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石墨烯市場規模有望破千億 産業發展政策環境成型

2017-02-07 09:42:48報告大廳(big5.chinabgao.com) 字號:T|T
主題詞:石墨烯
  報告大廳摘要:石墨烯是目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,被稱為“黑金”。

  石墨烯是目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,被稱為“黑金”。它對傳統材料的顛覆,將引爆新一輪科技革命和産業革命。當下,石墨烯在通訊、交通、能源領域有著廣泛應用。

  近年來,國家高度重視石墨烯産業化發展,已經將石墨烯生産與技術應用納入我國“十三五”規劃和國家創新驅動發展戰略綱要內容中。習近平主席近兩年來,更多次在國內外考察石墨烯前沿科技發展情況,並對我國石墨烯産業發展寄予厚望。

石墨烯市場規模有望破千億 産業發展政策環境成型

  市場規模有望破千億

  業內預計,未來五年到十年,石墨烯年産能將達到千噸級。到2020年,石墨烯産業化規模將取得突破,並達到千億級別。

  石墨烯是一種碳基新材料,有良好的光、電、熱、力性能,在電子信息、新材料、新能源、生物醫藥等領域顯現廣闊的應用前景。目前,全球已有80多個國家投入石墨烯材料的研發,美、英、韓、日、歐等將石墨烯研究提升至戰略高度,期待它帶來巨大市場價值。例如,目前研究普遍認為,利用石墨烯材料制作的電池,擁有容量大充電快的特性,一旦成功應用,將可使智能手機的使用時間和新能源汽車的行駛裏程大大增加,有望在上述兩大産業中引發新的産業革命。

  近年來,石墨烯研發成果轉化與産業化發展迅速。截至目前,相當數量的研發項目已經順利完成,並進入商業化准備期。例如,只用幾秒完成充電的石墨烯手機電池、石墨烯集成電路,以及高效的石墨烯生産工藝等産品和技術都已問世,並預計在2020年正式應用。因此,業內預計,石墨烯産業有望進入井噴發展期,並有可能對電子信息、新材料、新能源、汽車、智能手機等産業産生顛覆性的推動作用。

  公開數據顯示,目前全球石墨烯年産能已達到百噸級,業內預計,未來五年到十年,石墨烯年産能將達到千噸級。到2020年,石墨烯産業化規模將取得突破,並達到千億級別。其中,新能源市場規模將突破534億元,複合材料市場規模將突破372億元,電子信息行業市場規模將突破267億元。

  目前,産業界對石墨烯在新能源汽車電池領域的應用寄予厚望。美國紐約州倫斯勒理工學院研究認為,使用石墨烯制造的電池,充放電速度是锂離子蓄電池的10倍。另有西班牙和韓國的實驗表明,加入石墨烯後,新能源車的續航裏程有可能達到1000公裏,而充電時間只需要幾分鍾。業內認為,盡管以石墨烯為原材料的新能源汽車電池,尚未大規模應用,但已成為産業發展的重要方向。一旦這一領域獲得突破,新能源汽車産業的瓶頸將被打破,新能源汽車産業有望迅速崛起,新能源汽車也將快速普及。

  中科院院士劉忠範認為,在目前的石墨烯研發基礎上,未來石墨烯産業將在三個領域有重大作為。第一種是類似碳纖維的石墨烯材料,將廣泛應用于航空航天等高端裝備制造業;第二種是類似于塑料的石墨烯材料,將廣泛應用于人們的日常生活中,甚至可能在未來成為像塑料一樣普遍的材料;第三種是類似矽材料的石墨烯材料,將廣泛應用于集成電路領域,有望大大加速集成電路産業的發展,進而推進整個信息産業的再次産業革命。

  此外,從目前石墨烯領域的研究看,石墨烯及其衍生物在納米藥物運輸系統、生物檢測、生物成像、腫瘤治療等方面的應用廣闊。以石墨烯為基層的生物裝置或生物傳感器可以用于細菌分析、DNA和蛋白質檢測。如美國賓夕法尼亞大學開發的石墨烯納米孔設備可以快速完成DNA測序;石墨烯量子點應用于生物成像中,與熒光體相比具有熒光更穩定、不會出現光漂白和不易光衰等特點;石墨烯在生物醫學領域的應用研究雖處于起步階段,但卻是産業化前景最為廣闊的應用領域之一。

  值得注意的是,雖然我國石墨烯産業起步相對較晚,但2010年後發展迅速,目前在主要研究領域均有涉獵,整體接近國外先進水平,部分領域領先並掌握了自主知識産權。數據顯示,截至2012年,我國石墨烯論文數量超過美國,位居世界首位;2015年全球石墨烯專利數據顯示,排名首位的依然是中國,之後是美國、韓國、日本。

  2017-2022年中國高質量石墨烯行業市場供需前景預測深度研究報告表明,我國石墨烯産業化進程也在提速。石墨烯産業鏈包括上遊原料石墨,中遊制備品薄膜、粉體和漿料等以及下遊應用市場。目前國內已經有數家企業具備年産百噸級石墨烯的生産能力。在應用方面,我國在粉體領域水平已與國外接近。甯波、東莞、廈門等地企業已經開發出了在锂電池、塗料/油墨、改性塑料等領域的應用産品。

  産業發展政策環境成型

  我國對石墨烯産業發展高度重視。在中央的高度重視之下,國家出台了一系列石墨烯産業發展相關政策和推動措施。

  2012年工信部發布了《新材料十二五規劃》,把石墨烯作為發展的前沿材料之一,首次明確提出了要支持石墨烯新材料的發展。在國家科技重大專項,尤其975計劃和自然科學基金,以及科技部與中國科學院的衆多科研項目當中,也都對石墨烯産業發展提供必要的經費支持;2014年工信部等三部委聯合發布的關鍵材料升級換代工程實施方案當中,提出了到2016年要實現20種左右的重點新材料批量生産和應用,石墨烯就位列其中;2015年我國提出的中國制造2025戰略,在重點領域技術路線圖當中,對石墨烯産業的中長期發展路線也進行了部署;2015年11月,《關于石墨烯産業發展的若幹意見》正式出台,成為未來我國石墨烯産業發展的綱領性文件。

  2016年,工信部原材料司在北京召開了石墨烯産業發展座談會,分析了石墨烯産業發展的現狀、熱點、難點,同時提出從2016到2017年石墨烯産業的推進重點,提出了促進産業發展的措施建議,並研討了擬建石墨烯創新中心的使命、功能、定位以及組建運營模式等。2016年6月,第四屆新材料博覽會上,中國石墨烯産業發展聯盟成立,衆多科研機構和産業界公司都表示,將聯合各界力量共同推進我國石墨烯産業的快速發展。

  除了國家政策支持,地方政府也紛紛出台相關政策,搶占石墨烯産業發展先機。目前,多個地方通過設立産業園區、設立重大的科技專項、設立産業引導基金,以及出台相關優惠政策等形式,促進石墨烯關鍵技術的研發,以及産業化的應用示範。截至目前,甯波、常州、無錫、青島、重慶等地,均設立了産業園區。此外,2014年我國首個石墨烯産業基金成立,總投資規模20億元;2016年由中國石墨烯産業技術創新聯盟籌備的石墨烯産業天使投資基金也正式成立,首期規模達到1.2億元。

  更為重要的是,資本市場對石墨烯産業也給予了巨大的熱情。例如,華麗家族、德爾未來、中國寶安、中泰化學等上市公司,近年來紛紛通過收購或投資等形式進軍石墨烯産業。同期,賽富基金等風投機構也積極投資石墨烯的研發、測試和産業化。據多家第三方市場機構數據,目前國內專門用于石墨烯産業的風投基金已超過20支,過去5年公開的創投活動也超過了100起。

  工信部賽迪研究院原材料研究所李丹研究員認為,從中央到地方的政策支持,以及資本市場的熱捧,為我國石墨烯産業發展創造了良好的發展環境。從政策走向來看,未來我國還將出台一系列促進石墨烯産業發展的具體措施,《關于石墨烯産業發展的若幹意見》將會從文件進入具體的落實階段。他認為,未來我國需要設立國家級的石墨烯研發機構,建立若幹國家級的石墨烯創新中心,設立石墨烯産業發展專項計劃和專項基金。同時,還應將石墨礦確定為戰略性礦産資源,並在此基礎上,打通應用環節,形成上下遊一體化的産業鏈條,加快制定正確的技術路線和材料標准、應用標准等應用規範,做大做強采、選、冶一體的高科技龍頭企業集團,建立石墨烯的産業基地,以此來進一步推進石墨烯産業的健康發展。

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