國內石墨烯產業(yè)虛火過旺現(xiàn)象引擔憂
如果說20世紀是硅(Si)的世紀,那21世紀將是碳(C)的世紀。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201706/360828.htm石墨烯作為一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜,因具有非常良好的抗拉強度及透光、導電和導熱性能,被譽為新世紀的“材料之王”,也成為了全球關注的焦點。
最近幾年來,石墨烯概念在全球受到廣泛追捧,國內對石墨烯的熱度也是“水漲船高”、持續(xù)不減,有關石墨烯的研討會、論證會更是接二連三,一個月竟然有七八場。
在最近于西安召開的2017中國國際石墨大會上,與會的業(yè)內專家對當前國內石墨烯過熱現(xiàn)象表示出了擔憂,并專門就石墨資源與石墨烯二者的關系進行了專題研討。
“一些地方把石墨烯與石墨資源混為一談,只要當?shù)匕l(fā)現(xiàn)了石墨資源,就打出石墨烯的概念,而且各地依托石墨資源規(guī)劃的石墨烯產業(yè)園千篇一律,同質化非常嚴重?!敝袊墙饘俚V工業(yè)協(xié)會石墨專業(yè)委員會秘書長向琦憂心忡忡地說,“目前,石墨烯產業(yè)炒作成分過多,地方盲動性較大,是到了該回歸理性的時候了?!?/p>
石墨烯緣何受熱捧
石墨烯作為一種新型材料,其出現(xiàn)已有10多個年頭了。
2004年,來自曼徹斯特大學的Andre Geim和Konstantin Novoselov首次成功分離出穩(wěn)定的石墨烯,而他們分離的方法也極為簡單,把天然石墨薄片粘在膠帶上,把有粘性的一面對折,再把膠帶撕開, 這樣石墨薄片就被一分為二。 通過不斷地重復這個過程,片狀石墨越來越薄,最終就可以得到一定數(shù)量的石墨烯。2010年,石墨烯發(fā)明者獲諾貝爾物理學獎。
“石墨烯是天然石墨深加工產品之一,由于石墨烯的特性優(yōu)于石墨,故石墨烯具有‘新材料之王’美稱?!敝袊墙饘俚V工業(yè)協(xié)會石墨專業(yè)委員會副秘書長、 石墨邦(北京)互動科技有限公司CEO劉榮華介紹,石墨是由多層具有六角網(wǎng)狀平面的石墨烯構成,其層間是結合力較弱的分子間力。利用化學或者電化學的辦法可以使得其它異類原子、分子或者分子團插入到石墨層間,成為石墨層間化合物。這類化合物又可以在外力作用下脫插出來,使得石墨分離成多層或者單層石墨烯。
“舉個比喻,石墨就好比一本書,抽出里面的單張紙出來就是石墨烯。石墨烯的結構特點決定了石墨烯具有薄且堅硬,透光度好,導熱性強,導電率高,結構穩(wěn)定,電子遷移速度快等特性?!眲s華說。
也正是基于石墨烯上述特殊的性能,近幾年來,中國石墨烯產業(yè)發(fā)展也較快。據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示,2015年全國石墨烯市場規(guī)模約610萬美元,同比增長超過336%。初步統(tǒng)計2016年已經(jīng)突破2000萬美元。
但是,由于技術進步和成本下降速度不夠快等原因,目前中國的石墨烯行業(yè)還沒有出現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)化,尚屬于“吆喝者眾多跟進者云集而商業(yè)化、產業(yè)化遲緩”階段。
盡管如此,許多地方乃至業(yè)內一些專家仍對石墨烯抱有很大的期望。一些地方對石墨烯產業(yè)趨之若鶩,發(fā)展起來更是不計成本,四處請專家研討論證搞規(guī)劃,忙著跑馬圈地建產業(yè)園。
中關村石墨烯產業(yè)聯(lián)盟理事長、中科院院士劉忠范清醒地表示:“石墨烯是實體產業(yè),并不是互聯(lián)網(wǎng),不是簡單地一忽悠就上去能賺很多錢。但是,未來的石墨烯一定前景廣闊,是一塊大蛋糕,只要我們堅定信心,堅持不懈把這個行業(yè)做起來,就一定能獲得成功?!?/p>
石墨資源不等同于石墨烯
石墨烯來源于石墨資源,是石墨資源的高科技產品之一。也正緣于此,許多地方簡單把石墨資源等同于石墨烯,認為當?shù)赜惺Y源,就能發(fā)展石墨烯產業(yè)。所以,近幾年來,凡是發(fā)現(xiàn)石墨資源的地方,開始一哄而上規(guī)劃發(fā)展石墨烯產業(yè)。
“利用石墨資源可開發(fā)的產品很多,企業(yè)應因地制宜,圍繞市場開發(fā)多品種、高值化的產品。但如果都把目光盯在石墨烯這個‘獨木橋’上,很可能會得不償失,使石墨烯這個新興產業(yè)淪落為下一個光伏產業(yè)?!毕蜱f。
“石墨烯是通過天然石墨發(fā)明的,兩者之間存在一定的關系,但不能簡單地混為一談?!眲s華表示,石墨資源在我國儲量豐富,產量占了世界70%左右。近年來,部分地區(qū)陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了石墨資源,計劃打造石墨烯產業(yè)園。石墨烯分為兩種,石墨烯薄膜和石墨烯粉體。而石墨烯薄膜通過CVD法制備,其原料不是天然石墨,且產業(yè)化還需一定的時間。
“石墨資源是戰(zhàn)略性礦產資源,石墨烯是戰(zhàn)略性新興材料?!眲s華介紹,去年底,晶質石墨列被為國家戰(zhàn)略性礦產資源,在資源配置、財政投入、重大項目、礦業(yè)用地等方面加強引導和差別化管理,提高資源安全供應能力和開發(fā)利用水平。從某種意義上來講,石墨資源是“上帝”賜予的,體現(xiàn)的是原料的角色,應用于冶金、耐火、鑄造、摩擦、密封及鋰電池等行業(yè)?!丁笆濉眹覒?zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》將石墨烯納入其中,石墨烯新材料具有技術高度密集,研究與開發(fā)投入高,產品的附加值高,生產與市場的國際性強,以及應用范圍廣,發(fā)展前景好等特點。
就當前發(fā)展情況而言,石墨資源的開發(fā)和利用在國內已經(jīng)是成熟的產業(yè),而石墨烯產業(yè)目前沒有形成規(guī)模。尤其是晶質石墨產業(yè),平均每年70萬噸晶質石墨產量。黑龍江雞西、蘿北,內蒙古興和縣及青島南墅、平度等是我國重要晶質石墨主產區(qū),已經(jīng)形成了采選、提純、深加工等完整的石墨產業(yè)鏈,為當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展做出一定的貢獻。
而石墨烯發(fā)明者在2010年榮獲諾貝爾物理學獎后,石墨烯從此走入大眾的視野,在全球范圍里掀起了石墨烯制備和應用的研究熱潮。我國在石墨烯領域的研究起步與發(fā)達國家相比較晚,但在近些年的努力下,在石墨烯產業(yè)化及應用領域處于世界領先水平。截至2016年底,我國石墨烯應用在新能源、大健康、節(jié)能環(huán)保、復合材料等領域有所突破,部分石墨烯企業(yè)開始有利潤。
“但是,目前國內的石墨烯產業(yè)以小型、初創(chuàng)型石墨烯企業(yè)占比較多,中型、大型企業(yè)數(shù)量相對較少。盡管如今石墨烯科研很火熱,但反觀產品市場,真正打通商業(yè)化應用的產品并不多。因此,在石墨資源地區(qū),建議重點發(fā)展石墨深加工產品,如高純石墨、可膨脹石墨、球形石墨、負極材料等,為當?shù)貛硎杖牒投愂铡6┰诙虝r間內是很難形成規(guī)模的。”劉榮華坦承。
石墨資源與石墨烯在屬性上也有明顯的差別。石墨資源具有資產屬性,而石墨烯則是技術和資本密集型產業(yè)。近幾年,石墨行業(yè)發(fā)生多起并購重組案例,尤其是上市公司收購石墨礦產資源,估值翻了好幾倍,最高的達到18倍。從這點來看,石墨資源是一項資產,具有增值空間。尤其是動力電池的快速發(fā)展,對石墨的需求飛速增加,從而提高石墨資源的估值。
而石墨烯是技術密集型行業(yè),對于人才的要求比較高。同時,石墨烯還是資本密集型行業(yè),在石墨烯的制備研發(fā),尤其是應用研發(fā),需要大量資金投入。比如,國內石墨烯發(fā)展比較快的江蘇常州和無錫,當?shù)爻雠_一些政策來吸引國內外高端人才,財政上拿出不少資金來支持石墨烯企業(yè)。
“在石墨資源地區(qū),鼓勵引進具有實力的企業(yè)進行整合,避免資源浪費、無序競爭,提高行業(yè)集中度。只有大企業(yè)才有動力投入資金從事石墨深加工研究,挖掘石墨高附加值產品。石墨烯在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)發(fā)展具有優(yōu)勢,因為經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)可以聚集高端人才,而且當?shù)卣灿胸斄ν度胫С质┑难邪l(fā)?!眲s華建議說。
石墨烯虛火當早降
理想很豐滿,現(xiàn)實很骨感。事實上,當前國內石墨烯虛火過旺現(xiàn)象已引起了業(yè)內人士的擔憂。
“石墨烯產業(yè)目前盡管仍處于基礎研究階段,距產業(yè)化還有相當長的距離,但現(xiàn)在炒作得卻十分厲害,這樣下去將對這個新興產業(yè)的后續(xù)發(fā)展造成致命的障礙和傷害?!毕蜱硎尽?/p>
據(jù)了解,中國目前從事石墨烯研發(fā)、生產和應用的相關企業(yè)數(shù)量超過了400家,約占全球石墨烯從業(yè)企業(yè)總量的3/4。但是從企業(yè)規(guī)模上看,目前國內從事石墨烯生產的企業(yè)80%以上為中小型企業(yè),年銷售額多數(shù)在百萬元級別。值得警惕的是,國內石墨烯生產企業(yè)的總體盈利能力很弱,一些宣稱具備百噸年產能的生產企業(yè),其產值和盈利能力遠遠沒有達到預期,多數(shù)企業(yè)處于虧損狀態(tài)。
特別值得注意的是,當前一些企業(yè)和機構處于通過資本炒作獲得收益的心理,一味夸大石墨烯行業(yè)的產能和產值,造成市場盲目跟風。而一些地方也推波助瀾,不管是否具備條件,都急于上馬建設石墨烯產業(yè)園區(qū)。據(jù)初步統(tǒng)計,目前全國有將近20個石墨烯產業(yè)園已經(jīng)建成或正在建設之中,但其定位和功能性都相差無幾,未來必定會出現(xiàn)嚴重的同質化競爭,低價格局將導致企業(yè)盈利能力下降,不利于行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
發(fā)展石墨烯,離不開真金白銀,需要大量的資金來做后盾。加拿大Grafoid公司中國區(qū)負責人鐘仁宏指出,石墨烯必須有大量的投資才行,因為石墨烯的應用方向非常多,不可能每一家企業(yè)都去研究所有的方向,這需要整合和集合各個方面的優(yōu)勢來做這個事情。
石墨烯的發(fā)展因當前技術的制約,還存在環(huán)保問題。河北高碑店市泰隆豐博石墨烯加工有限公司首席科學家賈維民說,石墨烯如果是用化學氧化法來做,1噸石墨烯的分料將產生20噸廢酸,里面還夾雜重金屬,這樣的情況下在我國環(huán)保法里面幾乎沒有發(fā)展的余地,任何地方政府都沒有辦法支持它。
“石墨資源與石墨烯有一定關聯(lián),但不完全等同。石墨資源的產業(yè)鏈其實非常大,有非常大的發(fā)展空間。如果把石墨資源的產業(yè)鏈與石墨烯整合起來,才能更利用石墨烯的發(fā)展。”劉忠范表示。
“在現(xiàn)階段,需要對石墨資源進行深加工,發(fā)展新材料,但不該都盯住石墨烯上?!鼻迦A大學教授沈萬慈說,利用天然石墨研發(fā)動力型鋰離子電池和天然石墨負極材料,也是一個重要的發(fā)展方向。鋰離子電池在我們常用的新能源里面占了很大的比例,也是一個正在發(fā)展的新的產業(yè),在今后一個相當長的時間里面,鋰離子電池在新能源的二次電池里面,仍將占據(jù)主體地位。
石墨烯產業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產業(yè)的新貴,要促進其健康發(fā)展,必須要頂層設計,做好產業(yè)發(fā)展規(guī)劃。然而,遺憾的是,時至今日,中國在石墨烯領域尚沒有國家層面的宏觀規(guī)劃,呈現(xiàn)出了“下熱上冷”局面,地方政府及企業(yè)積極性普遍高漲,而國家層面卻調控規(guī)劃不夠,在一定程度上也誘發(fā)了石墨烯產業(yè)虛火過旺。
“我國的石墨烯產業(yè)已經(jīng)起步,但產業(yè)鏈還很脆弱,存在‘原材料開采無序、高端應用技術研發(fā)薄弱、產業(yè)秩序紊亂和企業(yè)融資困難’等諸多問題和風險,影響了產業(yè)的后續(xù)健康發(fā)展?!睒I(yè)內人士建議,目前,我國的石墨烯產業(yè)應先做好上游原材料的開發(fā)部署、石墨烯加工和應用領域的市場引導、石墨烯技術研發(fā)三方面的規(guī)劃,優(yōu)化產業(yè)政策設計,突破產業(yè)制約瓶頸,著重打破市場規(guī)模小、高端人才短缺和發(fā)展資金不足的問題,著力構建良好的市場發(fā)展秩序環(huán)境,以推動中國石墨烯產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
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