如果�(shuō)20世紀(jì)是硅(Si)的世紀(jì),那21世紀(jì)將是碳(C)的世紀(jì)�
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(qiáng)度及透光、導(dǎo)電和�(dǎo)熱性能,被�(yù)為新世紀(jì)�“材料之王”,也成為了全球關(guān)注的焦點(diǎn)�
最近幾年來(lái),石墨烯概念在全球受到廣泛追捧,�(guó)�(nèi)�(duì)石墨烯的熱度也是“水漲船高”、持�(xù)不減,有�(guān)石墨烯的研討�(huì)、論證會(huì)更是接二連三,一�(gè)月竟然有七八�(chǎng)。在這場(chǎng)石墨烯的熱潮中,一些地方走上了另一�(gè)極端,把石墨烯視為拉�(dòng)�(jīng)�(jì)�(fā)展的“神丹妙藥”,到了非理性的狂熱地步�
在最近于西安召開(kāi)�2017中國(guó)�(guó)際石墨大�(huì)上,與會(huì)的業(yè)�(nèi)�(zhuān)家對(duì)�(dāng)前國(guó)�(nèi)石墨烯過(guò)熱現(xiàn)象表示出了擔(dān)�(yōu),并�(zhuān)門(mén)就石墨資源與石墨烯二者的�(guān)系�(jìn)行了�(zhuān)題研討�
“一些地方把石墨烯與石墨資源混為一談,只要�(dāng)?shù)匕l(fā)�(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�(guī)劃的石墨烯產(chǎn)�(yè)園千篇一律,同質(zhì)化非常嚴(yán)重�”中國(guó)非金屬礦工業(yè)�(xié)�(huì)石墨�(zhuān)�(yè)委員�(huì)秘書(shū)�(zhǎng)向琦�(yōu)心忡忡地�(shuō)�“目前,石墨烯�(chǎn)�(yè)炒作成分�(guò)多,地方盲動(dòng)性較大,是到了該回歸理性的�(shí)候了�”
石墨烯緣何受熱捧
石墨烯作為一種新型材料,其出�(xiàn)已有10多�(gè)年頭了�
2004年,�(lái)自曼徹斯特大�(xué)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(jiǎn)單,把天然石墨薄片粘在膠帶上,把有粘性的一面對(duì)折,再把膠帶撕開(kāi)� 這樣石墨薄片就被一分為二� 通過(guò)不斷地重�(fù)這�(gè)�(guò)程,片狀石墨越來(lái)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(xué)�(jiǎng)�
“石墨烯是天然石墨深加工產(chǎn)品之一,由于石墨烯的特�?xún)?yōu)于石墨,故石墨烯具有‘新材料之�’美稱(chēng)�”中國(guó)非金屬礦工業(yè)�(xié)�(huì)石墨�(zhuān)�(yè)委員�(huì)副秘�(shū)�(zhǎng)� 石墨邦(北京)互�(dòng)科技有限公司CEO劉榮華介紹,石墨是由多層具有六角�(wǎng)狀平面的石墨烯�(gòu)成,其層間是�(jié)合力較弱的分子間力。利用化�(xué)或者電化學(xué)的辦法可以使得其它異�(lèi)原子、分子或者分子團(tuán)插入到石墨層間,成為石墨層間化合物。這類(lèi)化合物又可以在外力作用下脫插出來(lái),使得石墨分離成多層或者單層石墨烯�
“舉�(gè)比喻,石墨就好比一本書(shū),抽出里面的單張紙出�(lái)就是石墨烯。石墨烯的結(jié)�(gòu)特點(diǎn)決定了石墨烯具有薄且�(jiān)硬,透光度好,導(dǎo)熱性強(qiáng),導(dǎo)電率高,�(jié)�(gòu)�(wěn)定,電子遷移速度快等特性�”劉榮華說(shuō)�
也正是基于石墨烯上述特殊的性能,近幾年�(lái),中�(guó)石墨烯產(chǎn)�(yè)�(fā)展也較快。據(jù)有關(guān)�(shù)�(jù)顯示�2015年全�(guó)石墨烯市�(chǎng)�(guī)模約610�(wàn)美元,同比增�(zhǎng)超過(guò)336%。初步統(tǒng)�(jì)2016年已�(jīng)突破2000�(wàn)美元�
但是,由于技�(shù)�(jìn)步和成本下降速度不夠快等原因,目前中�(guó)的石墨烯行業(yè)還沒(méi)有出�(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)�(yè)化,尚屬�“吆喝者眾多跟�(jìn)者云集而商�(yè)化、產(chǎn)�(yè)化遲�”階段�
盡管如此,許多地方乃至業(yè)�(nèi)一些專(zhuān)家仍�(duì)石墨烯抱有很大的期望。一些地方對(duì)石墨烯產(chǎn)�(yè)趨之若鶩,發(fā)展起�(lái)更是不計(jì)成本,四處請(qǐng)�(zhuān)家研討論證搞�(guī)劃,忙著跑馬圈地建產(chǎn)�(yè)園�
中關(guān)村石墨烯�(chǎn)�(yè)�(lián)盟理事長(zhǎng)、中科院院士劉忠范清醒地表示�“石墨烯是�(shí)體產(chǎn)�(yè),并不是互聯(lián)�(wǎng),不是簡(jiǎn)單地一忽悠就上去能賺很多錢(qián)。但是,未來(lái)的石墨烯一定前景廣闊,是一塊大蛋糕,只要我們堅(jiān)定信心,�(jiān)持不懈把這�(gè)行業(yè)做起�(lái),就一定能獲得成功�”
石墨資源不等同于石墨�
石墨烯來(lái)源于石墨資源,是石墨資源的高科技�(chǎn)品之一。也正緣于此,許多地方簡(jiǎn)單把石墨資源等同于石墨烯,認(rèn)為當(dāng)?shù)赜惺Y源,就能�(fā)展石墨烯�(chǎn)�(yè)。所以,近幾年來(lái),凡是發(fā)�(xiàn)石墨資源的地方,�(kāi)始一哄而上�(guī)劃發(fā)展石墨烯�(chǎn)�(yè)�
“利用石墨資源可開(kāi)�(fā)的產(chǎn)品很多,企業(yè)�(yīng)因地制宜,圍繞市�(chǎng)�(kāi)�(fā)多品種、高值化的產(chǎn)品。但如果都把目光盯在石墨烯這�(gè)‘�(dú)木橋’上,很可能會(huì)得不償失,使石墨烯這�(gè)新興�(chǎn)�(yè)淪落為下一�(gè)光伏�(chǎn)�(yè)�”向琦�(shuō)�
“石墨烯是通過(guò)天然石墨�(fā)明的,兩者之間存在一定的�(guān)系,但不能簡(jiǎn)單地混為一談�”劉榮華表示,石墨資源在我�(guó)�(chǔ)量豐富,�(chǎn)量占了世�70%左右。近年來(lái),部分地區(qū)陸陸�(xù)�(xù)�(fā)�(xiàn)了石墨資源,�(jì)劃打造石墨烯�(chǎn)�(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(guò)CVD法制備,其原料不是天然石墨,且產(chǎn)�(yè)化還需一定的�(shí)間�
“石墨資源是戰(zhàn)略性礦�(chǎn)資源,石墨烯是戰(zhàn)略性新興材料�”劉榮華介紹,去年底,晶質(zhì)石墨列被為國(guó)家戰(zhàn)略性礦�(chǎn)資源,在資源配置、財(cái)政投入、重大項(xiàng)目、礦�(yè)用地等方面加�(qiáng)引導(dǎo)和差別化管理,提高資源安全供�(yīng)能力和開(kāi)�(fā)利用水平。從某種意義上來(lái)講,石墨資源�“上帝”賜予的,體現(xiàn)的是原料的角色,�(yīng)用于冶金、耐火、鑄造、摩擦、密封及鋰電池等行業(yè)。�“十三�”�(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)�(yè)�(fā)展規(guī)劃》將石墨烯納入其中,石墨烯新材料具有技�(shù)高度密集,研究與�(kāi)�(fā)投入高,�(chǎn)品的附加值高,生�(chǎn)與市�(chǎng)的國(guó)際性強(qiáng),以及應(yīng)用范圍廣,發(fā)展前景好等特�(diǎn)�
就當(dāng)前發(fā)展情況而言,石墨資源的�(kāi)�(fā)和利用在�(guó)�(nèi)已經(jīng)是成熟的�(chǎn)�(yè),而石墨烯�(chǎn)�(yè)目前�(méi)有形成規(guī)模。尤其是晶質(zhì)石墨�(chǎn)�(yè),平均每�70�(wàn)噸晶�(zhì)石墨�(chǎn)量。黑龍江雞西、蘿北,�(nèi)蒙古興和縣及青島南墅、平度等是我�(guó)重要晶質(zhì)石墨主產(chǎn)區(qū),已�(jīng)形成了采選、提純、深加工等完整的石墨�(chǎn)�(yè)鏈,為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)�(jì)�(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)�
而石墨烯�(fā)明者在2010年榮獲諾貝爾物理�(xué)�(jiǎng)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�(yīng)用的研究熱潮。我�(guó)在石墨烯�(lǐng)域的研究起步與發(fā)�(dá)�(guó)家相比較晚,但在近些年的努力下,在石墨烯�(chǎn)�(yè)化及�(yīng)用領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。截�2016年底,我�(guó)石墨烯應(yīng)用在新能源、大健康、節(jié)能環(huán)保、復(fù)合材料等�(lǐng)域有所突破,部分石墨烯企業(yè)�(kāi)始有利潤(rùn)�
“但是,目前國(guó)�(nèi)的石墨烯�(chǎn)�(yè)以小型、初�(chuàng)型石墨烯企業(yè)占比較多,中型、大型企�(yè)�(shù)量相�(duì)較少。盡管如今石墨烯科研很火熱,但反觀(guān)�(chǎn)品市�(chǎng),真正打通商�(yè)化應(yīng)用的�(chǎn)品并不多。因此,在石墨資源地區(qū),建議重�(diǎn)�(fā)展石墨深加工�(chǎn)品,如高純石墨、可膨脹石墨、球形石墨、負(fù)極材料等,為�(dāng)?shù)貛?lái)收入和稅收。而石墨烯在短�(shí)間內(nèi)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�(chǎn)屬性,而石墨烯則是技�(shù)和資本密集型�(chǎn)�(yè)。近幾年,石墨行�(yè)�(fā)生多起并�(gòu)重組案例,尤其是上市公司收購(gòu)石墨礦產(chǎn)資源,估值翻了好幾倍,最高的�(dá)�18倍。從這點(diǎn)�(lái)看,石墨資源是一�(xiàng)資產(chǎn),具有增值空間。尤其是�(dòng)力電池的快速發(fā)展,�(duì)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�(shù)密集型行�(yè),對(duì)于人才的要求比較高。同�(shí),石墨烯還是資本密集型行�(yè),在石墨烯的制備研發(fā),尤其是�(yīng)用研�(fā),需要大量資金投入。比如,�(guó)�(nèi)石墨烯發(fā)展比較快的江蘇常州和�(wú)錫,�(dāng)?shù)爻雠_(tái)一些政策來(lái)吸引�(guó)�(nèi)外高端人才,�(cái)政上拿出不少資金�(lái)支持石墨烯企�(yè)�
“在石墨資源地區(qū),鼓�(lì)引�(jìn)具有�(shí)力的企業(yè)�(jìn)行整合,避免資源浪費(fèi)、無(wú)序競(jìng)�(zhēng),提高行�(yè)集中度。只有大企業(yè)才有�(dòng)力投入資金從事石墨深加工研究,挖掘石墨高附加值產(chǎn)品。石墨烯在經(jīng)�(jì)�(fā)�(dá)地區(qū)�(fā)展具有優(yōu)�(shì),因?yàn)�?jīng)�(jì)�(fā)�(dá)地區(qū)可以聚集高端人才,而且�(dāng)?shù)卣灿�?cái)力投入支持石墨烯的研�(fā)�”劉榮華建議說(shuō)�#p#分頁(yè)�(biāo)�#e#
石墨烯虛火當(dāng)早降
理想很豐�(mǎn),現(xiàn)�(shí)很骨感。事�(shí)上,�(dāng)前國(guó)�(nèi)石墨烯虛火過(guò)旺現(xiàn)象已引起了業(yè)�(nèi)人士的擔(dān)�(yōu)�
“石墨烯產(chǎn)�(yè)目前盡管仍處于基�(chǔ)研究階段,距�(chǎn)�(yè)化還有相�(dāng)�(zhǎng)的距離,但現(xiàn)在炒作得卻十分厲害,這樣下去將對(duì)這�(gè)新興�(chǎn)�(yè)的后�(xù)�(fā)展造成致命的障礙和傷害�”向琦表示�
�(jù)了解,中�(guó)目前從事石墨烯研�(fā)、生�(chǎn)和應(yīng)用的相關(guān)企業(yè)�(shù)量超�(guò)�400家,約占全球石墨烯從�(yè)企業(yè)總量�3�4。但是從企業(yè)�(guī)模上看,目前�(guó)�(nèi)從事石墨烯生�(chǎn)的企�(yè)80%以上為中小型企�(yè),年�(xiāo)售額多數(shù)在百�(wàn)元級(jí)別。值得警惕的是,國(guó)�(nèi)石墨烯生�(chǎn)企業(yè)的總體盈利能力很弱,一些宣�(chēng)具備�?lài)嵞戤a(chǎn)能的生產(chǎn)企業(yè),其�(chǎn)值和盈利能力�(yuǎn)�(yuǎn)�(méi)有達(dá)到預(yù)期,多數(shù)企業(yè)處于虧損狀�(tài)�
特別值得注意的是,當(dāng)前一些企�(yè)和機(jī)�(gòu)處于通過(guò)資本炒作獲得收益的心理,一味夸大石墨烯行業(yè)的產(chǎn)能和�(chǎn)值,造成市場(chǎng)盲目跟風(fēng)。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(shè)石墨烯產(chǎn)�(yè)園區(qū)。據(jù)初步�(tǒng)�(jì),目前全�(guó)有將�20�(gè)石墨烯產(chǎn)�(yè)園已�(jīng)建成或正在建�(shè)之中,但其定位和功能性都相差�(wú)幾,未來(lái)必定�(huì)出現(xiàn)�(yán)重的同質(zhì)化競(jìng)�(zhēng),低�(jià)格局將導(dǎo)致企�(yè)盈利能力下降,不利于行業(yè)的持�(xù)�(fā)展�
�(fā)展石墨烯,離不開(kāi)真金白銀,需要大量的資金�(lái)做后盾。加拿大Grafoid公司中國(guó)區(qū)�(fù)�(zé)人鐘仁宏指出,石墨烯必須有大量的投資才行,因?yàn)槭┑�?yīng)用方向非常多,不可能每一家企�(yè)都去研究所有的方向,這需要整合和集合各�(gè)方面的優(yōu)�(shì)�(lái)做這�(gè)事情�
石墨烯的�(fā)展因�(dāng)前技�(shù)的制約,還存在環(huán)保問(wèn)題。河北高碑店市泰隆豐博石墨烯加工有限公司首席科學(xué)家賈維民�(shuō),石墨烯如果是用化學(xué)氧化法來(lái)做,1噸石墨烯的分料將�(chǎn)�20噸廢酸,里面還夾雜重金屬,這樣的情況下在我�(guó)�(huán)保法里面幾乎�(méi)有發(fā)展的余地,任何地方政府都�(méi)有辦法支持它�
“石墨資源與石墨烯有一定關(guān)�(lián),但不完全等同。石墨資源的�(chǎn)�(yè)鏈其�(shí)非常大,有非常大的發(fā)展空間。如果把石墨資源的產(chǎn)�(yè)鏈與石墨烯整合起�(lái),才能更利用石墨烯的�(fā)展�”劉忠范表示�
“在現(xiàn)階段,需要對(duì)石墨資源�(jìn)行深加工,發(fā)展新材料,但不該都盯住石墨烯上�”清華大學(xué)教授沈萬(wàn)慈說(shuō),利用天然石墨研�(fā)�(dòng)力型鋰離子電池和天然石墨�(fù)極材料,也是一�(gè)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�(gè)正在�(fā)展的新的�(chǎn)�(yè),在今后一�(gè)相當(dāng)�(zhǎng)的時(shí)間里面,鋰離子電池在新能源的二次電池里面,仍將占�(jù)主體地位�
石墨烯產(chǎn)�(yè)作為�(zhàn)略性新興產(chǎn)�(yè)的新貴,要促�(jìn)其健康發(fā)展,必須要頂層設(shè)�(jì),做好產(chǎn)�(yè)�(fā)展規(guī)劃。然而,遺憾的是,時(shí)至今日,中國(guó)在石墨烯�(lǐng)域尚�(méi)有國(guó)家層面的宏觀(guān)�(guī)劃,呈現(xiàn)出了“下熱上冷”局面,地方政府及企�(yè)積極性普遍高漲,而國(guó)家層面卻�(diào)控規(guī)劃不夠,在一定程度上也誘�(fā)了石墨烯�(chǎn)�(yè)虛火�(guò)旺�
“我國(guó)的石墨烯�(chǎn)�(yè)已經(jīng)起步,但�(chǎn)�(yè)鏈還很脆弱,存在‘原材料開(kāi)采無(wú)序、高端應(yīng)用技�(shù)研發(fā)薄弱、產(chǎn)�(yè)秩序紊亂和企�(yè)融資困難’等諸多問(wèn)題和�(fēng)�(xiǎn),影響了�(chǎn)�(yè)的后�(xù)健康�(fā)展�”�(yè)�(nèi)人士建議,目前,我國(guó)的石墨烯�(chǎn)�(yè)�(yīng)先做好上游原材料的開(kāi)�(fā)部署、石墨烯加工和應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)引導(dǎo)、石墨烯技�(shù)研發(fā)三方面的�(guī)劃,�(yōu)化產(chǎn)�(yè)政策�(shè)�(jì),突破產(chǎn)�(yè)制約瓶頸,著重打破市�(chǎng)�(guī)模小、高端人才短缺和�(fā)展資金不足的�(wèn)題,著力�(gòu)建良好的市場(chǎng)�(fā)展秩序環(huán)境,以推�(dòng)中國(guó)石墨烯產(chǎn)�(yè)可持�(xù)�(fā)展�
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