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中国竹炭产业发展现状及前景

发布时间:2023-04-03 16:31
中国竹业经过30多年的发展,2018年产值已达2456亿元。竹炭是竹材加工领域利用率最高和附加值最大的科技产品之一。中国竹炭产业自20世纪90年代开始,经过近30年的发展,已开发出竹炭、竹醋液9大系列300多种产品。2018年中国竹炭产量约为25.52万t,较2017年增长5.67%;产值约为8.84亿元,较2017年增长5.87%,竹醋液的产量约为20万~25万t,占全国竹产值的0.36%。另据《全国竹产业发展规划(2013-2020)》预计,2020年中国竹炭产量为36万t,年均增长约10%,现实距目标还有较大差距。
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图 木炭、片炭、筒炭 
 
1  中国竹炭产业发展现状
1.1  发展历程
中国竹炭产业发展大致经历了4个阶段:
第1阶段为萌芽期(1994—2000年)。竹炭产业从无到有,生产设备为砖土窑,主要原料为原竹。竹炭生产规模小,产品单一(主要是片炭、筒炭),以出口日本为主。主要科研单位有浙江林学院(现浙江农林大学)和浙江省林业科学研究院。
第2阶段为发展期(2001—2010年)。竹炭产业逐渐规范,发展迅速,竹炭制备技术进一步提高,产品质量得到明显提升,竹炭产业逐渐辐射至福建、湖南等竹资源丰富地区。竹炭科研单位从几所林业院校扩展到浙江大学、清华大学、厦门大学、湖南大学等一批国家重点大学;研究领域也不断扩大,涉及超微竹炭粉加工、竹炭基复合材料、竹炭超级电容器、竹炭食品领域研究。期间,召开了多次竹炭产业发展国际论坛。
第3阶段为转型期(2011—2015年)。2008年,国际金融危机后续影响凸显,加之当时产品主要以日用和初级产品为主,原先不少一哄而上的竹炭企业因资金、管理能力等问题,面临洗牌,不少企业因此破产倒闭。此外,竹炭产品过度宣传,功效又难以体验,产业面临困境,企业迫切需要思考如何转型问题。
第4阶段为升级期(2016年至今)。竹炭产业逐渐转型升级,竹炭应用领域不断拓展,产业规模持续扩大,如浙江佶竹、浙江笙炭等公司实现了采用环保装备机械化连续化生产竹炭,年产能可实现上万吨。另外,传统作坊式的砖土窑逐渐被淘汰,开发了一批如竹炭装饰板、竹质活性炭等新产品,应用领域拓展到环境治理等方面;还出现了一些新型炭气液联产、炭气联产和电炭联产自动化制备竹炭的生产企业,一批具有较强引领作用的骨干企业站在了产业前沿,使产业的整体实力得到了质的提升。
1.2  产业集群
竹炭产业基地从最早的浙江遂昌、衢州、安吉,福建建瓯等发展到如今的浙江庆元、丽水、宁海、杭州、诸暨、宁波、龙游等,福建永安、南平等,江苏宜兴、湖南桃江、会同等,江西崇义、宜丰,湖南桃江,广西桂林、广宁,贵州赤水、安徽广德、四川宜宾等地,已逐步辐射到上海和广州等地,而原来竹炭业起步较早的地区市场份额有所下降,有些地区的企业已经转型升级或者停产或者转入其他行业。
目前,中国竹炭产业还形成了以浙江、福建、江西、湖南等地为主的特色发展区域,其中浙江省在国内市场占有率约达70%。浙江省已成为竹炭产业发展的重要生产与贸易基地,形成了不少在国内外具有相当影响力的产业集群,取得了显著的经济、环境与社会效益,对全国生态环境保护、废弃资源综合利用及支林惠农、就业增收等发挥了产业推动作用。其中浙江安吉、宁波企业的固气联产、电气和固气液联产环保机械化、自动化生产竹炭设备和竹活性炭环保生产设备等均达到该领域的世界领先水平。
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图 2005年产6万吨炭化车间
1.3  产品结构
目前开发了竹炭吸附净化、除湿、热能、保健、纤维、复合材料、工艺品、洗涤洁肤及竹醋液、竹沥液(鲜竹沥)等9大系列300多种产品。竹炭生产装备由传统砖土窑型向机械化连续化跃升,生产企业由作坊式向规模化转型,产品向功能化深度开发,出现了专业化生产竹炭产品的企业,如专门生产竹炭、竹质活性炭原材料、专门生产竹炭洗护产品、竹炭空气净化产品、冰箱除味竹炭、竹炭装饰板、竹炭水质净化产品、竹炭环保革、竹炭布、纳米竹炭粉和竹炭纤维等。
 
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图 竹炭产品
 
1.4  平台支撑
为了促进竹炭产业发展,扩大竹炭品牌的影响,国家相关部门先后设立了“中国竹炭之乡”“中国竹炭产业基地”和“竹炭产业国家创新联盟”等平台支撑。
2007年,浙江省衢州市衢江区被国家林业局命名为全国首个“中国竹炭之乡”。2008年,浙江省遂昌县被国家林业局经济林协会授予"中国竹炭之乡"称号。2012年,衢州市再次被国家林业局经济林协会授予"中国竹炭之乡"称号。2010年5月30日,中国竹产业协会授予浙江省遂昌县和福建省建瓯市“中国竹炭产业基地”的称号。
2019年,国家林业和草原局批准成立“竹炭产业国家创新联盟”,联盟由国际竹藤中心牵头,浙江农林大学、浙江大学、福建农林大学、中国林业科学研究院林产化学工业研究所、浙江省林业科学研究院及若干竹炭企业组成,其目的是充分发挥联盟的协同创新作用,为推动竹炭产业高质量发展做出更大贡献。
1.5  产业标准
中国已颁布竹炭国家标准8项,行业标准7项。
国家标准有:《地理标志产品遂昌竹炭》(GB/T21819—2008)、《竹炭》(GB/T26913—2011)、《空气净化用竹炭》(GB/T26900—2011)、《燃料用竹炭》(GB/T28669—2012)、《寝具竹炭》(GB/T30365—2013)、《竹炭涤纶低弹丝》(GB/T30124—2013)、《竹炭涤纶短纤维》(GB/T30125—2013)、《水质净化用竹炭基本性能试验方法》(GB/T31744—2015)。
行业标准有:《竹炭基本物理化学性能试验方法》(LY/T1929—2010)、《空气净化用竹炭包》(LY/T 2144—2013)、《竹炭生产技术规程》(LY/T 2221—2013)、《竹炭粘胶短纤维》(FZ/T 52014—2011)、《竹炭产品术语》(LY/T 2483—2015)、《专用竹片炭》(LY/T3205—2020)、《竹炭远红外发射率测定办法》(LY/T3203—2020)。
除中国外,国外标准有2项:日本的竹炭竹酢液生産者協議会(平成17年3月)颁布的《日本竹炭分类标准》;牙买加竹产业协会颁布的《空气净化用竹炭》(DJS333—2014)。
 
2 竹炭产业发展存在的主要问题
2.1  与竹炭产业发展相匹配的原料来源问题
竹炭产业作为资源综合利用行业,目前其合适的经济性原料来自竹加工行业的加工剩余物(如根尾部及边角料),这些原料的成本进价相对便宜。尽管中国是产竹大国,长江以南各省均遍布着各类竹子,但竹产业发展的发达水平却极不均衡。仅以其中宜开发利用的毛竹(楠竹)为例,只有浙江的安吉、庆元、龙游,福建的建欧、永安、南平,江西的宜春、吉安,湖南的桂东、桃江等地市县域有发达或较发达的竹产业集聚群,可提供较多的加工剩余料。其它区域,除了四川等地的竹纸加工企业消耗大量的当地丛生竹子外,包括毛竹在内的各种竹都没有得到很好利用,在山上自生自灭,也已成为当地竹林生态环境的隐患问题。因此,迫切需要通过因地制宜、均衡发展好各种属的竹加工企业,为竹炭产业的发展创造有更多区域、更多经济性原料的地域性布局资源。
2.2  基于全竹利用的炭气液(电气/炭气)多联产装备应用及产品开发问题
受制于竹产业发展区域性限制带来的竹加工剩余物不平衡及不足,为摆脱原有资源的限制,竹炭产业化发展必须基于原料“全竹利用”的炭气液(电气/炭气)多联产+深加工,创造出多维度产品及高附加值。因此,对竹炭产品大小颗粒与粉末等全规格均衡开发应用、竹燃气供热产品匹配性输出与竹燃气发电产品开发应用、液体竹醋液或竹沥液产品开发应用,以及如何开拓整竹烧制竹片炭、竹筒炭、竹颗粒炭综合利用,积极寻求拓宽竹片炭和竹筒炭的应用领域,这些都将成为竹炭产业基于“全竹利用”整竹烧制的一条有效途径,也是竹炭产业迅速发展、真正做大做强的关键点。
2.3  因环保问题制约迫使竹炭产业全面转型升级问题
随着国内环境治理不断推向纵深要求,相当部分发达地区的传统砖土窑型竹炭企业因气液排放带来的环境问题,被不断关停。如有“竹炭之乡”之称的浙江遂昌县,原有几百座传统竹炭窑已经消失,竹炭生产企业所剩无几。目前,在中国中部,如江西、湖南仍有一小部分传统竹炭企业在较偏避或隐蔽山区沿用土窑烧炭,但也很快面临被强行关闭境地。因此,需要开发环保竹炭生产装备。尽管当前有几家机械化连续化环保高效竹炭生产厂家,产能提升到年产0.5万~1.0万t,但运行还不稳定,技术需要再提升和完善。如何将先进竹炭装备生产企业在国内竹产区或竹加工发达地区尽快推开,并为全国的竹乡全面重振竹炭产业打下扎实基础,是当前竹炭企业、各界产业投资人、国家与各级地方政府必须重视与解决的要题。
 
3 发展机遇及面临的挑战
3.1  发展机遇
1)顺应竹炭产品相关应用领域不断拓宽与其需求快速增长的发展态势。
2)竹炭产业作为竹材创新利用的有效途径,将成为“一带一路”倡议的先锋产业。
3)竹炭产业是发展低碳经济的优势产业。
3.2  竹炭产业面临的主要挑战
挑战一:解决竹炭系列产品的先进装备不断完善问题。无论是竹材炭化还是气化技术,无论是环保吸附用竹炭还是烧烤供热用竹炭,都需要不断整合产、学、研、用等各环节的力量,研发与应用先进装备、工艺技术及其相应产品,才能满足日益增长的广泛市场需求。竹炭产业化迫切需要破解的核心技术是产业化的标准装备,这亦是当前世界性的装备技术难题。
挑战二:解决竹炭多联产产品的市场应用与推广问题。通过竹炭多联产产品创造竹材热解利用的更多商业价值,是竹炭产业健康发展必须接受的巨大挑战,依托这种多维度赢利模式才能赢得市场化立足与发展的机会与空间。因为,解决好竹炭颗粒与粉末产品线全规格的市场化需求应用、开发好竹醋液与竹沥液的市场化需求应用、利用好竹燃气的供热与有效发电(如汽轮发电)能源化应用,都是当前竹炭产业化亟须解决的生存立足的大问题。
挑战三:解决竹炭多联产、深加工产品深度和广度的开发与应用问题。竹炭多联产初级产品不断成功开发出高附加值的深加工产品,是产业实现利润最大化的有效途径。如将竹炭功能性活化与纳米化等,在催化剂载体、超级电容器、高端军用、医用与高精尖产品应用上寻求极高的商业价值,使得产业化发展过程有能力“全竹利用”成为可能,从而也使中国乃至世界的竹子资源化与能源化高效利用成为可能。唯有此,才能尽快赢得竹炭产业大发展、大跨跃的有利时机。
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图 竹炭产业化一带一路
 
 
 
4 竹炭产业发展思路和对策措施
4.1  基本思路
“十四五”期间,竹炭产业发展要以市场化、专业化、产业化为导向,充分发挥市场主体作用,以全竹产业链、资源综合利用、环境污染治理为突破口,以引导市场、整合市场、激活市场、规范市场、强化支撑和服务为重点,拓宽竹炭产业发展空间,改善竹炭产业发展环境,推动竹炭产业健康发展。
竹炭企业要练好“内功”,加强行业内及跨行业的技术与应用协作,开发更经济、更实用的竹炭生产、产品深加工、副产品回收利用的装备和技术;同时,也要快速把握市场需求变化,优化产品结构,注重培养自有产品品牌,为尽快“走出去”、也为做大做强做好中国竹炭产业做出应有贡献。
4.2  目标定位
根据《全国竹产业发展规划(2013—2020年)》及行业发展相关要求,到2025年,将竹炭产业建成以生产环保节能、装备自动化、资源综合利用、产品功能化为核心特征的产业体系,发展水平达到国际领先水平。
一是产业发展规模。以浙江、福建、湖南、四川为重点发展省份,江西、安徽、贵州、云南、广西为一般发展省份,培育一批具有重要影响的各级龙头企业。预计到2025年,中国竹炭产量达到60万t,直接效益达30亿元,辐射带动产生的经济效益突破100亿元,将成为竹产业经济转型升级的新增长点,实现特色优势产业高端化发展。
二是技术装备水平。在竹炭生产领域形成一批具有自主知识产权和核心竞争力的节能环保专利技术、装备和深加工产品,培育一批市场影响力大的技术装备制造型企业,建成2~3个重要技术创新服务平台,创新水平显著提升。
三是产业集聚程度。在浙江、福建、湖南、四川等地建成为一批规模效益显著、专业特色鲜明、综合竞争力强的竹炭产业示范基地,打造一批具有影响力的竹炭产业集群,形成布局合理的产业空间格局,产业集聚发展水平显著提升。
四是产业发展环境。政府监管和行业自律能力明显提升,产业政策机制逐步健全,行业规范和标准体系不断完善,新兴业态和模式有效推广,吸纳民间、社会资本环境更加优化,企业“走出去”支持力度显著增强,形成有利于竹炭产业健康发展的公平有序的市场环境。
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图  炭化系统
4.3  重点领域
在持续推进竹炭装备制造的同时,以引导生活方式绿色化为重点开发环境友好与炭养健康型产品。
1)加强机械化、自动化生产设备的研发与应用。无论是原竹炭还是成型竹炭、无论是竹材的炭化还是气化技术,均应以淘汰“砖土窑”生产方式为目标,完成机械化自动化设备的升级换代,以清洁、多联产生产方式,以高效生产与稳定产品质量为目标,通过产学研结合,以企业为主体,以科研院所技术为依托,以领先世界的技术水准,研发出具有自主知识产权并符合国内竹炭产业发展的机械化、自动化生产设备,并在重点竹产区推广应用。
2)研发竹炭基高精尖、高附加值产品。站在市场前沿角度,通过产学研高度融合,以建立校企研发中心、博士后工作站、院士工作站等方式,开发适合竹炭与竹质活性炭本身特点的功能性应用产品,发挥其卓越的性价比,不断激发细分市场需求,创造更多市场价值。如基于竹质活性炭的功能性复合整型活性炭、净水净空竹活性炭棒/炭板、医用药用军用活性炭、纳米级竹炭/竹活性炭、竹炭/竹活性炭纤维、超级电容炭、高导电和远红外产品、食用产品、药用产品等,是重点培育的领域。