石墨烯是世界最薄、最硬的材料，是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，其潛在用途有保護(hù)涂層、透明可彎折電子元件、超大容量電容器，還可以用于動(dòng)力電池，業(yè)內(nèi)認(rèn)為這正是電動(dòng)汽車能否取得跨越式發(fā)展的關(guān)鍵。正因?yàn)樗臐撛谟猛緲O大，發(fā)現(xiàn)石墨烯的英國科學(xué)家憑此獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
因?yàn)榭吹搅耸┳鳛樾虏牧系膬?yōu)越性，世界各國都投入了大量的人力和財(cái)力推進(jìn)其研發(fā)和生產(chǎn)。在我國，石墨烯產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，眾多石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)不斷涌現(xiàn)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。然而，石墨烯發(fā)展存在許多瓶頸。
“國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展還比較粗放，雷聲大雨點(diǎn)小，許多公司都號(hào)稱有了引領(lǐng)時(shí)代的產(chǎn)品，但實(shí)際上目前根本還不能投入市場。”
科技部發(fā)展戰(zhàn)略研究院產(chǎn)業(yè)科技研究所副所長陳志告訴中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)記者，中國石墨烯發(fā)展的瓶頸主要集中在高質(zhì)量石墨烯實(shí)現(xiàn)低成本制備、下游應(yīng)用領(lǐng)域的開拓、石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證以及應(yīng)用石墨烯材料特性的電子器件研發(fā)等。
“未來石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，亟須加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，使石墨烯材料研發(fā)制備環(huán)節(jié)與下游應(yīng)用需求緊密結(jié)合。”陳志說。
粗放經(jīng)營導(dǎo)致大量石墨資源浪費(fèi)
石墨烯被人們逐漸了解，是從2010年才開始。隨后數(shù)年，石墨烯制備技術(shù)研發(fā)不斷升溫。據(jù)統(tǒng)計(jì)，華麗家族、德爾未來、東北證券、中國寶安、中泰化學(xué)等上市企業(yè)已經(jīng)通過收購、入股等形式進(jìn)軍石墨烯領(lǐng)域。
國家將石墨烯作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)規(guī)劃給了業(yè)內(nèi)更多的期望?！吨袊圃?025年》明確提出，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)到2020年將形成百億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年將達(dá)到千億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。目前，江蘇、重慶、寧波、青島、德陽、河北、北京等地已在布局石墨烯產(chǎn)業(yè)。
然而，與上游研發(fā)熱、資本追逐熱等形成鮮明對(duì)比的是，其下游規(guī)?；瘧?yīng)用卻頻頻遇冷。
中國國際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長趙猛日前表示：“石墨烯的投資像當(dāng)年的造船、光伏，顯得過熱。”趙猛指出，在石墨烯的研究方面，當(dāng)前我國有石墨烯相關(guān)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)500多家，但主要作為添加劑使用，對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行修補(bǔ)，而歐美的研究則主要集中在光電器件、傳感器、醫(yī)藥、環(huán)保材料等高端領(lǐng)域。
在今年舉辦的中加石墨烯產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用研討會(huì)上，中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會(huì)石墨專委會(huì)副秘書長劉榮華則感嘆道：“近期，我們對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)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、不穩(wěn)定性等因素，從而導(dǎo)致其商業(yè)化應(yīng)用推廣進(jìn)程緩慢。”
業(yè)內(nèi)人士指出，我國有近千家石墨企業(yè)，由于各種原因，這些企業(yè)濫采亂掘、采富棄貧、粗放經(jīng)營、管理水平低導(dǎo)致大量石墨資源浪費(fèi)?？萍疾坑嘘P(guān)人士透露：“如果按照目前的開采方式和速度，最多20年，國內(nèi)已探明的石墨資源將消耗殆盡，屆時(shí)中國將從國外高價(jià)進(jìn)口石墨，由石墨大國變成石墨貧國。”
同時(shí)，石墨烯也面臨制備成本高、產(chǎn)能低的瓶頸。在人們的普遍認(rèn)識(shí)中，石墨烯是實(shí)驗(yàn)室材料，昂貴的售價(jià)阻礙了它的普及。據(jù)了解，單層石墨烯1克售價(jià)曾達(dá)到上千元。寧波墨西科技相關(guān)負(fù)責(zé)人曾表示可以將石墨烯價(jià)格從1千元/克降到1元/克，但實(shí)際依然是理論數(shù)據(jù)。
陳志認(rèn)為：“當(dāng)一種石墨烯材料具備了好的特性，是否具有較高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱的特性，是否單片剝離，并且有幾層的，都決定了此石墨烯產(chǎn)品是否是高品質(zhì)的材料，價(jià)格也會(huì)有不同。目前來看，我國的技術(shù)研發(fā)并沒有帶來價(jià)格上的突破與優(yōu)勢。”
產(chǎn)業(yè)化還需加力
“目前資本市場將石墨烯捧成了‘上帝材料’，上市公司大都是處于虧損狀態(tài)，石墨烯市場虛火過旺。”工信部賽迪研究院原材料工業(yè)研究所所長肖勁松認(rèn)為。
9月18日，中國國際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟召開的研討會(huì)上，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆指出，“由于制備和應(yīng)用技術(shù)制約，石墨烯目前還不能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，但石墨烯產(chǎn)業(yè)化前景可期。”據(jù)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的預(yù)計(jì)，目前全球石墨烯年產(chǎn)能達(dá)到百噸級(jí)，未來5~10年將達(dá)到千噸級(jí)。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%，中國將在全球石墨烯產(chǎn)業(yè)中起到主導(dǎo)和核心作用。
“絕大部分成果還是處于實(shí)驗(yàn)室階段，離投入產(chǎn)業(yè)還很遠(yuǎn)。”陳志說，按照硅材料產(chǎn)業(yè)的成熟周期為20年推斷，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。
破局正迎來曙光。9月6日，中國首個(gè)石墨烯量產(chǎn)化基地在廈門投產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2020年產(chǎn)能將達(dá)到5000噸，旨在全面改善石墨烯高價(jià)位低產(chǎn)能的狀況。“未來3年，我們將增加投資1億元，將研究所建設(shè)成為國家級(jí)石墨烯科研實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的深入研究，打造全球石墨烯應(yīng)用科研高地。”該產(chǎn)業(yè)基地投資商恒力盛泰執(zhí)行董事長陳木成說。
2015年底，國家發(fā)展改革委、工信部、科技部三部門發(fā)布了《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》（以下簡稱《意見》）?！兑庖姟诽岢?，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(dòng)的產(chǎn)業(yè)體系基本建立，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范基本完善，到2020年，形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，形成若干家具有核心競爭力的石墨烯企業(yè)，建成以石墨烯為特色的新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地。
對(duì)此，陳志建議，從國家層面加大政策扶持力度，形成整個(gè)行業(yè)的差異化競爭。“避免不同區(qū)域省市的低水平重復(fù)建設(shè)；對(duì)地方政府來講，要引導(dǎo)石墨烯應(yīng)用與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)規(guī)劃相結(jié)合，形成產(chǎn)業(yè)鏈上下游集聚效應(yīng)，不斷拓寬產(chǎn)業(yè)應(yīng)用面，完善產(chǎn)業(yè)園區(qū)的創(chuàng)新機(jī)制和創(chuàng)業(yè)服務(wù)；石墨烯創(chuàng)新企業(yè)要著力突破石墨烯材料的高質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)，構(gòu)建示范應(yīng)用的新領(lǐng)域新通道。”
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