具有生長快、培育周期短、強度高、韌性好等特點，很多科研院所和企業已開始研發和生產竹產品替代塑料產品，如竹纏繞複合管、一次性竹餐具、汽車內飾等。既可以替代塑料滿足人們的需求，又滿足綠色環保要求。但大多研究仍處於起步階段，市場占有率和認可度有待提高，一來給予“以竹代塑”的更多可能性，同時也宣告了“以竹代塑”引領綠色發展的道路上將會麵臨的巨大考驗。

下麵介紹幾種已較為成熟的“以竹代塑”產品。

(一)竹纏繞管道

竹纏繞複合材料是世界首創的生物基管道管廊材料，由浙江鑫宙竹基複合材料科技有限公司和國際竹藤中心等單位經過10餘年攻關研製而成。十三五期間完成重點研發計劃課題“竹質管道用材連續化製造”，正式實施《竹纏繞複合管》(GB/T37805-2019)國家標準，目前已經實際工程應用竹纏繞管道近300公裏。十四五期間規劃產能建設1000萬噸，總投資將達到600億元，達產後總產值每年達3750億元。

竹纏繞複合材料可替代鋼材、水泥、塑料等傳統工業材料，不僅原料可再生、可固碳，加工過程也可做到節能減碳、可生物降解，使用成本也更低。當竹纏繞複合管、管廊、房屋對傳統產品的替代率分別為80%時，竹纏繞產品年產量為1.08億噸，產業總產值可達2.16萬億元，各環節可實現增收3170億元，可實現減碳固碳總量為2.56億噸，約占2019年中國碳排放總量的2.6%。

(二)一次性竹餐具

僅2019年，我國塑料吸管年消耗量近3萬噸，約合460億根，人均年使用吸管超過30根。目前，新興產品竹吸管以其“防燙耐用不易軟，工藝簡單成本低”，有望取代紙吸管和聚乳酸(PLA)生物可降解吸管成為塑料吸管更為理想的替代品。國際竹藤中心生物質新材料科研團隊分別聯合安徽鴻葉集團和龍竹科技集團研製出竹壁鑽孔式竹吸管和薄片纏繞式竹吸管。1噸竹拉絲材料可生產10-20萬支鑽孔式竹吸管，目前安徽鴻葉集團年生產能力達到15億支，計劃兩年內生產70-100億支，未來的目標是建立300億支的年生產線。一立方刨切竹材可以生產8毫米纏繞式竹吸管18萬支，龍竹科技集團正在建設50億支吸管生產線，預計2年內產能達到200億支。

2014-2019年，我國一次性快餐盒市場規模從35.6億元增長至96.3億元，年均複合增長率達到21.8%。2020年，我國一次性餐盒消耗量在445億個左右。目前國際藤中心與重慶瑞竹公司開展合作，利用竹纖維的材性優點，開發一次性竹纖維多種餐具製品，已大量投放市場，並出口歐美，可以替代一次性塑料餐盒，前景廣闊。另外，一次性餐具原材料也可以利用微薄竹和竹條製作餐具，如盤、杯、刀叉、勺等。目前，據不完全統計，年可生產竹刀叉6000萬套、竹碗碟1億件。

(三)竹包裝

隨著物流的快速發展，快遞成為人們一種無法回避的生活方式。國家郵政局數據顯示，我國快遞業每年產生的塑料廢棄物約180萬噸。

竹包裝種類較多，主要包括竹編織包裝、竹板材包裝、竹車工包裝、串絲包裝、原竹包裝、集裝箱底板等。竹杆可做竹板材、車工包裝；竹梢可做竹編織、原竹包裝。竹包裝可應用於大閘蟹、粽子、月餅、水果、特產等各類產品的外包裝。且在產品使用完畢後，竹包裝可以作為裝飾品或收納盒，或日常購物的菜籃子，多次重複使用，也可回收製備竹炭等。除了竹包裝以外，竹漿紙製備的包裝用紙箱，也為我國快遞業綠色健康發展提供了強大助力。竹包裝和竹漿紙箱都具有較好的可循環利用性能。

(四)竹格填料

冷卻塔是一種廣泛應用於電廠、化工廠、鋼廠的冷卻設備，其冷卻性能對機組能耗和發電效率有很大影響。提高冷卻塔工作效率，首要改進的就是淋水填料。而當前市場上占比最大的是PVC塑料填料。

江蘇亨達竹格填料有限公司與國際竹藤中心共同研發一種竹格淋水填料，年銷售能力多達2.6億元。目前，竹格填料每年約可替代10萬立方的PVC填料，根據每年冷卻塔填料的更換量不同而有所差別。以300兆瓦機組5500平方米冷卻塔為例，竹格填料使用壽命15年；PVC填料壽命僅為3-5年。根據經濟成本計算，300兆瓦機組的電廠使用竹格填料替代PVC填料15年間可節約297萬元工程費，亦即可完成另一座5500平方米冷卻塔的工程改造，具有很好的經濟和性能優勢。

(五)竹編格柵

碳化複合竹編土工格柵其成本遠低於常用的塑料格柵，在耐久性、耐候性、平整度、整體承載力方麵具有明顯優勢。產品可廣泛應用於鐵路、公路、機場、碼頭、水利設施的軟基處理。還可用於設施農業如種養殖圍欄網、作物棚架等。2019年我國的塑料土工格柵需求是50億平方米，產值450億元。

目前，在廣東潮州市已設計施工的4條 “四好農村路” 總長度150千米，用竹編土工格柵300萬平方米，因其無毒無害，製造成本低廉，未來市場替代空間至少在400億元產值以上。

(六)汽車用竹纖維增強複合材料

輕量化是當前汽車領域的重點發展方向，寶馬、奧迪、福特、大眾、豐田等全球知名汽車品牌均在關注天然纖維新型輕質材料，歐美國家正在大力研發麻纖維材料用以替代高分子聚合物汽車構件。竹纖維增強熱塑和熱固性複合材料也越來越受到汽車製造商的青睞，這些材料可應用於底部、前端、車門、儀表板、內飾等多個部位，目前國際竹藤中心通過國家“十三五”重點研發計劃項目已研製出高性能竹纖維複合材料汽車內飾件，並得到應用。同時，竹纖維增強複合材料還可以替代塑料在工程領域的應用，2020年竹纖維增強複合材料潛在市場需求達660萬噸，具有較好的市場前景。

(七)竹源生物基降解塑料

不同於傳統石化基塑料，生物基生物降解塑料指的是生產原料全部或部分來源於生物質(玉米、甘蔗或纖維素原料等)的新型材料，主要有聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、全澱粉基材料、纖維素材料等。據統計，目前全球可降解塑料產能規模約99.6萬噸/年，到2025年，全球可降解生物基塑料的產能將達到180萬噸。我國新限塑政策推行釋放的可降解塑料需求將有望達到270萬噸，若需求達到預期，供給端缺口仍在93萬噸以上。

竹子中的纖維素通過水解、發酵生成乳酸，再聚合生成聚乳酸(PLA)。國際竹藤中心實驗室內已實現全部工藝路線，每千克竹子可生產出約0.1千克的聚乳酸。

(八)竹質電子器件殼製品

電子產品大量湧現，方便了人們的生活，但其塑料外殼不可避免的帶來環境汙染。據國家統計局數據統計，2021年我國塑料製品總產量為8千萬噸，應用量巨大。國際竹藤中心聯合江西銅鼓江橋竹木業有限責任公司以及湖南省等相關企業，合作開發係列竹鍵盤、竹鼠標、竹音響、竹計算器、竹太陽能燈、竹收音機等，替代塑料製品，並通過表觀感官設計、尺寸穩定性、疲勞和耐磨等性能的不斷改進，性能品質得到顯著提高，產品暢銷國內外市場，銷售額超過1億元。據中國海關數據顯示，僅2019年1-11月中國鍵盤、鼠標器出口數量為4.5億個，出口金額為33億美元，市場發展潛力巨大。目前國際竹藤中心正在深度研發新一代竹纖維交織材料，更好地替代塑料用於電子殼製品製造等領域。

“以竹代塑”思路的提出，主要是基於兩點社會經濟因素。首先“以竹代塑”可以減少碳排放，助力實現雙碳目標。

無論生產過程還是回收處理，竹製品碳排放都比塑料製品少。竹子及其製品可以通過5種方式減少溫室氣體排放，從而助力雙碳目標。

一是竹林碳彙(碳捕集)：竹子可快速固碳，吸碳能力強。竹子通過光合作用，吸收二氧化碳，是重要的碳彙。通過科學經營可以提高竹林碳彙量。

二是竹產品碳庫(碳利用與碳存儲)：收獲的竹材通過加工成各類耐用的竹製品，可以實現碳存儲與碳利用。竹製耐用品是負碳產品，在整個產品生命周期都保持低水平甚至負碳足跡。

三是替代減排，減塑降碳協同增效：竹子可以替代高耗能高排放材料和產品(如塑料、混凝土和鋼材等)，實現節能減排。如PVC樹脂碳排放係數為6.74噸 CO2/噸PVC。考慮到竹製品為負碳產品，假如全球每年6億噸竹子替代PVC產品將可減少40億噸CO2排放。

四是竹供應鏈與循環經濟(增效減碳)：通過提高竹子供應鏈效率和發展循環經濟，減少碳泄漏，可進一步降低全生命周期碳排放。

五是碳信用交易：通過碳市場與碳交易體係，竹子碳彙項目可助力實現碳抵消、碳中和。

另一個出發點在於，竹子是基於自然的解決方案之一。竹子與聯合國17個可持續發展目標中的7個密切相關，具體包括：消除貧困，廉價和清潔能源，可持續城市和社區，負責任地消費和生產，氣候行動，陸地生物，全球夥伴關係。我國作為世界上竹產業規模最大的國家，加工技術具有一定基礎，產業初具規模。然而，隨著勞動力和生產成本不斷增加，竹產業也麵臨技術變革，需要繼續技術創新，開展精深加工研發，推動產業整體轉型升級的顛覆性技術已成為剛需。

“以竹代塑”是我國林業和竹業高質量發展的重要途徑和方向，應充分發揮竹資源豐富、生長速度快、環保可再生、性能好等優勢，通過政策引導、資源培育、技術創新、產業布局，建立健全竹產業高質量發展模式，提高利用效率、拓展應用領域，為促進竹產區當地經濟發展、農民增收、鄉村振興、保護環境，實現“雙碳”目標，為推動“一帶一路”戰略開展做出積極貢獻，真正實現“以竹代塑”引領綠色發展。