舒文博

(中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所，北京 100091)

綜 述

近年歐美高附加值木質(zhì)產(chǎn)品概述

舒文博

(中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所，北京 100091)

以聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，介紹了近年歐美地區(qū)具有市場(chǎng)前景的幾種高附加值木質(zhì)產(chǎn)品，分析了幾類產(chǎn)品成為市場(chǎng)新寵的原因，供我國(guó)木業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展參考。

歐美地區(qū)；高附加值；木質(zhì)產(chǎn)品

木材是可再生、可循環(huán)利用、可自然降解的綠色建筑材料和生物質(zhì)資源[1]。在當(dāng)前可采伐森林資源日益減少的情況下，充分高效地利用木材資源，可以有效地緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中消費(fèi)者對(duì)木質(zhì)產(chǎn)品需求量增加與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。歐美地區(qū)作為多種木質(zhì)產(chǎn)品，特別是人造板產(chǎn)品的發(fā)源地，多年來在木質(zhì)產(chǎn)品發(fā)展方面做了積極的探索。本文結(jié)合近年來歐美市場(chǎng)前景較好的幾種木質(zhì)產(chǎn)品，介紹歐美市場(chǎng)高附加值木質(zhì)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，供讀者參考。

1 前景看好的幾類高附加值產(chǎn)品

聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)是聯(lián)合國(guó)的5個(gè)區(qū)域委員會(huì)之一，其下屬的木材委員會(huì)每年以歐美地區(qū)林產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合地區(qū)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)，以及環(huán)境保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)等方面信息分析撰寫年度產(chǎn)業(yè)報(bào)告。通過分析近幾年的產(chǎn)業(yè)報(bào)告發(fā)現(xiàn)，在歐美木材產(chǎn)品市場(chǎng)，家具、強(qiáng)化木地板、中密度纖維板、刨花板等傳統(tǒng)產(chǎn)品仍占據(jù)半壁江山；在高附加值產(chǎn)品方面，工程木產(chǎn)品、生物塑料、生物基材料和生物質(zhì)煉制4個(gè)特定領(lǐng)域的發(fā)展較為突出。

1.1 工程木產(chǎn)品

工程木產(chǎn)品主要包括定向刨花板(OSB)、單板層積材(LVL)、平行木片膠合木(PSL)和層疊木片膠合木(LSL)等。這些產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)、易于切割、規(guī)格尺寸大等優(yōu)點(diǎn)，其原料可實(shí)現(xiàn)小材大用、劣材優(yōu)用，除了用于大跨度的木結(jié)構(gòu)建筑、橋梁外，還可以用于家具、室外景觀材料等方面。

在北美地區(qū)，工程木產(chǎn)品的用途十分廣泛，如可用于輕型木結(jié)構(gòu)中的樓板、墻體、內(nèi)外墻板，工業(yè)用集裝箱，船舶，家具，托盤以及腳手架走道板等。近年來，工程木產(chǎn)品有了相當(dāng)大的創(chuàng)新和改進(jìn)，其中的典型產(chǎn)品為交叉層積材(CLT)。許多國(guó)家都有CLT多層櫥窗建筑，用以展示這一產(chǎn)品具有的實(shí)用性和木質(zhì)產(chǎn)品的固碳作用。

CLT是一種新型木建筑材料，是將尺寸為2′×4′、2′×6′、2′×8′的木材通過指接正交疊放的方式膠合成實(shí)木板材，其最大尺寸可達(dá)到10′×45′。發(fā)展至今，在不同國(guó)家和地區(qū)，CLT在一定程度上已經(jīng)可以滿足和適應(yīng)當(dāng)?shù)氐慕ㄖL(fēng)格及要求，在整個(gè)歐洲地區(qū)均有應(yīng)用。CLT產(chǎn)品具有施工速度快、使用多樣性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用作多種建筑構(gòu)件，如地板、天花板、墻壁，甚至多層木結(jié)構(gòu)建筑。盡管目前全球經(jīng)濟(jì)疲軟導(dǎo)致建筑行業(yè)發(fā)展速度普遍放緩，但在歐洲一些地區(qū)CLT產(chǎn)業(yè)仍呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2015年全球CLT產(chǎn)量是65～70萬(wàn)m3。另?yè)?jù)報(bào)道，2016年第4季度美國(guó)Smartlam工廠的CLT年產(chǎn)量將達(dá)到11.6萬(wàn)m3，成為全球最大的CLT生產(chǎn)基地[2]。

單純就成本比較，CLT結(jié)構(gòu)建筑成本比傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑高10%～15%。但在施工速度、生活質(zhì)量及多樣性方面，CLT則更具優(yōu)越性。①CLT產(chǎn)品與傳統(tǒng)的建筑材料磚、混凝土和玻璃等混合使用簡(jiǎn)單方便；②CLT產(chǎn)品可以用數(shù)控機(jī)床加工，部件可在工廠組裝，增加了各種設(shè)計(jì)的可能性，施工速度快；③雖然產(chǎn)品較輕且薄，但相對(duì)強(qiáng)度較高、保溫隔熱性能良好；④承載能力大，能耗少，尤其適用于設(shè)計(jì)抗震建筑結(jié)構(gòu)；⑤CLT建筑為實(shí)木建筑，環(huán)保價(jià)值較高。

1.2 生物基材料

不同于纖維板或刨花板等傳統(tǒng)的木質(zhì)復(fù)合材料，此類生物基材料是指木材以纖維或粉末形式作為組成單元的復(fù)合材料，這類產(chǎn)品傾向于使用更細(xì)的木材纖維或顆粒，膠黏劑采用多種塑料基材料，代表產(chǎn)品是木塑復(fù)合材料(WPC)，其在航空航天、航海、汽車等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。目前，WPC的主要應(yīng)用領(lǐng)域是建筑行業(yè)，但在柵欄、戶外地板、家具、家用電器和汽車內(nèi)飾，以及日用消費(fèi)品和玩具等行業(yè)也發(fā)展迅猛。雖然尚未有充分的研究數(shù)據(jù)支持，但很多業(yè)內(nèi)人士相信未來WPC幾乎可以成為塑料的替代產(chǎn)品。

2012年全球WPC產(chǎn)量達(dá)到243萬(wàn)t，北美地區(qū)以110萬(wàn)t的產(chǎn)量位居世界第一位，我國(guó)以90萬(wàn)t位居第二，歐洲產(chǎn)量為26萬(wàn)t。另?yè)?jù)2015年12月在德國(guó)科龍舉辦的第6屆WPC會(huì)議發(fā)布的資料，目前歐洲地區(qū)每年生產(chǎn)40萬(wàn)t WPC。

WPC產(chǎn)品在歐洲市場(chǎng)的分布情況如下：戶外地板市場(chǎng)份額最大，占67%；汽車內(nèi)飾件占23%，位居第二；在柵欄、消費(fèi)品和家具方面雖然所占比不高，但體現(xiàn)出了較高的市場(chǎng)增長(zhǎng)勢(shì)頭。隨著塑料價(jià)格上漲，WPC產(chǎn)品將越來越具有吸引力，WPC市場(chǎng)現(xiàn)狀意味著其在歐洲已經(jīng)發(fā)展到了市場(chǎng)成熟階段。研究預(yù)測(cè)顯示，WPC在裝修領(lǐng)域占有極為重要的位置，特別是在競(jìng)爭(zhēng)激烈的地板行業(yè)也占有一席之地，WPC在戶外家具領(lǐng)域如花園柵欄等方面亦有崛起之勢(shì)。

在亞洲，我國(guó)是各種WPC產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國(guó)，其中包括門、窗框、內(nèi)墻面板和棧板等產(chǎn)品。

1.3 生物塑料

生物塑料是由自然界中生長(zhǎng)的天然高分子物質(zhì)，主要包括淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素及殼聚糖等制成的塑料[3-5]。生物塑料產(chǎn)品涵蓋包裝、清潔衛(wèi)生制品、電子設(shè)備、紡織品等，下面著重介紹紡織纖維產(chǎn)品。

粘膠纖維作為一種木質(zhì)纖維，占領(lǐng)了全球6%的纖維市場(chǎng)份額，居于合成纖維(61%市場(chǎng)份額)和棉纖維(31%～32%市場(chǎng)份額)之后，在羊毛纖維之前，位于纖維市場(chǎng)的第三位。全球每年約有400萬(wàn)t紙漿用來生產(chǎn)粘膠纖維。由于未來從化石燃料中提取合成纖維可能遭遇局限，以及由于氣候條件造成的棉花作物欠收，導(dǎo)致近年木質(zhì)纖維價(jià)格創(chuàng)記錄上漲，成為最有可能替代棉花的產(chǎn)品。

人造木質(zhì)纖維被認(rèn)為是世界上最具可持續(xù)性發(fā)展的4種常見纖維之一，下面是幾種較有市場(chǎng)前景的第二代木質(zhì)纖維制品[6-7]。

(1)莫代爾(Modal)纖維：莫代爾纖維屬于粘膠纖維的一種，原料采用歐洲櫸木，主體屬天然纖維素纖維，可自行降解。莫代爾纖維具有手感柔軟、滑爽、色澤純正、透氣性良好和易于打理等特點(diǎn)。

(2)銅氨(Cupro)纖維：銅氨纖維是一種再生纖維，原料取自上等木漿、棉短絨漿。其用途與粘膠纖維大體相同，但銅氨纖維的單纖比粘膠纖維更細(xì)，其產(chǎn)品性能極佳，近似于絲綢，極具懸垂感。此外，其還具有較好的抗靜電功能，即使在干燥地區(qū)穿著仍具有良好觸感，能避免產(chǎn)生悶熱等不適感覺，是極受歡迎的襯里面料，至今仍然處于無可取代的地位。

(3)萊賽爾(Lyocell)纖維：萊賽爾俗稱“天絲”，是以可再生的竹、木等搗碎后形成的漿粕為原料制成的纖維，該纖維于20世紀(jì)90年代中期問世，被譽(yù)為是近半個(gè)世紀(jì)以來人造纖維史上最具價(jià)值的產(chǎn)品，其兼具了天然纖維和合成纖維的多種優(yōu)良性能。萊賽爾纖維是綠色纖維，其原料是自然界中取之不盡用之不竭的纖維素，生產(chǎn)過程無化學(xué)反應(yīng)，所用溶劑安全無毒。

1.4 生物質(zhì)材料

生物質(zhì)材料是目前唯一可以轉(zhuǎn)化為液體燃料加以利用的可再生能源，將生物質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為液體燃料不僅能夠彌補(bǔ)化石燃料的不足，而且有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。生物質(zhì)煉制技術(shù)可以把90%以上的現(xiàn)有生物質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為包括建筑材料、食品、電池、藥品、化妝品、油漆等各行業(yè)的熱銷產(chǎn)品。新型的生物質(zhì)煉制處理技術(shù)可采用林產(chǎn)品加工剩余物和樹皮等一系列生物質(zhì)原材料，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)可以緩解由于原材料成本上漲而導(dǎo)致的供求關(guān)系失衡。

生物質(zhì)煉制處理技術(shù)包括熱解、水解和生物質(zhì)氣化，一些歐洲公司正在嘗試生物質(zhì)煉制。2012年，Metso公司宣布將其麾下的一家生物質(zhì)煉油廠作為示范廠，該工廠自2013年底以生物質(zhì)材料生產(chǎn)生物質(zhì)油。未來生物質(zhì)油將成為替代重質(zhì)燃料油的選擇之一。

新型生物質(zhì)煉制通過水解工藝從木材及其制品中提取第二代乙醇，第二代乙醇的主要生產(chǎn)途徑是熱化學(xué)法和生物化學(xué)法[8]。與第一代乙醇相比，第二代乙醇優(yōu)勢(shì)如下：①潛在原材料范圍更加廣泛，可以避免由于種植單一造成的土壤質(zhì)量損失；②減少與糧食和飼料爭(zhēng)奪生產(chǎn)用土地的沖突；③可以更大程度地減少溫室氣體排放；④可以在更大范圍內(nèi)替代化石燃料。盡管第二代乙醇的研究和發(fā)展均已取得一定進(jìn)展，在挪威、瑞典、西班牙和丹麥已有試驗(yàn)工廠在運(yùn)作，但其生產(chǎn)仍面臨諸如原材料處理等問題，反應(yīng)過程中需要的酶成本昂貴，且總體的技術(shù)成熟度仍有待提高?？傮w來講，未來采用木質(zhì)纖維素生產(chǎn)生物質(zhì)乙醇將成為木質(zhì)產(chǎn)品創(chuàng)新的一個(gè)重要方向。

生物質(zhì)煉制的另一個(gè)方向是天然氣。在生物質(zhì)氣化技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域中，芬蘭Mets? Fibre公司是其成功的范例，該公司擁有一個(gè)容量為48 MW的氣化爐，原料主要采用樹皮和其他生物質(zhì)材料，達(dá)到了不使用化石燃料就可以保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的程度。

2 高附加值產(chǎn)品產(chǎn)生的背景

2.1 符合新的法律要求

更為嚴(yán)格的環(huán)境立法可能導(dǎo)致原有產(chǎn)品利潤(rùn)下降，或者不得不引入新的環(huán)保產(chǎn)品。CLT即是嚴(yán)格環(huán)境立法推動(dòng)的典型產(chǎn)品。在國(guó)家綠色立法的驅(qū)動(dòng)下，CLT及類似產(chǎn)品符合低排放、低能耗的建筑要求，因此市場(chǎng)前景看好。

2.2 降低現(xiàn)有產(chǎn)品成本或提高其性能

現(xiàn)有產(chǎn)品在性能或價(jià)位上的局限導(dǎo)致其需借鑒相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)開發(fā)出新產(chǎn)品，這樣就降低了現(xiàn)有產(chǎn)品的成本或提高了產(chǎn)品性能，WPC就是其典型代表產(chǎn)品。

2.3 節(jié)約成本

節(jié)約成本一是謀求替代原材料以降低成本，提高產(chǎn)品利潤(rùn)率，典型案例是利用木質(zhì)纖維素生產(chǎn)生物質(zhì)乙醇；二是通過更新生產(chǎn)設(shè)備或改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高原有材料利用率，如我國(guó)自主研發(fā)的無卡軸旋切機(jī)，其與傳統(tǒng)旋切機(jī)相比可充分利用小徑級(jí)木材和剩余木芯。

2.4 彌補(bǔ)原料短缺或性能更為優(yōu)良

原料短缺和市場(chǎng)需求是高附加值產(chǎn)品產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，資源豐富就不需要“舍近求遠(yuǎn)”去尋覓新材料；資源面臨枯竭就得未雨綢繆去找替代材料，以免臨渴掘井，三層實(shí)木復(fù)合地板就是未雨綢繆的產(chǎn)品。20世紀(jì)初，歐洲工業(yè)化進(jìn)程加快和商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大規(guī)模商業(yè)性采伐導(dǎo)致天然林急劇減少，人們開始思考林木資源的合理利用和可持續(xù)發(fā)展問題，三層實(shí)木復(fù)合地板應(yīng)運(yùn)而生，歷經(jīng)幾十年發(fā)展，如今實(shí)木復(fù)合地板以其優(yōu)良的性能成為全球鋪地的主導(dǎo)產(chǎn)品。

3 結(jié)束語(yǔ)

提高產(chǎn)品利潤(rùn)是企業(yè)保持生命力，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地的重要手段。在科學(xué)技術(shù)日新月異、產(chǎn)品生命周期大大縮短的新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，一個(gè)企業(yè)能否持續(xù)不斷地?fù)碛懈吒郊又诞a(chǎn)品，成為決定該企業(yè)能否實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要因素。歐美高附加值木質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)走勢(shì)與其所處的經(jīng)濟(jì)狀況、原材料成本、設(shè)備更新、相關(guān)立法及其他行業(yè)技術(shù)進(jìn)步等緊密相關(guān)，各種原因獨(dú)立或交互作用，均可能成為推進(jìn)產(chǎn)生新型高附加值木質(zhì)產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)因素。在全球經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)下，歐美木質(zhì)產(chǎn)品的發(fā)展對(duì)我國(guó)木材加工行業(yè)發(fā)展有一定的借鑒作用。

[1] 陳緒和.世界人造板工業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)[J].中國(guó)人造板，2011(3)：78-84.

[2] UNECE/FAO Forest Products Annual Market Review[Z].2015-2016.

[3] 王文廣.生物塑料和降解塑料的研究進(jìn)展[J].塑料科技，2011(5)：95-98.

[4] 張冠中，趙師辛，陳夢(mèng)涵，等.堿木質(zhì)素基活性炭的制備與孔結(jié)構(gòu)特征[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2017，45(2)：35-39.

[5] 時(shí)金金，郭元茹，潘清江.以堿木質(zhì)素胺鹽為模板制備納米二氧化鈦及其光催化性能研究[J].森林工程，2015，31(3)：54-56.

[6] UNECE/FAO Forest Products Annual Market Review[Z].2013-2014.

[7] 朱德濱，劉永鵬，程承，等.廢棄木質(zhì)材料利用現(xiàn)狀評(píng)述與多級(jí)循環(huán)利用建議[J].森林工程，2015(3)：43-46.

[8] 叢高鵬，焦健，施英喬，等.歐洲木質(zhì)纖維素生物質(zhì)乙醇的生產(chǎn)、使用現(xiàn)狀及展望[J].國(guó)際造紙，2011(6)：49-57.

(責(zé)任編輯 王琦)

Summary of High Value-added Wood Products in Europe and America in Recent Years

SHU Wen-bo

(Research Institute of Wood Industry，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China)

Based on the statistic data of the United Nations Economic Commission for Europe，several high value-added wood products with good market prospect in Europe and America in recent years are introduced，and the reasons of several kinds of products becoming popular in the market are analyzed for reference by the wood industry for development in China.

Europe and America；high value-added；wood product

2016-11-01

舒文博(1974-)，女，工程師，碩士，研究方向?yàn)槟静目茖W(xué)與技術(shù)，E-mail：63654500@qq.com。

TS653

A

2095-2953(2017)04-0004-03