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淺析石墨烯產業現狀及建議

淺析石墨烯產業現狀及建議

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發布時間:
2018/03/20
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【摘要】:
石墨烯是一種二維晶體,又稱單原子層石墨。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈?蓋姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,石墨烯被稱為“黑金”,在半導體產業、光伏產業、鋰電子電池、航天、軍工、新一代顯示器等傳統領域和新興領域都將帶來革命。性的技術進步。同時,石墨烯產業受到國家政

  石墨烯是一種二維晶體,又稱單原子層石墨。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈?蓋姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,石墨烯被稱為“黑金”,在半導體產業、光伏產業、鋰電子電池、航天、軍工、新一代顯示器等傳統領域和新興領域都將帶來革命。性的技術進步。同時,石墨烯產業受到國家政策的大力支持,包括新材料‘十三五’規劃在內的多個石墨烯產業支持政策或陸續出臺,石墨烯行業未來將有巨大的成長性投資機會。

  一、石墨烯產業狀況

  (一)全球現狀?;趦炘降男阅?,石墨烯具有廣闊的市場前景和巨大的經濟效益。每年有大量學術投資機構涌入石墨烯市場。目前,已有包括美國、歐盟、日本等國際發達國家地區在內的80多個國家地區投入石墨烯材料研發,且美、英、韓、日、歐盟等均將石墨烯研究提升至戰略高度,期待它帶來巨大的市場價值。據不完全統計,目前全球有近300家公司涉足石墨烯相關的研究和開發,其中包括IBM、英特爾、美國晟碟、陶氏化學、通用、杜邦、施樂、三星、洛克希德?馬丁、波音等科技巨頭。

  (二)國內情況。早在2010年夏,濟寧利特納米成為國內涉足石墨烯行業最早的單位。2011年,江蘇常州市投資5000萬,成立江南石墨烯科技產業園。2013年,寧波市和無錫市先后提供專項基金并出臺《石墨烯產業發展規劃綱要》,用于石墨烯的產業化扶持。2013年7月,中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟成立。同時,江蘇、浙江、深圳、上海、山東、福建、遼寧、重慶、黑龍江與中科院等機構以多種形式協同創新,紛紛建立了產業技術聯盟,促進了創新資源優化組合和創新產業化進程。2013年底,中國石墨烯標準化委員會宣告成立,中國石墨烯研究及檢測公共服務平臺同時啟動,該服務平臺主要為中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟相關單位提供專業的石墨烯性能檢測與結構表征服務。2014年9月,在寧波召開的2014中國國際石墨烯創新大會,吸引了國內外眾多高校、科研院所、企業的積極參與,引發又一輪的石墨烯研發應用熱潮。2015年3月,全球首批3萬部石墨烯手機在重慶發布,開啟了石墨烯產業化應用的新時代。

  (三)青島市產業現狀。2015年,青島市舉辦中國國際石墨烯創新大會,獲批“國家青島石墨烯及先進碳材料特色產業基地”和“青島市石墨烯國際科技合作基地”,營造了良好的產業發展環境。2016年,青島市科技創新委員會發布《青島市十大科技創新中心建設總體方案》,方案中提出將重點推進石墨烯等十大科技創新中心建設。高新區作為青島發展石墨烯產業的先行區和示范區,規劃建設占地135畝的石墨烯產業載體,成立國內首個國際石墨烯創新中心;設立1億元的國內首支石墨烯天使投資基金,搭建石墨烯公共檢測平臺和協同創新平臺。 萊西市石墨烯產業發展主要集中在南墅鎮,2012年已被確立為青島萊西市石墨新材料產業集聚區。萊西市正在依托石墨烯高新技術制備優勢、石墨文化品牌優勢、閑置土地資產優勢,積極籌備創建國家級石墨烯產業化示范基地。主要石墨烯項目有:

  1、青島德通納米技術有限公司物理法石墨烯項目。公司總投資一億元人民幣,第一期投資3000萬元人民幣建成年產1000噸高品質石墨烯導電導熱劑的生產線,于2015年10月試車成功,成為我國長江以北最大的石墨烯漿料生產基地。試車儀式得到石墨烯諾貝爾物理學獎獲得者安德烈蓋姆教授等國際石墨烯領域的著名專家教授蒞臨指導并予以好評。目前公司進入正常運營狀態,成為青島地區大型國企的重要石墨烯原料供應商。公司正通過工藝優化將實現年產5000噸石墨烯漿料的產能。公司該生產線采用自主開發的石墨烯物理生產工藝,在國際國內行業具有獨特性和領先性,克服了因化學生產工藝而帶來的環境污染和安全隱患。同時公司還積極進行石墨烯下游應用產品研發,2016年10月份注冊的青島小安凈化公司,主要進行石墨烯除菌除味劑及水凈化設備生產。

  2、青島德安新碳復合材料有限公司項目。2016年9月,青島德安新碳復合材料有限公司正式成立,2017年上半年開始投產。該項目是由萊西市政府、德通納米、安德烈蓋姆教授共同成立的一家從事新型石墨烯復合材料生產的科技型公司,公司注冊資本7000萬元,總投資3億元。引進石墨烯諾貝爾物理學獎獲得者安德烈蓋姆教授,將其團隊開發的石墨烯復合材料技術與蕭小月博士團隊開發的生產工藝相結合,致力于石墨烯工程塑料、石墨烯納米復合材料及其設備的設計、開發、生產及商業化應用。

  3、青島華高墨烯科技有限公司300噸氧化法石墨烯生產項目。主要從事石墨烯研發生產和石墨烯防彈材料、石墨烯導熱膜的應用生產,現處于建設階段。

  二、發展機遇

  工業和信息化部、發展改革委、科技部于15年11月30號聯合下發了《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》(工信部聯原〔2015〕435號),提出要把石墨烯產業打造成先導產業,到2020年,形成完善的石墨烯產業體系。石墨烯新材料項目也已經列入青島市“十三五”規劃十大科技創新中心,青島市2016年政府工作報告指出重點推進萊西石墨烯產業基地建設。在國家政策的大力支持下,包括新材料“十三五”規劃在內的多個石墨烯產業支持政策或陸續出臺,石墨烯行業未來將有巨大的成長性投資機會。

  (一)產業優勢。萊西市石墨資源豐富,擁有總儲量1.2億噸,約占全國已探明含量的22%石墨儲量,資源和品質國內獨一無二。石墨烯技術與豐富的石墨礦資源相結合,將進一步推動石墨礦這一傳統產業向綠色無污染的高新技術產業轉化和升級。其中,德通公司積極開展與青島雙星輪胎、山東奧冠新能源科技、國軒高科動力能源(萊西),青島海信等下游應用企業的產業鏈建設,致力于推動石墨烯下游產品的規?;瘧?,特別是針對電子產品和汽車輪胎產品對熱管理技術的巨大市場需求,開發石墨烯高導熱工程塑料。同時積極推進高品質電池電極導電劑、海洋工程重防腐涂料和電磁屏蔽涂料的應用,力爭實現石墨烯產業化示范的重要突破。

  (二)產業發展規劃。按照“整合、共享、完善、提高”的基本思路,萊西市規劃建設石墨及碳材料專業技術公共服務平臺和石墨產業專業孵化器——石墨新材料創業中心,配套生活中心、專家公寓,面向所有的石墨新材料、石墨烯企業提供服務。中心預計總投資3億元,占地90畝,建筑面積45000平方米,到2017年底竣工。創業中心主要依托高新技術人才創辦高新技術企業,建立一個集石墨產業孵化、石墨新材料研發、成果展示交易、石墨烯及鋰電池負極材料生產銷售的科技創新平臺,同時為創業者提供辦公、實驗室和生產車間,提供從孵化到規?;a的完整科技創新服務。中心采用政府擔保,企業融資的方式,經過系統性調研項目可行性及發展前景,幫助企業向社會資金尋求合作,政府與企業共擔風險,在向企業提供擔保的同時幫助社會資金監督企業運行,打造項目引進——孵化——中試——量產的跨越式招商創新模式。目前,中心已開工面積1萬平方米,并成功落戶投產青島德通千噸級石墨烯生產線;引進諾貝爾物理獎獲得者安德烈。海姆教授及國家“千人計劃”專家、泰山產業領軍人才7人。

  (三)產業發展目標。萊西市石墨新材料產業集聚區將以建設“國家級的‘碳谷’產業示范基地”和“國際一流的石墨烯新材料生產基地”為目標,分三步發展:第一是吸納代表世界頂尖技術的石墨烯生產企業;第二是集聚以石墨烯為原材料的高新技術企業,形成世界級新材料產業鏈;第三是建設國家級乃至世界級石墨烯碳材料檢測中心、石墨烯碳材料研發基地、石墨烯碳材料標準制定單位。到2018年底,石墨產業逐步實現升級換代,全面實現產品結構由初級產品向深加工及制品轉變,進一步提高行業生產集中度,重點培育10-20家石墨烯產品及下游制品系列開發的大型企業,加快建立石墨資源節約與戰略性儲備、石墨新材料緣合性生產及行業管理的科學體系。到2018年,實現工業總產值100億元;到2023年,實現工業總產值500億元。

  三、產業發展中存在問題

  (一)地方政策扶持亟需加強。雖然我國已出臺相關的新材料發展扶植政策,但至今沒有專門針對石墨烯產業的專項扶持政策,相比發達國家,在引進海內外石墨烯產業尖端項目、人才方面缺乏吸引力和優勢。

  (二)大型實驗儀器短缺。目前,石墨烯下游應用產品的開發需要購置大型實驗儀器。這些儀器不僅購置和維護的費用昂貴,操作和管理上也需要有專業人員負責,如果由各個企業和研發機構自行解決,一方面在資金上存在較大困難,另一方面也會造成重復建設和資源浪費。

  (三)缺乏公共的研發、技術轉化與信息交流平臺。中小企業因資金實力缺乏,從而缺少高水平的技術研發平臺,限制了技術的升級;科研機構的原創性基礎研究也往往缺乏技術轉化團隊而無法轉化為成熟的應用技術;有投資需求和轉型的企業與各個研發機構及相關石墨烯企業往往缺乏有效的溝通渠道,難以建立直接的聯系。

  五、建議與措施

  (一)積極推進產業升級。一是引導現有企業由粗放式原料加工向工藝成熟的傳統石墨制品產業轉移,同時充分利用石墨資源品牌優勢,引導國內新興企業向我市聚集,創建石墨烯生產基地,實現我市石墨烯產業的第一次升級。二是加強與國內外科研院所的技術合作,進行系統研究,確定我市石墨烯下游產品的開發方向,逐步實現向高科技高附加值工業產品轉變,實現我市石墨烯產業的第二次升級。

  (二)加大政府引導力度。一是科學規劃,制定相關的優惠政策和產業政策,吸引優質資本、優質人力資源等向石墨烯產業集中,引導石墨烯產業良性發展。二是建議設立市石墨烯產業發展基金,主要用于對石墨烯加工技術招標和石墨烯加工技術突破性發展的獎勵,以調動各科研機構研發的積極性,盡快解決石墨烯加工的技術瓶頸,同時引導相關企業從事技術開發。三是積極與上級部門協調,爭取將我市石墨深加工列入重點攻關項目計劃,納入產業引導資金項目范圍。在石墨烯的金融扶持方面,寧波市的現有做法值得借鑒。寧波市政府每年拿出3000萬的資金用于補貼企業除員工工資外的工業化研發、設備、材料、分析測試等費用,支持大約6~9家研發單位從事石墨烯下游產品開發,吸引了包括寧波市在內的多家新材料企業。

  (三)培育區域品牌。樹立品牌意識,支持高質量、高技術含量產品發展,加強市場監管,提高企業誠信度。組織企業參加國內外專業展會、洽談會以及大型促銷等活動,并通過網絡、報刊、電視等媒體,加大宣傳力度,提高知名度,打造企業知名品牌,培育萊西區域品牌。按照“區域化、應用化、差異化”的方針,致力于打造“石墨烯+”產業集群,助推我市新材料、新能源和電子信息等戰略性新興產業快速崛起。

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