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，其潛在用途有保護涂層、透明可彎折電子元件、超大容量電容器，還可以用于動力電池，業(yè)內認為這正是電動汽車能否取得跨越式發(fā)展的關鍵。正因為它的潛在用途極大，發(fā)現石墨烯的英國科學家憑此獲得了2010年諾貝爾物理學獎。
因為看到了石墨烯作為新材料的優(yōu)越性，世界各國都投入了大量的人力和財力推進其研發(fā)和生產。在我國，石墨烯產業(yè)近年來發(fā)展迅速，眾多石墨烯產業(yè)園區(qū)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺不斷涌現，帶動產業(yè)規(guī)模不斷壯大。然而，石墨烯發(fā)展存在許多瓶頸。
“國內石墨烯產業(yè)發(fā)展還比較粗放，雷聲大雨點小，許多公司都號稱有了引領時代的產品，但實際上目前根本還不能投入市場。”
科技部發(fā)展戰(zhàn)略研究院產業(yè)科技研究所副所長陳志告訴中國經濟導報記者，中國石墨烯發(fā)展的瓶頸主要集中在高質量石墨烯實現低成本制備、下游應用領域的開拓、石墨烯產業(yè)標準認證以及應用石墨烯材料特性的電子器件研發(fā)等。
“未來石墨烯產業(yè)發(fā)展，亟須加強產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，使石墨烯材料研發(fā)制備環(huán)節(jié)與下游應用需求緊密結合。”陳志說。
粗放經營導致大量石墨資源浪費
石墨烯被人們逐漸了解，是從2010年才開始。隨后數年，石墨烯制備技術研發(fā)不斷升溫。據統(tǒng)計，華麗家族、德爾未來、東北證券、中國寶安、中泰化學等上市企業(yè)已經通過收購、入股等形式進軍石墨烯領域。
國家將石墨烯作為戰(zhàn)略產業(yè)規(guī)劃給了業(yè)內更多的期望。《中國制造2025年》明確提出，我國石墨烯產業(yè)到2020年將形成百億元的產業(yè)規(guī)模，2025年將達到千億元的產業(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業(yè)。
然而，與上游研發(fā)熱、資本追逐熱等形成鮮明對比的是，其下游規(guī)?；瘧脜s頻頻遇冷。
中國國際石墨烯資源產業(yè)聯盟副秘書長趙猛日前表示：“石墨烯的投資像當年的造船、光伏，顯得過熱。”趙猛指出，在石墨烯的研究方面，當前我國有石墨烯相關企業(yè)、研究機構500多家，但主要作為添加劑使用，對傳統(tǒng)產業(yè)進行修補，而歐美的研究則主要集中在光電器件、傳感器、醫(yī)藥、環(huán)保材料等高端領域。
在今年舉辦的中加石墨烯產業(yè)及應用研討會上，中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會石墨專委會副秘書長劉榮華則感嘆道：“近期，我們對石墨烯產業(yè)鏈進行了調研。調研發(fā)現，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，從而導致其商業(yè)化應用推廣進程緩慢。”
業(yè)內人士指出，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、粗放經營、管理水平低導致大量石墨資源浪費?？萍疾坑嘘P人士透露：“如果按照目前的開采方式和速度，最多20年，國內已探明的石墨資源將消耗殆盡，屆時中國將從國外高價進口石墨，由石墨大國變成石墨貧國。”
同時，石墨烯也面臨制備成本高、產能低的瓶頸。在人們的普遍認識中，石墨烯是實驗室材料，昂貴的售價阻礙了它的普及。據了解，單層石墨烯1克售價曾達到上千元。寧波墨西科技相關負責人曾表示可以將石墨烯價格從1千元/克降到1元/克，但實際依然是理論數據。
陳志認為：“當一種石墨烯材料具備了好的特性，是否具有較高的導電、導熱的特性，是否單片剝離，并且有幾層的，都決定了此石墨烯產品是否是高品質的材料，價格也會有不同。目前來看，我國的技術研發(fā)并沒有帶來價格上的突破與優(yōu)勢。”
產業(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為。
9月18日，中國國際石墨烯資源產業(yè)聯盟召開的研討會上，諾貝爾獎獲得者、曼徹斯特大學教授安德烈·海姆指出，“由于制備和應用技術制約，石墨烯目前還不能大規(guī)模產業(yè)化，但石墨烯產業(yè)化前景可期。”據中國石墨烯產業(yè)聯盟的預計，目前全球石墨烯年產能達到百噸級，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%，中國將在全球石墨烯產業(yè)中起到主導和核心作用。
“絕大部分成果還是處于實驗室階段，離投入產業(yè)還很遠。”陳志說，按照硅材料產業(yè)的成熟周期為20年推斷，石墨烯產業(yè)化成熟至少還需要5~10年，接下來如何破局是關鍵。
破局正迎來曙光。9月6日，中國首個石墨烯量產化基地在廈門投產，預計到2020年產能將達到5000噸，旨在全面改善石墨烯高價位低產能的狀況。“未來3年，我們將增加投資1億元，將研究所建設成為國家級石墨烯科研實驗室，進行產業(yè)化應用的深入研究，打造全球石墨烯應用科研高地。”該產業(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《關于加快石墨烯產業(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、應用開發(fā)、終端應用等關鍵環(huán)節(jié)良性互動的產業(yè)體系基本建立，產品標準和技術規(guī)范基本完善，到2020年，形成完善的石墨烯產業(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)化產業(yè)示范基地。
對此，陳志建議，從國家層面加大政策扶持力度，形成整個行業(yè)的差異化競爭。“避免不同區(qū)域省市的低水平重復建設；對地方政府來講，要引導石墨烯應用與當地產業(yè)規(guī)劃相結合，形成產業(yè)鏈上下游集聚效應，不斷拓寬產業(yè)應用面，完善產業(yè)園區(qū)的創(chuàng)新機制和創(chuàng)業(yè)服務；石墨烯創(chuàng)新企業(yè)要著力突破石墨烯材料的高質量穩(wěn)定生產，構建示范應用的新領域新通道。”
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