石墨烯產(chǎn)業(yè)化到底卡在了哪？

　　用“一半是火焰，一半是海水”來形容當前石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的境況毫不為過——一邊是制備技術(shù)研發(fā)不斷成熟，呈現(xiàn)出資本熱、學術(shù)熱；另一邊是規(guī)?；瘧?yīng)用頻頻遇冷，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展亟待突破。然而，石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的這種境況有望很快被打破，石墨烯產(chǎn)業(yè)化正步入黎明前夕。

　　據(jù)近日舉行的中加石墨烯產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用研討會透露，盡管石墨烯產(chǎn)業(yè)化面臨技術(shù)、市場、成本等問題，但利好的是石墨烯有望入選“十三五”新材料重大專項，石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化也將在“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃中占一定位置。

　　無獨有偶。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟近日召開新聞發(fā)布會稱，由于受制備和應(yīng)用技術(shù)的制約，石墨烯目前還不能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，但前景可期。

　　據(jù)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計，目前全球石墨烯年產(chǎn)能達到百噸級，未來５－１０年將達到千噸級。到２０２０年，全球石墨烯市場規(guī)模將超１０００億元，其中中國占比５０％－８０％，將在全球石墨烯產(chǎn)業(yè)中起到主導和核心作用。

　　“新材料之王”的魅力

　　作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“新材料之王”。我國政府對于石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直保持高度關(guān)注和重視，尤其是２０１５年以來對石墨烯的政策更是明顯加碼。２月，工業(yè)和信息化部下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)２０１５年原材料工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展工作要點的通知》，要求制訂石墨烯等專項行動計劃，組建碳纖維、石墨烯、稀土等新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新中心。５月和１０月，國務(wù)院分別發(fā)布了《中國制造２０２５》和《＜中國制造２０２５＞重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖》，提出了石墨烯產(chǎn)業(yè)“２０２０年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，２０２５年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億”的發(fā)展目標。

　　１１月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委、科技部下發(fā)《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，提出到２０１８年石墨烯材料制備、應(yīng)用開發(fā)、終端應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)良性互動的產(chǎn)業(yè)體系基本建成，到２０２０年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，實現(xiàn)石墨烯材料標準化、系列化和低成本化。

　　今年５月，備受業(yè)界關(guān)注的《石墨烯材料的術(shù)語、定義及代號》國家標準（征求意見稿）在國家標準化管理委員會官網(wǎng)正式公布，并向社會公開征求意見。這標志著我國首個石墨烯國家標準制定取得重要進展。

　　業(yè)內(nèi)預(yù)計，中國國際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟今年９月將正式成立，同時上海石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)功能型平臺將正式運作。

　　產(chǎn)業(yè)化為何頻頻遇冷

　　可以說，在石墨烯被發(fā)現(xiàn)及優(yōu)越的材料性能被認可之后，其被業(yè)界追捧的程度可用“無與倫比”來形容。然而，與之上游研發(fā)熱、資本追逐熱等形成鮮明對比的是，其下游規(guī)模化應(yīng)用卻頻頻遇冷。

　　“目前，石墨烯行業(yè)存在冷熱不均的局面，一是學術(shù)界、資本界、媒體的熱與產(chǎn)業(yè)界的冷；二是政府招商的熱與落地配套政策的冷；三是中國群眾式的熱和發(fā)達國家注重長遠的冷?！痹谥屑邮┊a(chǎn)業(yè)及應(yīng)用研討會上，工業(yè)和信息化部賽迪研究院原材料工業(yè)研究所所長肖勁松表示。

　　據(jù)肖勁松介紹，截至目前，中國申請石墨烯領(lǐng)域?qū)＠玻玻埃岸嗉?。?jù)不完全統(tǒng)計，目前全國有８０多所國內(nèi)一流高校和研究機構(gòu)涉足石墨烯研究。

　　他分析稱，當前石墨烯產(chǎn)業(yè)化存在技術(shù)、市場以及成本三個主要問題，比如關(guān)鍵性技術(shù)尚未獲得實質(zhì)性突破，下游應(yīng)用領(lǐng)域研發(fā)落后，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)缺乏指導，前期研發(fā)投入資金量大且周期長等。

　　對此，肖勁松建議，“十三五”期間國家應(yīng)設(shè)立石墨烯發(fā)展專項計劃和專項基金，將石墨烯確定為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源；打通應(yīng)用環(huán)節(jié)，形成上下游一體化的產(chǎn)業(yè)鏈條；加快制定正確的技術(shù)路線和材料標準、應(yīng)用標準等標準規(guī)范；做大做強采、選、冶一體的高科技龍頭企業(yè)集團，建立石墨烯產(chǎn)業(yè)基地；鼓勵和引導社會資本進入石墨烯產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

　　鑒于現(xiàn)實中“冷熱不均”、頻頻遇冷的境況，業(yè)界對于石墨烯產(chǎn)業(yè)化的熱情逐漸冷卻下來。甚至有不少業(yè)外人士與投資者認為，石墨烯實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化為時過早。

　　對此，肖勁松表示：“石墨烯產(chǎn)業(yè)正處于概念導入期、產(chǎn)業(yè)化突破前期?！痹谒磥恚凑展璨牧袭a(chǎn)業(yè)的成熟周期為２０年來推斷，石墨烯產(chǎn)業(yè)化成熟至少還需要５－１０年，接下來如何破局是關(guān)鍵。

　　“近期，我們對石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈進行了調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國部分石墨烯企業(yè)仍受制于制備工藝不成熟、成本高、環(huán)保嚴、不穩(wěn)定性等因素，從而導致其商業(yè)化應(yīng)用推廣進程緩慢?！痹谥屑邮┊a(chǎn)業(yè)及應(yīng)用研討會上，中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會石墨專業(yè)委員會副秘書長劉榮華表示。

　　難以估量的市場前景

　　“當前，石墨烯發(fā)展已進入了產(chǎn)業(yè)化的黎明前夕，與外界認知存在巨大的預(yù)期差。”劉榮華表示，市場對于石墨烯產(chǎn)業(yè)政策的預(yù)期非常強烈，而且石墨烯有望入選“十三五”新材料重大專項。

　　據(jù)了解，目前，石墨烯主要以石墨烯粉體及石墨烯薄膜兩種形式存在。石墨烯粉體通過天然石墨制備出來，應(yīng)用于新材料領(lǐng)域和能源領(lǐng)域。石墨烯薄膜是通過甲烷制備出來，應(yīng)用于電子領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域和醫(yī)藥領(lǐng)域等。

　　經(jīng)過調(diào)研，劉榮華預(yù)計，今年下半年石墨烯產(chǎn)業(yè)將是“粉”“膜”登場，應(yīng)用的行業(yè)包括防腐涂料、導熱塑料、石墨烯ＥＰＳ、消費電子散熱片、超級電容器及鋰電池等。“部分石墨烯企業(yè)２０１５年已經(jīng)突破了千萬元收入，今年有望突破億元收入。在復(fù)合材料、鋰離子電池正極材料以及電子觸摸屏領(lǐng)域，石墨烯最有希望率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”

　　根據(jù)劉榮華對國內(nèi)石墨烯企業(yè)進行的調(diào)研了解，目前石墨烯在復(fù)合材料中比較明確的幾個應(yīng)用包括防腐涂料、改性塑料以及石墨烯ＥＰＳ。

　　在防腐涂料領(lǐng)域，據(jù)市場預(yù)計，２０１５年我國常規(guī)防腐涂料、重防腐涂料產(chǎn)量分別達到３００萬噸和１５０萬噸左右，防腐涂料總產(chǎn)量達到４５０萬噸左右；到２０１７年或可達６００萬噸。按千分之一的石墨烯用量、１００萬元／噸計算，到２０１７年其潛在市場規(guī)模為６０億元。

　　石墨烯改性塑料應(yīng)用廣泛，市場空間大。以ＰＶＣ材料為例，我國每年ＰＶＣ塑料產(chǎn)量約為１８００萬噸，按１％的ＰＶＣ材料添加５％的石墨烯來測算，單ＰＶＣ塑料領(lǐng)域?qū)κ┑男枨缶陀薪咏f噸級別。除塑料材料之外，其他高分子材料如橡膠等對石墨烯的需求量也十分巨大。

　　石墨烯ＥＰＳ與普通聚苯板相比，具備兩大優(yōu)點：低導熱系數(shù)與低密度。石墨烯ＥＰＳ比普通聚苯板導熱率大幅降低了２０％，意味著保溫層的經(jīng)濟厚度可以降低２０％；石墨烯ＥＰＳ的密度也顯著低于普通聚苯板，在同樣的保溫效果下，意味著原材料的使用量可以大幅降低，更加符合節(jié)能環(huán)保的標準。

　　“石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用比較多元化，目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的是用在正極材料中作為導電劑，來改善電極材料的導電性能，提高倍率性和循環(huán)壽命。”劉榮華介紹說，石墨烯在鋰離子電池市場上的潛在容量為１０億元級別。

　　劉榮華預(yù)計，隨著新能源汽車產(chǎn)量的迅猛增長，市場對于導電添加劑的需求也將呈飛速提升態(tài)勢。預(yù)計到２０１８年，石墨烯導電劑用量將達５００噸，其在鋰電池導電劑材料中的占比也將逐步提高。以目前導電漿料中的石墨烯來估算，２０１８年對應(yīng)的石墨烯導電漿料需求量在１萬噸以上。

　　“石墨烯也將成為理想的鋰離子負極材料?！眲s華分析，硅作為鋰離子負極材料，其理論比容量高達４２００毫安時／克，但其在充放電過程中體積變化大，造成循環(huán)穩(wěn)定性較差，而用石墨烯包覆硅材料（石墨烯改性硅基材料）能一定程度上緩沖其巨大的體積變化。

　　按單位電池材料使用百分之一石墨烯（實際用量可能會更高）、５０萬元／噸的價格計算，石墨烯在鋰電池領(lǐng)域每年潛在市場規(guī)模為１６億元。

　　同時，石墨烯薄膜在柔性顯示領(lǐng)域開始大展身手。國內(nèi)已有多家企業(yè)實現(xiàn)從柔性屏到多點觸控柔性屏的突破。以石墨稀材料技術(shù)制作的柔性觸摸屏可讓不規(guī)則或弧形的移動設(shè)備實現(xiàn)先進的多點觸控功能。樂觀估計，２０１５年石墨烯薄膜潛在市場空間為２１．６億元。

　　“石墨烯產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵是發(fā)揮石墨烯的材料特性，尋找高性價比應(yīng)用。關(guān)于石墨烯產(chǎn)業(yè)化，未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要取決于下游應(yīng)用技術(shù)和市場開拓進展；而石墨烯應(yīng)用的關(guān)鍵在于怎么把石墨烯和現(xiàn)有材料體系融合，更大限度地發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異性能，取得較高的性價比?！眲s華說。根據(jù)石墨烯的不同特性、技術(shù)難度和應(yīng)用性價比，他總結(jié)了以下發(fā)展路徑——近期，復(fù)合材料＋觸控產(chǎn)品；中期，能源領(lǐng)域＋傳感器；長期，半導體器件應(yīng)用。

　　顯然，石墨烯產(chǎn)業(yè)化大幕拉開在即。可以預(yù)見，以石墨烯新材料應(yīng)用創(chuàng)新推動傳統(tǒng)行業(yè)升級將是未來幾年的主旋律。

　　轉(zhuǎn)自：中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報

　　【版權(quán)及免責聲明】凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章及企業(yè)宣傳資訊，僅代表作者個人觀點，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀