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石墨烯发展政策环境成型 政策利好

2021-04-25 ryder

  工信部、发改委、科技部、财政部近期联合印发《新材料产业发展指南》,明确提出大力发展石墨烯产业。多数市场机构预测,一旦石墨烯的制备技术和使用技术实现冲破,其潜在市场巨大,将给多个行业带来颠覆性的改变,相关市场规模有望快速增长,预计到2020年达到千亿之巨。

  不过,也有业内人士坦言,石墨烯产业在快速发展的同时,“误导”宣传、“大跃进”发展以及大量落后产能等一系列问题亟待破解。

  市场规模有望破千亿

  业内预计,将来五年到十年,石墨烯年产能将达到千吨级。到2020年,石墨烯产业化规模将取得冲破,并达到千亿级别。

  石墨烯是一种碳基新材料,有良好的光、电、热、力性能,在电子信息、新材料、新能源、生物医药等范畴显现广阔的使用前景。目前,全球已有80多个国家投入石墨烯材料的研发,美、英、韩、日、欧等将石墨烯研究提升至战略高度,期望它带来巨大市场价值。例如,目前研究普遍认为,利用石墨烯材料制作的电池,拥有容量大充电快的特性,一旦成功使用,将可使智能手机的使用时间和新能源汽车的行驶里程大大增加,有望在上述两大产业中引发新的产业革命。

  近年来,石墨烯研发成果转化与产业化发展迅速。截至目前,相当数量的研发项目已经顺利完成,并进入商业化准备期。例如,只用几秒完成充电的石墨烯手机电池、石墨烯集成电路,以及高效的石墨烯加工工艺等产品和技术都已问世,并预计在2020年正式使用。因此,业内预计,石墨烯产业有望进入井喷射展期,并有可能对电子信息、新材料、新能源、汽车、智能手机等产业萌生颠覆性的推动作用。

  公开数据显示,目前全球石墨烯年产能已达到百吨级,业内预计,将来五年到十年,石墨烯年产能将达到千吨级。到2020年,石墨烯产业化规模将取得冲破,并达到千亿级别。其中,新能源市场规模将冲破534亿元,复合材料市场规模将冲破372亿元,电子信息行业市场规模将冲破267亿元。

  目前,产业界对石墨烯在新能源汽车电池范畴的使用寄予厚望。美国纽约州伦斯勒理工学院研究认为,使用石墨烯制造的电池,充放电速度是锂离子蓄电池的10倍。另有西班牙和韩国的试验声明,加入石墨烯后,新能源车的续航里程有可能达到1000公里,而充电时间只需要几分钟。业内认为,尽管以石墨烯为原材料的新能源汽车电池,尚未大规模使用,但已成为产业发展的紧要方向。一旦这一范畴获得冲破,新能源汽车产业的瓶颈将被打破,新能源汽车产业有望迅速崛起,新能源汽车也将快速普及。

  中科院院士刘忠范认为,在目前的石墨烯研发基础上,将来石墨烯产业将在三个范畴有重大作为。第一种是类似碳纤维的石墨烯材料,将广泛使用于航空航天等高端装备制造业;第二种是类似于塑料的石墨烯材料,将广泛使用于人们的日常生活中,甚至可能在将来成为像塑料一样普遍的材料;第三种是类似硅材料的石墨烯材料,将广泛使用于集成电路范畴,有望大大加速集成电路产业的发展,进而推进整个信息产业的再次产业革命。

  此外,从目前石墨烯范畴的研究看,石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物测试、生物成像、肿瘤治疗等方面的使用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分解、DNA和蛋白质测试。如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成DNA测序;石墨烯量子点使用于生物成像中,与荧光体相比具有荧光更稳定、不会出现光漂白和不易光衰等特点;石墨烯在生物医学范畴的使用研究虽处于起步阶段,但却是产业化前景最为广阔的使用范畴之一。

  值得留意的是,虽然我国石墨烯产业起步相对较晚,但2010年后发展迅速,目前在主要研究范畴均有涉猎,整体接近国外先进水平,部分范畴领先并掌握了自主知识产权。数据显示,截至2012年,我国石墨烯论文数量超过美国,位居世界首位;2015年全球石墨烯专利数据显示,排名首位的仍旧是中国,之后是美国、韩国、日本。

  与此同时,我国石墨烯产业化进程也在提速。石墨烯产业链包括上游原料石墨,中游制备品薄膜、粉体和浆料等以及下游使用市场。目前国内已经有数家企业具备年产百吨级石墨烯的加工能力。在使用方面,我国在粉体范畴水平已与国外接近。宁波、东莞、厦门等地企业已经开发出了在锂离子电池、涂料/油墨、改性塑料等范畴的使用产品。

  产业发展政策环境成型

  我国对石墨烯产业发展高度重视。在中央的高度重视之下,国家出台了一系列石墨烯产业发展相关政策和推动措施。

  2012年工信部发布了《新材料十二五规划》,把石墨烯作为发展的前沿材料之一,首次明确提出了要支持石墨烯新材料的发展。在国家科技重大专项,尤其975计划和自然科学基金,以及科技部与中国科学院的众多科研项目当中,也都对石墨烯产业发展提供必要的经费支持;2014年工信部等三部委联合发布的关键材料升级换代工程实行方案当中,提出了到2016年要实现20种左右的重点新材料批量加工和使用,石墨烯就位列其中;2015年我国提出的中国制造2025战略,在重点范畴技术路线图当中,对石墨烯产业的中长期发展路线也进行了部署;2015年11月,《关于石墨烯产业发展的若干意见》正式出台,成为将来我国石墨烯产业发展的纲领性文件。

  2016年,工信部原材料司在北京召开了石墨烯产业发展座谈会,分解了石墨烯产业发展的现状、热点、难点,同时提出从2016到2017年石墨烯产业的推进重点,提出了促使产业发展的措施提议,并研讨了拟建石墨烯创新中心的使命、功能、定位以及组建运营模式等。2016年6月,第四届新材料博览会上,中国石墨烯产业发展联盟成立,众多科研机构和产业界公司都表示,将联合各界力量共同推进我国石墨烯产业的快速发展。

  除了国家政策支持,地方政府也纷纷出台相关政策,抢占石墨烯产业发展先机。目前,多个地方通过设立产业园区、设立重大的科技专项、设立产业引导基金,以及出台相关优惠政策等形式,促使石墨烯关键技术的研发,以及产业化的使用示范。截至目前,宁波、常州、无锡、青岛、重庆等地,均设立了产业园区。此外,2014年我国首个石墨烯产业基金成立,总投资规模20亿元;2016年由中国石墨烯产业技术创新联盟筹备的石墨烯产业天使投资基金也正式成立,首期规模达到1.2亿元。

  更为紧要的是,资本市场对石墨烯产业也给予了巨大的热情。例如,华美家族(4.560,0.01,0.22%)、德尔将来(9.190,0.01,0.11%)、中国宝安(5.740,0.04,0.70%)、中泰化学(10.680,-0.05,-0.47%)等上市公司,近年来纷纷通过收购或投资等形式进军石墨烯产业。同期,赛富基金等风投机构也积极投资石墨烯的研发、探测和产业化。据多家第三方市场机构数据,目前国内专门用于石墨烯产业的风投基金已超过20支,过去5年公开的创投活动也超过了100起。

  工信部赛迪研究院原材料研究所李丹研究员认为,从中央到地方的政策支持,以及资本市场的热捧,为我国石墨烯产业发展创造了良好的发展环境。从政策走向来看,将来我国还将出台一系列促使石墨烯产业发展的详尽措施,《关于石墨烯产业发展的若干意见》将会从文件进入详尽的落实阶段。他认为,将来我国需要设立国家级的石墨烯研发机构,建立若干国家级的石墨烯创新中心,设立石墨烯产业发展专项计划和专项基金。同时,还应将石墨矿确定为战略性矿产资源,并在此基础上,打通使用环节,形成上下游一体化的产业链条,加快制定正确的技术路线和材料标准、使用标准等使用规范,做大做强采、选、冶一体的高科技龙头企业集团,建立石墨烯的产业基地,以此来进一步推进石墨烯产业的健康发展。

  隐忧尚存亟待破解

  石墨烯产业在快速发展的同时,也存在“误导”宣传、“大跃进”等一系列问题。业内认为,要通过标准来营造良好的产业发展环境,提升石墨烯产业的核心竞争力。

  经过多年的发展,我国石墨烯产业发展已初具规模。中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春表示,目前我国石墨烯加工企业已经从2015年的300多家增长到2016年的400多家,2016年我国石墨烯相关产品的销售额已经达到30亿元左右,发展态势喜人。不过,包括李义春在内的多数业内人士均坦言,石墨烯产业发展目前仍存在不小的隐忧,并且亟待处理。

  中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准委员会主任戴石峰表示,石墨烯产业在发展中存在着夸大宣传、虚假宣传等问题,妨碍了行业的发展。“一方面是部分企业把石墨烯神话化,把它说成万能材料,这对石墨烯产业的发展极为不利,因为期待越大失望越大。另一方面个别企业把石墨当作石墨烯来卖,给产业带来巨大伤害。所以,石墨烯行业健康发展亟须标准指挥和引领。”

  李丹认为,由于种种原由石墨烯产业目前存在四大“误导”宣传,这不但被部分市场炒作行为利用,还大大妨碍了整个产业的健康发展。李丹解析,这四种“误导”主要是:第一,把石墨烯的发展依托到石墨资源的发展上,将石墨烯的产业稀缺性和资源稀缺性进行混淆;第二,是将石墨烯的微观性能夸大为宏观性能,过分宣传石墨烯材料的使用;第三,是将石墨烯作为半导体的替代材料前景想象得过于乐观,依据目前产业发展水平,石墨烯材料要大规模替代现有的半导体材料还需要至少二三十年;第四,是混淆石墨粉体与石墨烯的概念,这使得市场中出现了大量鱼目混珠的所谓石墨烯企业,这些企业并不具备石墨烯的研发和使用能力,但却利用信息不对称,在市场上掀起了一波波的炒作。

  中科院院士刘忠范解析,在过去几年市场炒作的助推下,各地纷纷上马石墨烯项目,但这其中的大部分是不具备核心技术的低端石墨烯项目,这就造成了石墨烯产业出现“大跃进”、“大炼钢铁”式的发展趋势。事实上,在这一产业趋势的影响下,作为一个新兴产业,石墨烯行业却出现了大量落后产能。

  戴石峰认为,要处理目前石墨烯产业的问题,就需要提升石墨烯产业的核心竞争力,首先要通过标准来营造良好的产业发展环境;其次要促使典型使用,同时还要提高产业聚集度,促使产业深度融合。

  据中国石墨烯产业技术创新战略联盟解析,在联盟2017年的工作中,计划对石墨烯技术进行全球范围内的专利测试分解,知道美国、日本和韩国等发达国家跨国公司的专利申请保护策略和技术路线发展状况,撰写2017年的石墨烯专利技术分解报告,在此基础上开展石墨烯技术的专利分解预警工作,为石墨烯企业制定研发战略及布局专利提供指挥,以此提升产业的核心竞争力。

  此外,联盟还将围绕“四个平台、一个基地”,即搭建产业发展服务平台、投融资服务平台、“一带一路”国际合作平台、商务合作平台以及产业使用示范基地,推动石墨烯产业的使用发展,以此来促使国内整个石墨烯范畴形成产业能力和国际竞争力。

  工信部原材料司副司长苗治民表示,“十三五”时期,推动石墨烯产业发展,首先依然要从使用发力,然后在使用上制定一些新政策,包括保险机制、财税机制等。其次是重点促使体系建设,包括标准、统计、创新、监测,以及协同体系等。他透露,这些政策和体系的相关细则、细节目前正在研究当中。

  苗治民还提醒业内人士重点关注以下几点:首先是技术和装备,要怎么样形成自身的技术和装备,这是一个紧要方向;其次是使用,石墨烯使用取得了很大进步,但是在高端范畴还需要加大努力;第三是测试和标准;第四是国家创新制造中心建设,这是面向将来布局的工作。苗治民希望业内共同努力,尽快组建国家石墨烯制造业创新中心,然后在该平台之下形成自己的技术装备和标准,开拓高端使用,引领我国石墨烯产业发展。

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