在全球经济和文化飞速发展的今天，生态环境问题得到了社会各界的重视。环境恶化、资源匮乏以及能源危机使人们意识到经济与环境和谐发展的重要性，以经济与环境和谐为目的而发展起来的“绿色经济”理念逐渐深入人心。与此同时，人们开始更加关注生态环境问题，经过深入地研究，却发现结果十分触目惊心。

白色污染，也就是塑料垃圾污染，已经成为了地球上最严重的环境污染危机之一。2017年日本海洋科技中心的全球海洋数据库中显示，目前发现的深海垃圾碎片中，超过1/3是大块塑料，其中89%为一次性产品废料。在6000米深的海底，有超过一半的垃圾碎片是塑料，并且几乎是一次性用品。英国政府在2018年发表的报告中指出，世界海洋的塑料垃圾总量将在十年内翻上三番。据联合国环境规划署2021年10月发布的《从污染到解决方案：全球海洋垃圾和塑料污染评估》显示，全球范围内在1950年至2017年间累计生产了92亿吨的塑料制品，其中约70亿吨成为了塑料垃圾。而这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达7500万至1.99亿吨，占据海洋垃圾总重量的85%。如不采取有效干预手段，预计到2040年，每年进入水体的塑料垃圾数量将增加近2倍，达到每年2300-3700万吨；预计到2050年，海洋中的塑料总量将超过鱼类。这些塑料垃圾不仅对海洋生态系统、陆地生态系统造成严重危害，塑料微粒及其助剂还会严重影响人类健康，影响人类长远福祉。

为此，国际社会相继出台禁限塑政策，提出禁限塑时间表。目前，已有140多个国家明确有相关政策。国家发改委生态环境部在2020年1月出台的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》中提出：“到2022年，一次性塑料制品消费量明显减少，替代产品得到推广，塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升。”英国政府2018年初开始推动新“限塑令”，全面禁止销售塑料吸管等一次性塑料制品。欧盟委员会于2018年提出“限塑令”方案，建议由更环保、更可持续的材料制成的吸管来代替塑料吸管。不仅是一次性塑料用品，整个塑料制品行业都将面临重大更迭，特别是近期原油价格大涨，塑料制品行业的低碳转型迫在眉睫，“双碳”或将推动产业优化布局，寻找可持续发展绿色低碳材料将成为塑料替代品的必由之路。

当前全球已知竹类植物1600多种，竹林面积逾3500万公顷，广泛分布在亚洲、非洲和美洲。据《中国森林资源报告》，我国现有竹林面积641.16万公顷，2020年竹产值3217亿元，到2025年全国竹产业总产值将突破7000亿元。竹子具有生长快、培育周期短、强度高、韧性好等特点，很多科研院所和企业已开始研发和生产竹产品替代塑料产品，如竹缠绕复合管、一次性竹餐具、汽车内饰等。既可以替代塑料满足人们的需求，又满足绿色环保要求。但大多研究仍处于起步阶段，市场占有率和认可度有待提高，一来给予“以竹代塑”的更多可能性，同时也宣告了“以竹代塑”引领绿色发展的道路上将会面临的巨大考验。

下面介绍几种已较为成熟的“以竹代塑”产品。

(一)竹缠绕管道

竹缠绕复合材料是世界首创的生物基管道管廊材料，由浙江鑫宙竹基复合材料科技有限公司和国际竹藤中心等单位经过10余年攻关研制而成。十三五期间完成重点研发计划课题“竹质管道用材连续化制造”，正式实施《竹缠绕复合管》(GB/T37805-2019)国家标准，目前已经实际工程应用竹缠绕管道近300公里。十四五期间规划产能建设1000万吨，总投资将达到600亿元，达产后总产值每年达3750亿元。

竹缠绕复合材料可替代钢材、水泥、塑料等传统工业材料，不仅原料可再生、可固碳，加工过程也可做到节能减碳、可生物降解，使用成本也更低。当竹缠绕复合管、管廊、房屋对传统产品的替代率分别为80%时，竹缠绕产品年产量为1.08亿吨，产业总产值可达2.16万亿元，各环节可实现增收3170亿元，可实现减碳固碳总量为2.56亿吨，约占2019年中国碳排放总量的2.6%。

(二)一次性竹餐具

仅2019年，我国塑料吸管年消耗量近3万吨，约合460亿根，人均年使用吸管超过30根。目前，新兴产品竹吸管以其“防烫耐用不易软，工艺简单成本低”，有望取代纸吸管和聚乳酸(PLA)生物可降解吸管成为塑料吸管更为理想的替代品。国际竹藤中心生物质新材料科研团队分别联合安徽鸿叶集团和龙竹科技集团研制出竹壁钻孔式竹吸管和薄片缠绕式竹吸管。1吨竹拉丝材料可生产10-20万支钻孔式竹吸管，目前安徽鸿叶集团年生产能力达到15亿支，计划两年内生产70-100亿支，未来的目标是建立300亿支的年生产线。一立方刨切竹材可以生产8毫米缠绕式竹吸管18万支，龙竹科技集团正在建设50亿支吸管生产线，预计2年内产能达到200亿支。

2014-2019年，我国一次性快餐盒市场规模从35.6亿元增长至96.3亿元，年均复合增长率达到21.8%。2020年，我国一次性餐盒消耗量在445亿个左右。目前国际藤中心与重庆瑞竹公司开展合作，利用竹纤维的材性优点，开发一次性竹纤维多种餐具制品，已大量投放市场，并出口欧美，可以替代一次性塑料餐盒，前景广阔。另外，一次性餐具原材料也可以利用微薄竹和竹条制作餐具，如盘、杯、刀叉、勺等。目前，据不完全统计，年可生产竹刀叉6000万套、竹碗碟1亿件。

(三)竹包装

随着物流的快速发展，快递成为人们一种无法回避的生活方式。国家邮政局数据显示，我国快递业每年产生的塑料废弃物约180万吨。

竹包装种类较多，主要包括竹编织包装、竹板材包装、竹车工包装、串丝包装、原竹包装、集装箱底板等。竹杆可做竹板材、车工包装；竹梢可做竹编织、原竹包装。竹包装可应用于大闸蟹、粽子、月饼、水果、特产等各类产品的外包装。且在产品使用完毕后，竹包装可以作为装饰品或收纳盒，或日常购物的菜篮子，多次重复使用，也可回收制备竹炭等。除了竹包装以外，竹浆纸制备的包装用纸箱，也为我国快递业绿色健康发展提供了强大助力。竹包装和竹浆纸箱都具有较好的可循环利用性能。

(四)竹格填料

冷却塔是一种广泛应用于电厂、化工厂、钢厂的冷却设备，其冷却性能对机组能耗和发电效率有很大影响。提高冷却塔工作效率，首要改进的就是淋水填料。而当前市场上占比最大的是PVC塑料填料。

江苏亨达竹格填料有限公司与国际竹藤中心共同研发一种竹格淋水填料，年销售能力多达2.6亿元。目前，竹格填料每年约可替代10万立方的PVC填料，根据每年冷却塔填料的更换量不同而有所差别。以300兆瓦机组5500平方米冷却塔为例，竹格填料使用寿命15年；PVC填料寿命仅为3-5年。根据经济成本计算，300兆瓦机组的电厂使用竹格填料替代PVC填料15年间可节约297万元工程费，亦即可完成另一座5500平方米冷却塔的工程改造，具有很好的经济和性能优势。

(五)竹编格栅

碳化复合竹编土工格栅其成本远低于常用的塑料格栅，在耐久性、耐候性、平整度、整体承载力方面具有明显优势。产品可广泛应用于铁路、公路、机场、码头、水利设施的软基处理。还可用于设施农业如种养殖围栏网、作物棚架等。2019年我国的塑料土工格栅需求是50亿平方米，产值450亿元。

目前，在广东潮州市已设计施工的4条 “四好农村路” 总长度150千米，用竹编土工格栅300万平方米，因其无毒无害，制造成本低廉，未来市场替代空间至少在400亿元产值以上。

(六)汽车用竹纤维增强复合材料

轻量化是当前汽车领域的重点发展方向，宝马、奥迪、福特、大众、丰田等全球知名汽车品牌均在关注天然纤维新型轻质材料，欧美国家正在大力研发麻纤维材料用以替代高分子聚合物汽车构件。竹纤维增强热塑和热固性复合材料也越来越受到汽车制造商的青睐，这些材料可应用于底部、前端、车门、仪表板、内饰等多个部位，目前国际竹藤中心通过国家“十三五”重点研发计划项目已研制出高性能竹纤维复合材料汽车内饰件，并得到应用。同时，竹纤维增强复合材料还可以替代塑料在工程领域的应用，2020年竹纤维增强复合材料潜在市场需求达660万吨，具有较好的市场前景。

(七)竹源生物基降解塑料

不同于传统石化基塑料，生物基生物降解塑料指的是生产原料全部或部分来源于生物质(玉米、甘蔗或纤维素原料等)的新型材料，主要有聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、全淀粉基材料、纤维素材料等。据统计，目前全球可降解塑料产能规模约99.6万吨/年，到2025年，全球可降解生物基塑料的产能将达到180万吨。我国新限塑政策推行释放的可降解塑料需求将有望达到270万吨，若需求达到预期，供给端缺口仍在93万吨以上。

竹子中的纤维素通过水解、发酵生成乳酸，再聚合生成聚乳酸(PLA)。国际竹藤中心实验室内已实现全部工艺路线，每千克竹子可生产出约0.1千克的聚乳酸。

(八)竹质电子器件壳制品

电子产品大量涌现，方便了人们的生活，但其塑料外壳不可避免的带来环境污染。据国家统计局数据统计，2021年我国塑料制品总产量为8千万吨，应用量巨大。国际竹藤中心联合江西铜鼓江桥竹木业有限责任公司以及湖南省等相关企业，合作开发系列竹键盘、竹鼠标、竹音响、竹计算器、竹太阳能灯、竹收音机等，替代塑料制品，并通过表观感官设计、尺寸稳定性、疲劳和耐磨等性能的不断改进，性能品质得到显著提高，产品畅销国内外市场，销售额超过1亿元。据中国海关数据显示，仅2019年1-11月中国键盘、鼠标器出口数量为4.5亿个，出口金额为33亿美元，市场发展潜力巨大。目前国际竹藤中心正在深度研发新一代竹纤维交织材料，更好地替代塑料用于电子壳制品制造等领域。

“以竹代塑”思路的提出，主要是基于两点社会经济因素。首先“以竹代塑”可以减少碳排放，助力实现双碳目标。

无论生产过程还是回收处理，竹制品碳排放都比塑料制品少。竹子及其制品可以通过5种方式减少温室气体排放，从而助力双碳目标。

一是竹林碳汇(碳捕集)：竹子可快速固碳，吸碳能力强。竹子通过光合作用，吸收二氧化碳，是重要的碳汇。通过科学经营可以提高竹林碳汇量。

二是竹产品碳库(碳利用与碳存储)：收获的竹材通过加工成各类耐用的竹制品，可以实现碳存储与碳利用。竹制耐用品是负碳产品，在整个产品生命周期都保持低水平甚至负碳足迹。

三是替代减排，减塑降碳协同增效：竹子可以替代高耗能高排放材料和产品(如塑料、混凝土和钢材等)，实现节能减排。如PVC树脂碳排放系数为6.74吨 CO2/吨PVC。考虑到竹制品为负碳产品，假如全球每年6亿吨竹子替代PVC产品将可减少40亿吨CO2排放。

四是竹供应链与循环经济(增效减碳)：通过提高竹子供应链效率和发展循环经济，减少碳泄漏，可进一步降低全生命周期碳排放。

五是碳信用交易：通过碳市场与碳交易体系，竹子碳汇项目可助力实现碳抵消、碳中和。

另一个出发点在于，竹子是基于自然的解决方案之一。竹子与联合国17个可持续发展目标中的7个密切相关，具体包括：消除贫困，廉价和清洁能源，可持续城市和社区，负责任地消费和生产，气候行动，陆地生物，全球伙伴关系。我国作为世界上竹产业规模最大的国家，加工技术具有一定基础，产业初具规模。然而，随着劳动力和生产成本不断增加，竹产业也面临技术变革，需要继续技术创新，开展精深加工研发，推动产业整体转型升级的颠覆性技术已成为刚需。

“以竹代塑”是我国林业和竹业高质量发展的重要途径和方向，应充分发挥竹资源丰富、生长速度快、环保可再生、性能好等优势，通过政策引导、资源培育、技术创新、产业布局，建立健全竹产业高质量发展模式，提高利用效率、拓展应用领域，为促进竹产区当地经济发展、农民增收、乡村振兴、保护环境，实现“双碳”目标，为推动“一带一路”战略开展做出积极贡献，真正实现“以竹代塑”引领绿色发展。