國家林草局于文吉主任演講：《雙碳戰(zhàn)略下我國高性能重組材料發(fā)展現(xiàn)狀與機遇》

??以下為文字實錄：

??于文吉：尊敬的各位在座的領導專家，非常高興有機會參加這次“首屆現(xiàn)代木竹結構建筑與人居產業(yè)論壇”，非常感謝會議主辦方給一個機會就高性能的重組材料在現(xiàn)代木竹結構深的應用，在順談的大背景下如何考慮這個問題。前天，我們剛到臨沂參加了山東省重大雙碳專項綠色宜居工程項目的啟動會，這個會到目前為止習總書記提出雙碳這個戰(zhàn)略以來林業(yè)產業(yè)，林業(yè)領域啟動的第一個重大雙碳專項。山東省科技廳專門撥出了科技經費1.08億，配套經費是5.7億，項目總投資將近7億左右，山東省科技廳臨沂市政府非常重視。今天我發(fā)言的題目是雙碳戰(zhàn)略下”，到底現(xiàn)在的木竹結構建筑與人居產業(yè)在雙碳戰(zhàn)略下怎么有效的銜接？我把一些不成熟的想法跟大家進行簡要介紹。

??一、雙碳與重組材料的研究背景

??習最書記這兩年關于雙碳在不同的時間，不同節(jié)點的重要指示作了一個簡單的匯總（圖）。2030碳達峰，2060實現(xiàn)碳中和。2020年開始到今年的4月17日，把習總書記在全球不同的場合下，我們國家制定的規(guī)劃，金磚國家領導人峰會上說要說到做到，在20國領導人峰會上中國言出必行，堅定不移加以落實。在今年4月17日首都義務植樹活動上的講話，現(xiàn)在從森林是水庫、錢庫、糧庫的基礎上加了碳庫，現(xiàn)在叫“四庫”，林業(yè)產業(yè)、木材加工產業(yè)跟習總書記提出的這幾庫是密切相關的。

??現(xiàn)在木材行業(yè)已經變成了一個非常大的產業(yè)，木材在傳統(tǒng)領域是四大建材之一，水泥、鋼鐵、塑料、木材，剛才陳會長說了現(xiàn)在叫現(xiàn)代木竹結構建筑，用的是現(xiàn)代材料，是經過工業(yè)加工的材料。我們的木質材料一立方米碳排放是30公斤，一噸水泥是1噸多二氧化碳排放，一噸鋼鐵是6噸多二氧化碳排放，塑料是800多公斤，所以在碳排放領域木竹材料有著天然的優(yōu)勢。

??中國的人造板材的產量連續(xù)保持在3億立方米左右，已經處于平穩(wěn)的態(tài)勢，量就這么多了，下一步在質和領域上，這么大的產量用在結構材上用的非常少，結構材上美國的比例達到了40-60%，日本是30-50%，加拿大是40-45%，德、法、英均45%以上，中國有多少人造板用結構材上？我估計一下，連5%的都不到，可能是2、3%，恰恰是這樣，我們未來的發(fā)展空間會很大。木材加工產業(yè)這么大的產值，但是在這里沒有體現(xiàn)出在建筑上到底有多少？太小了，150億跟這些比起來，沒把它算在內，恰恰是這樣，未來的發(fā)展空間可能就會非常大。我們這個行業(yè)有23萬家，量非常大，就業(yè)人員1350萬，相當于荷蘭的人口，我們這個行業(yè)的就業(yè)人員就是歐洲一個國家的就業(yè)人口，所以說我們國家體量大。

??現(xiàn)在的問題是真正用于木材原木和鋸材的消費量接近2億立方米，差不多一半靠進口。現(xiàn)在天然林禁止采伐，靠速生林供應木材，就像我們養(yǎng)的雞，42天的雞怎么能跟養(yǎng)半年、一年的雞比嗎？靠速生林直接供應結構材料是做不到的，只有經過深加工，今天給大家介紹高性能重組材料，怎么把速生木材從小木材變成大木材，從劣質材變成優(yōu)等材，這是追新的科研要做的工作。

??重組材料木鋼、竹鋼，它的強度非常高，重組材料是以人工林木材、竹材和沙生灌木等生物質資源為原料，通過纖維定向重組制成的性能可控，結構可設計、規(guī)格可調的新型高性能復合材料，這個材料具有自主知識產權并達到國際領先水平。為什么？國外沒有，80%的產能都在我們國家，竹重組材料的理念是70、80年代在澳大利亞提出來的，在我們國家通過不斷創(chuàng)新出現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)化、產業(yè)化。重組材料的木鋼是用速生林木材做的，或者是竹材做的，由長度可以達到12米，在建筑結構上可以滿足跨度所需要的要求。重組材料的四大特點：一是高強度。當年我們用四川的竹材重組開發(fā)出的竹鋼，最高抗溫強度可以達到400兆，抗拉強度達到300兆。二是高耐候性，阻燃性能。竹鋼從第一批產品出來到現(xiàn)在已經十年了，第一批產品現(xiàn)在在上海崇明島用，照樣完好無損，在高鹽、高濕、高風的環(huán)境下用了十年以后還是完好的。不經過阻燃處理可以達到4S級，稍加阻燃處理達到B1級。三是高尺寸穩(wěn)定性。每年有1000平米用在戶外的步道棧道。四是高環(huán)保性。如果用在室內可以做到E0級，滿足歐盟最嚴苛的要求。這是高性能重組材料四大性能特點。

??這個材料到目前為止開發(fā)了大的產品種類，現(xiàn)在用的最多的是戶外景觀材料，步道、棧道，高速公路的交通護欄，最開始開發(fā)的是風電葉片，竹鋼的名字是怎么來的？最還是想用竹鋼來做風電葉片，我們叫重組竹，原先風電葉片是用玻纖做的，叫玻璃鋼，后來我們叫竹鋼，現(xiàn)在竹鋼的名字在全世界設計界歐已經廣泛地接受了這個概念，并且是一個非常好的名字，既體現(xiàn)了竹木的特點又體現(xiàn)了它的強度特性。另外應用在建筑結構、園林產品、家居裝飾。這個新材料跟鋼鐵一樣，我們有螺紋鋼、不銹鋼、高碳鋼、低碳鋼等，這個材料同樣可以根據目標市場的要求做成需要的性能，這是我們能夠做到的。

??二、重組材料的生產過程

??我們以竹木速生材為原材料，經過樹脂的浸漬以后，再經過成型工藝，最終形成了竹鋼、木鋼。我們正在做一個科普材料，下一步要用動畫，用更形象的過程來描繪一下重組材料的制作過程。我們用國內能找到的速生林木材，低質材開發(fā)成各種各樣的竹鋼產品，它的紋理花紋照樣和實木一樣美觀自然。我們在廣州的野外實驗場經過長期的耐熱化實驗，除了顏色上有變化以外，性能基本上沒有什么太大的變化。竹鋼用載重卡車，抗溫強度是普通木材的8倍，抗拉強度是10倍，抗剪強度是6倍，為它在結構上的應用打下了良好的力學基礎。我們在力學實驗機上進行了復合梁的測試。我們做風電葉片的時候要做疲勞試驗，我們在北航做了百萬次的疲勞試驗，證明竹鋼的耐疲勞性能比鋼鋁材要好。它能一級強耐腐等級，抗菌、抗蟲、防白蟻能達到9.5分，滿分是10分。傳統(tǒng)的跟新的竹鋼比較，傳統(tǒng)的被白蟻吃了，新型材料基本上完好無損?，F(xiàn)在稍加處理就能有機材料的第一級，如果不加處理達到CS級，這項技術是我們國家具有全方位的自主知識產權保護，我們從單元、裝備、工藝到產品全方位申請了50多項發(fā)明專利，我們也在歐、美、日這些地方申報了國際專利，到目前為止已經批下來一項國際專利。這項技術被國家發(fā)改委在2017年列入了低碳技術的推廣目錄，在2020年高性能木質重組柴料入選了由國家發(fā)改委、科技部、工信部和知道資源部聯(lián)合發(fā)布的綠色技術推廣目錄，為林草行業(yè)唯一入選技術。我們的產品也作了碳足跡認證，每生產一公斤能夠吸收多少二氧化碳，這項技術獲得了國家自然技術科技進步獎。

??三、應用推廣情況

??它的特點是性能可控，具有高強度、高耐耗和高穩(wěn)定和環(huán)保，既用于室內，也可以用于室外，既可以用于裝修，也可以用于結構，根據目標市場的要求。我們在標準和規(guī)范方面得到了住建部標準制定部門的支持，我們的綠色建材評價重組標準已經審查實施完，景觀工程用重組材批準立項，木結構用重組組和重組組地板的標準已經制定完了。在整個項目的開發(fā)過程中得到了國家專項的支持，國家“十四五”現(xiàn)在還再繼續(xù)支持，住建部列了兩個項，一個是重組材在低層裝配式建筑中的應用研究，這個項目已經結題了。還有一個是裝配式重組竹梁柱式結構體系設計關鍵技術，目前正在進行中。還有一些推廣項目，大規(guī)格、耐耗性結構材料，高結構多用途纖維竹質材料，一個新材料、新技術的開發(fā)肯定離不開國家的支持，不能靠我們自己在這兒做，肯定速度就比較慢了，影響力也不夠。

??下面我把這幾年重組竹、重組木、竹鋼、木鋼應用的場景案例跟大家簡單介紹一下。

??北京世園會百果園（圖），大跨度曲線式結構。成都“城市之眼”丹景閣，以竹鋼為主要材料，現(xiàn)在成了成都一個網紅打卡點。四川天寶洞區(qū)域景觀工程，用竹鋼建了一個平臺。浙江梧廬百歲村別墅會所，用竹鋼作為材料設計了很多房屋，屬于私人定制。竹鋼在戶內結構上的應用，做梁、柱，做裝修材料。浙江的秀島融情建筑群，做了一套竹鋼建筑區(qū)。2013年、2014年在環(huán)太湖公園的景觀工程，既有亭臺樓閣，又有鋪體材料，經過了十年了，多次被太湖漲水淹沒過，但是建筑質量不受影響。西溪濕地公園門廊斗拱（圖）。北戴河國家領導人遼陽區(qū)1號，原來用的是防腐木，現(xiàn)在全部用竹鋼代替。無錫大劇院的戶內材料，用的是竹鋼作為裝飾材料，兼具結構功能。

??我們用木鋼在江蘇南通外國語學院閱覽室，全部用的是木鋼。中國新科圓的院史館的大門，采用了木鋼材料。北京前門四合院改造工程，北京市建委要求除了用磚瓦就得用木，不準用鋼和水泥，用傳統(tǒng)木材肯定開裂，后來找到我們，我們專門做30立方米的木鋼，現(xiàn)在已經用了10年的時間了。

??四、市場前景趨勢

??這里大概列了一下成本價，按照比較高的價格。跟傳統(tǒng)菠蘿格地板，跟芬蘭的進口木材作比較，我們經過價格和使用周期比較以后，還是竹鋼、木鋼的性價比最高。

??政策支持：“十三五”期間住建部說重點要推廣發(fā)展木結構，按照發(fā)展情況不盡如人意，這里面有方方面面的原因，未來木結構是未來發(fā)展的方向之一，至于到底往哪兒用，是作為一般的民居用還是作為公共建筑用，還是著重景觀用，中國這么大，只要在任何一個領域開展起來就是非常巨大的市場。

??河北唐山國際旅游島項目（圖），全部應用了木結構，類似于這樣的旅游休閑的地方用木結構和木建筑的可能性更大，北京密云石城鎮(zhèn)新農村示范項目（圖），未來像四川這樣的地震帶，以及更多的近期園林景觀應用，我們要建設美麗中國、生態(tài)中國，要想中國農民一家一戶都用木結構不現(xiàn)實，但是中國這個市場就足夠大了。

??推廣木質結構面臨著歷史的機遇，重組材料是雙碳國家戰(zhàn)略的一個重要依托，作為一種新材料也是綠水青山轉化為金山銀山的有效途徑，也是綠色發(fā)展的需要，也是建設美麗中國的一個基本載體。發(fā)展的機遇和前途都非常好，非常遠大。

??我今天就利用這20分鐘的時間把我對高性能木質重組材料的理解和應用情況跟在座的領導和專家作了簡要的介紹，說的不對的地方請大家批評指正。謝謝大家！