中國(guó)電池網(wǎng)資料圖
工信部、發(fā)改委、科技部、財(cái)政部近期聯(lián)合印發(fā)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，明確提出大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)。多數(shù)市場(chǎng)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，一旦石墨烯的制備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，其潛在市場(chǎng)巨大，將給多個(gè)行業(yè)帶來顛覆性的改變，相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模有望快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2020年達(dá)到千億之巨。
不過，也有業(yè)內(nèi)人士坦言，石墨烯產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)，“誤導(dǎo)”宣傳、“大躍進(jìn)”發(fā)展以及大量落后產(chǎn)能等一系列問題亟待破解。
市場(chǎng)規(guī)模有望破千億
業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，未來五年到十年，石墨烯年產(chǎn)能將達(dá)到千噸級(jí)。到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得突破，并達(dá)到千億級(jí)別。
石墨烯是一種碳基新材料，有良好的光、電、熱、力性能，在電子信息、新材料、新能源、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域顯現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。目前，全球已有80多個(gè)國(guó)家投入石墨烯材料的研發(fā)，美、英、韓、日、歐等將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度，期待它帶來巨大市場(chǎng)價(jià)值。例如，目前研究普遍認(rèn)為，利用石墨烯材料制作的電池，擁有容量大充電快的特性，一旦成功應(yīng)用，將可使智能手機(jī)的使用時(shí)間和新能源汽車的行駛里程大大增加，有望在上述兩大產(chǎn)業(yè)中引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命。
近年來，石墨烯研發(fā)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速。截至目前，相當(dāng)數(shù)量的研發(fā)項(xiàng)目已經(jīng)順利完成，并進(jìn)入商業(yè)化準(zhǔn)備期。例如，只用幾秒完成充電的石墨烯手機(jī)電池、石墨烯集成電路，以及高效的石墨烯生產(chǎn)工藝等產(chǎn)品和技術(shù)都已問世，并預(yù)計(jì)在2020年正式應(yīng)用。因此，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，石墨烯產(chǎn)業(yè)有望進(jìn)入井噴發(fā)展期，并有可能對(duì)電子信息、新材料、新能源、汽車、智能手機(jī)等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顛覆性的推動(dòng)作用。
公開數(shù)據(jù)顯示，目前全球石墨烯年產(chǎn)能已達(dá)到百噸級(jí)，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，未來五年到十年，石墨烯年產(chǎn)能將達(dá)到千噸級(jí)。到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得突破，并達(dá)到千億級(jí)別。其中，新能源市場(chǎng)規(guī)模將突破534億元，復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模將突破372億元，電子信息行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將突破267億元。
目前，產(chǎn)業(yè)界對(duì)石墨烯在新能源汽車電池領(lǐng)域的應(yīng)用寄予厚望。美國(guó)紐約州倫斯勒理工學(xué)院研究認(rèn)為，使用石墨烯制造的電池，充放電速度是鋰離子蓄電池的10倍。另有西班牙和韓國(guó)的實(shí)驗(yàn)表明，加入石墨烯后，新能源車的續(xù)航里程有可能達(dá)到1000公里，而充電時(shí)間只需要幾分鐘。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，盡管以石墨烯為原材料的新能源汽車電池，尚未大規(guī)模應(yīng)用，但已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。一旦這一領(lǐng)域獲得突破，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的瓶頸將被打破，新能源汽車產(chǎn)業(yè)有望迅速崛起，新能源汽車也將快速普及。
中科院院士劉忠范認(rèn)為，在目前的石墨烯研發(fā)基礎(chǔ)上，未來石墨烯產(chǎn)業(yè)將在三個(gè)領(lǐng)域有重大作為。第一種是類似碳纖維的石墨烯材料，將廣泛應(yīng)用于航空航天等高端裝備制造業(yè)；第二種是類似于塑料的石墨烯材料，將廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，甚至可能在未來成為像塑料一樣普遍的材料；第三種是類似硅材料的石墨烯材料，將廣泛應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域，有望大大加速集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而推進(jìn)整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的再次產(chǎn)業(yè)革命。
此外，從目前石墨烯領(lǐng)域的研究看，石墨烯及其衍生物在納米藥物運(yùn)輸系統(tǒng)、生物檢測(cè)、生物成像、腫瘤治療等方面的應(yīng)用廣闊。以石墨烯為基層的生物裝置或生物傳感器可以用于細(xì)菌分析、DNA和蛋白質(zhì)檢測(cè)。如美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的石墨烯納米孔設(shè)備可以快速完成DNA測(cè)序；石墨烯量子點(diǎn)應(yīng)用于生物成像中，與熒光體相比具有熒光更穩(wěn)定、不會(huì)出現(xiàn)光漂白和不易光衰等特點(diǎn)；石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究雖處于起步階段，但卻是產(chǎn)業(yè)化前景最為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域之一。
值得注意的是，雖然我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)起步相對(duì)較晚，但2010年后發(fā)展迅速，目前在主要研究領(lǐng)域均有涉獵，整體接近國(guó)外先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域領(lǐng)先并掌握了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。數(shù)據(jù)顯示，截至2012年，我國(guó)石墨烯論文數(shù)量超過美國(guó)，位居世界首位；2015年全球石墨烯專利數(shù)據(jù)顯示，排名首位的依然是中國(guó)，之后是美國(guó)、韓國(guó)、日本。
與此同時(shí)，我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也在提速。石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原料石墨，中游制備品薄膜、粉體和漿料等以及下游應(yīng)用市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有數(shù)家企業(yè)具備年產(chǎn)百噸級(jí)石墨烯的生產(chǎn)能力。在應(yīng)用方面，我國(guó)在粉體領(lǐng)域水平已與國(guó)外接近。寧波、東莞、廈門等地企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了在鋰電池、涂料/油墨、改性塑料等領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)品。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境成型
我國(guó)對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視。在中央的高度重視之下，國(guó)家出臺(tái)了一系列石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)政策和推動(dòng)措施。
2012年工信部發(fā)布了《新材料十二五規(guī)劃》，把石墨烯作為發(fā)展的前沿材料之一，首次明確提出了要支持石墨烯新材料的發(fā)展。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)，尤其975計(jì)劃和自然科學(xué)基金，以及科技部與中國(guó)科學(xué)院的眾多科研項(xiàng)目當(dāng)中，也都對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供必要的經(jīng)費(fèi)支持；2014年工信部等三部委聯(lián)合發(fā)布的關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程實(shí)施方案當(dāng)中，提出了到2016年要實(shí)現(xiàn)20種左右的重點(diǎn)新材料批量生產(chǎn)和應(yīng)用，石墨烯就位列其中；2015年我國(guó)提出的中國(guó)制造2025戰(zhàn)略，在重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖當(dāng)中，對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展路線也進(jìn)行了部署；2015年11月，《關(guān)于石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》正式出臺(tái)，成為未來我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綱領(lǐng)性文件。
2016年，工信部原材料司在北京召開了石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展座談會(huì)，分析了石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀、熱點(diǎn)、難點(diǎn)，同時(shí)提出從2016到2017年石墨烯產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)重點(diǎn)，提出了促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施建議，并研討了擬建石墨烯創(chuàng)新中心的使命、功能、定位以及組建運(yùn)營(yíng)模式等。2016年6月，第四屆新材料博覽會(huì)上，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟成立，眾多科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界公司都表示，將聯(lián)合各界力量共同推進(jìn)我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
除了國(guó)家政策支持，地方政府也紛紛出臺(tái)相關(guān)政策，搶占石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)。目前，多個(gè)地方通過設(shè)立產(chǎn)業(yè)園區(qū)、設(shè)立重大的科技專項(xiàng)、設(shè)立產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)基金，以及出臺(tái)相關(guān)優(yōu)惠政策等形式，促進(jìn)石墨烯關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，以及產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用示范。截至目前，寧波、常州、無錫、青島、重慶等地，均設(shè)立了產(chǎn)業(yè)園區(qū)。此外，2014年我國(guó)首個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)基金成立，總投資規(guī)模20億元；2016年由中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟籌備的石墨烯產(chǎn)業(yè)天使投資基金也正式成立，首期規(guī)模達(dá)到1.2億元。
更為重要的是，資本市場(chǎng)對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)也給予了巨大的熱情。例如，華麗家族、德爾未來、中國(guó)寶安、中泰化學(xué)等上市公司，近年來紛紛通過收購(gòu)或投資等形式進(jìn)軍石墨烯產(chǎn)業(yè)。同期，賽富基金等風(fēng)投機(jī)構(gòu)也積極投資石墨烯的研發(fā)、測(cè)試和產(chǎn)業(yè)化。據(jù)多家第三方市場(chǎng)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，目前國(guó)內(nèi)專門用于石墨烯產(chǎn)業(yè)的風(fēng)投基金已超過20支，過去5年公開的創(chuàng)投活動(dòng)也超過了100起。
工信部賽迪研究院原材料研究所李丹研究員認(rèn)為，從中央到地方的政策支持，以及資本市場(chǎng)的熱捧，為我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。從政策走向來看，未來我國(guó)還將出臺(tái)一系列促進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體措施，《關(guān)于石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》將會(huì)從文件進(jìn)入具體的落實(shí)階段。他認(rèn)為，未來我國(guó)需要設(shè)立國(guó)家級(jí)的石墨烯研發(fā)機(jī)構(gòu)，建立若干國(guó)家級(jí)的石墨烯創(chuàng)新中心，設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)計(jì)劃和專項(xiàng)基金。同時(shí)，還應(yīng)將石墨礦確定為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，并在此基礎(chǔ)上，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(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)用規(guī)范，做大做強(qiáng)采、選、冶一體的高科技龍頭企業(yè)集團(tuán)，建立石墨烯的產(chǎn)業(yè)基地，以此來進(jìn)一步推進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
隱憂尚存亟待破解
石墨烯產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)，也存在“誤導(dǎo)”宣傳、“大躍進(jìn)”等一系列問題。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，要通過標(biāo)準(zhǔn)來營(yíng)造良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，提升石墨烯產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
經(jīng)過多年的發(fā)展，我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模。中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)李義春表示，目前我國(guó)石墨烯生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)從2015年的300多家增長(zhǎng)到2016年的400多家，2016年我國(guó)石墨烯相關(guān)產(chǎn)品的銷售額已經(jīng)達(dá)到30億元左右，發(fā)展態(tài)勢(shì)喜人。不過，包括李義春在內(nèi)的多數(shù)業(yè)內(nèi)人士均坦言，石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前仍存在不小的隱憂，并且亟待解決。
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