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权威解读石墨烯产业目前所处阶段、存在问题及国家政策走向

作者:中国储能网新闻中心 来源:烯碳资讯 发布时间:2016-11-15 浏览:
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中国储能网讯:11月8日,“2016中国国际石墨烯产业发展论坛暨中关村石墨烯产业联盟成立大会”在北京丰台隆重召开。

工信部赛迪研究院原材料研究所李丹研究员在会上应邀做了主题为《石墨烯产业发展及相关政策解读》的报告,详细阐述了我国石墨烯产业现状、存在误区,对国家出台相关政策进行了解读。

李丹:各位专家、各位领导下午好,我作一下自我介绍,我来自工信部赛迪研究院李丹,我们赛迪研究院是直属工信部的科研事业单位,我们研究院现在共有20个研究所,直接对口工信部各个业务司局,我们原材料工业研究所正好对口原材料司,而我们所说的石墨烯正好就是我们原材料司建材处的主要工作内容。

所以我们所在我们肖劲松所长的带领下,专门成立了一支研究团队,针对石墨烯产业的发展现状以及它的政策制定进行了长期的跟踪。在去年,我们工信部、发改委、科技部联合发布了《关于加快促进石墨烯产业创新发展的若干意见》,我们所也参与了这个《意见》的解读工作。所以我这里谨代表我们的课题组,代表我们肖劲松所长,把我们前期的研究成果给大家作一个汇报,当然肯定比不上刘院士之前的报告,我就谨把我们的观点跟大家做一个分享,也希望得到大家的批评和指正,谢谢。

我今天的报告分为四个方面的内容,一个是中国石墨烯产业发展概况,第二是石墨烯产业发展相关的支持政策。第三部分是对刚才我提到的《若干意见》进行解读,第四就是提出了目前行业亟待出台的一系列政策。

PART1 中国石墨烯产业发展概况及存在问题

对于石墨烯产业的发展,刚才刘院士也提到了一部分,在我们的研究中,我们认为石墨烯产业现在正处在一个概念导入期,也就是它处在产业化突破的前期。

我们石墨烯产业这个产业化的路径分为了四个阶段,首先从2004年起到2013年正式处在一个实验室研究的阶段,也就是它的产品多在实验室的研发阶段,研究的产品主要包括晶体管、调制器、导电管等。从2013年起,这个产业就开始实现了一个早期的产业化,也就是说这个阶段由于这种制备技术还不是很完善,所以导致只是一些对石墨烯质量要求比较宽松的产品实现了产业化,像我们刚才提到的锂电池、石墨烯的散热薄膜、石墨烯的超级电容等。然后从2013年起,这个产业就实现了一个早期的产业化,也就是说这个阶段由于制备技术还不是很完善,所以导致只是一些对石墨烯质量要求比较宽松的产品实现了产业化,像我们刚才提到的锂电池、添加剂、涂料以及导热膜等,这些产品它的市场范围比较小,所以它下游需求还不是很大,主要用来替代一些传统材料。

所以我们总结出石墨烯产业目前正处于一个研发阶段,而且产品大多处在实验室阶段,产业化进程相对较慢。我们认为,从2015年开始,在未来的五年到十年之内,是石墨烯产业实现一个快速增长的阶段,在这个阶段末,会实现它的制备技术成熟化,然后终高端产品实现产业化,像我们提到的石墨烯超级电容、触摸屏、电子器件、导电电极等,这些产品的下游需求将会快速打开,而石墨烯产业也会快速发展。我们按照硅材料,就是刚才刘院士提到的硅材料产业的成熟周期,他是从20年来推断,石墨烯产业的成熟应该至少还需要5到10年的时间。

接下来关键的一点就是如何实现破局,到2021到2035年就会迎来石墨烯产业的成熟阶段,这是我们的初步估计,这个时候就能发生石墨烯独特的这种高端器件以及产业产品化的优势。

但是整个产业发展目前还存在着一些主要问题,一个是技术问题,比如我们刚才一直在强调的就是它的关键性技术尚未得到实质性的突破,就是我们所说的高质量、低成本、绿色制备的提纯技术,以及它的应用技术,自身的安全以及生产的环保性,这些技术都还有待进一步研究,市场问题就是我们所说的下一个应用,它的研发落后,产业应用技术也缺乏指导,所以市场需求尚未打开。

第三个就是我们所说的成本问题,前期的研发投入资金量大,周期长,而且石墨烯的这种制备成本,也需要进一步的降低。在产业发展存在的问题上,之前我们写过一篇文章,上报了工信部,也得到了部长的批示。我们提出要谨防石墨烯产业出现低端化的苗头,防止低端化的陷阱。

因为目前根据我们之前的调研发现,我们发现石墨烯产业现在专利数量很多,但是专利数量多,它重量轻质,就是我们实在实用的新型专利很多,但是原创的基础专利很少,然后国内的专利多,国际的专利少;高校的专利多,企业的专利少。而这就会导致我们这些真正的原创具有技术影响性大的这些专利偏少,而且它现有专利的实际应用价值偏低。

第二也是我刚才提到的,就是石墨烯材料有一个优材低用的问题,就是在下游领域的优材低用。由于现在石墨烯产业正在蓬勃发展,但是这些应用技术门槛低,再加上我们资本市场的一个热捧,所以很多企业都纷纷涉足其中,甚至盲目地扩大产能,对目前产品的低端化、同质化的现象非常严重。能够真正体现石墨烯性能的高端应用却很少。

第三个问题也是我刚才提到的就是环保的压力,石墨烯的制备方法会带来一些环境的影响,造成生态的破坏能力,再加上石墨烯企业环保设施的缺失,政府监管的不到位,所以对环境保护还存在着较大的压力。

而所有产品这些问题的原因,第一个可能就是我们现在国家缺乏这种顶层的设计,国家还急需加强宏观的调控,加强基础性或者前瞻性的战略研究,重点培育石墨烯的领军企业。

第二就是要突破我们石墨烯的关键技术。第三个就是要迅速地启动我国石墨烯国家标准的制定工作。对于现在目前产业发展的环境,这里我们将其描述为冷热不均,也就是存在着一个三冷和三热的现象,第一个冷热就是我们的学术界、资本界、媒体的热和我们产业界的冷。

从学术界来看,从上午的报告以及刚才刘院士的报告,我们也都听到了,现在关于石墨烯的专利申请数,现在全世界已经有2万多件,而且我国已经有1万多件,占了世界的一半以上。但是我国目前研究人员发表的这些论文数和论文的内容基本上都是处于石墨烯产业研究的低端,而且大多是为了资本的炒作而获利,就是为了专利而专利,为了发论文而发论文,它与产业化的连接不是很紧密。

而从资本界和媒体来看,在目前,当投资者尚未弄清石墨烯、石墨以及石墨粉体到底有什么关系的时候,这个市场不断地开始追捧石墨烯这个概念股,很多投资公司开始涉足,所以根本没有人关心石墨烯的技术是怎么样的,他们更关心交易和佣金,提高企业的市值。

但是我们知道,在产业领域,它讲究的是产业最终的效率和结果,所以它并不是一个一蹴而就的过程,而是一个长期的缓慢的过程。但是目前资产市场把石墨烯捧成了上帝的材料,而国内的研究却缺少有价值的专利和研究成果的支撑,所以目前有关石墨烯的上市公司大多处在一个亏损的状态,整个市场呈现一个虚火过旺的状态,而产业界对石墨烯投资的态度也就是不见兔子不撒鹰。

目前在整个环境当中,石墨烯的发展目前存在着四种误导:第一个误导就是把石墨烯的发展,依托到石墨资源的发展上,它是将石墨烯这种产业的稀缺性和资源的稀缺性进行了一个混淆。虽然石墨烯最早是从石墨中发现的,但是它进行产业化制备,就是制备石墨烯的薄膜,主要是以甲烷和乙炔等含碳气体为原料,与石墨的关系并不大,而石墨粉体虽然是由石墨生产,但是它对资源的消耗量很少。

第二个误导就是石墨烯的微观性能扩大为宏观性能。我们刚才也提到,石墨烯有极强的导电性、强度高以及导热性等一系列优越性能,但它只是作为这种单元子厚度的石墨烯的这样一个微观性能。而从产业化的角度,就是我们从宏观应用上来说,石墨烯可能无法进行大型器件的散热,更适合于极微小器件的散热,用石墨烯做这种超级电缆,也只适合做微电路。

第三个误导,就是将石墨烯作为半导体的替代材料想象的过于乐观。目前对于石墨烯半导体还处在这种理论假设和概念宣传的阶段,而石墨烯的性质更接近于导体。虽然这种氧化石墨烯能够表现出这种半导体的特性,但是它的性能差强人意。所以石墨烯成为这种硅半导体的替代材料,我们认为在20年到30年内还是难以实现的。

第四个误导就是混淆石墨粉体与石墨烯的概念。大量同样的这种石墨、石墨微片在企业当中鱼目混珠,企业向原材料当中添加石墨烯粉体,然后就可以宣称,可以大幅度提高产品的性能,从而得到资本市场的炒作。但是呢,企业添加的粉体到底是不是石墨烯?然后添加了到底,到底能改善多少性能,石墨烯在其中的贡献到底是多少,我们目前还没有一个很宏观的方法来衡量。

第二个冷热不均就是我们所说的政府招商的热与落地配套政策的冷。目前很多地方政府对于石墨烯项目和产业发展兴趣很高,刚才刘院士也提到,我们现在有关石墨烯的产业园区也是层出不穷,像我们之前调研过的江苏常州、无锡、浙江宁波、福建厦门、重庆、青岛、深圳这些地方政府都已经开始着重进行石墨烯相关项目的招商和落地,这体现了地方政府长远的眼光以及敢为天下先的勇气。而目前来看真正能对这个产业起到推动作用和天使投资作用的,恰恰是地方政府的这些措施。然后在石墨烯的招商当中,地方政府可以不遗余力,出手大方。

但是我们一方面要看到石墨烯产业进展缓慢的问题,在产业发展中存在的诸多问题,并不仅仅是招商的问题,更多的是一个系统性的问题,仅仅靠这种资金以及创业团队自身还是不能够解决。其中产业遇到的最关键的问题就是我们所说的环保问题,以及安全生产的资质问题,废料的处理问题,出口的问题等等,都缺乏相关配套政策的跟进。然后环保是石墨烯产业面临的最大难题,而且现在对石墨烯敞开怀抱的城市,大多都是一些对环保要求极高的城市,所以在进行配套招商之前,环保问题可能是他们必须要面对的一个首要问题。

第三个冷热不均,就是我们所说的中国群众式的热与发达国家注重长远的冷。我国的这种石墨烯产业的研究,基本上属于一种自发性的群众运动,属于一大堆人抢一小块蛋糕式的活动,然后投入非常分散,缺少国家层面的全局性规划,这样就很难布局长远的目标。这种投入方式带来的常常就是这种表面上的繁荣,而且容易造成人力、物力、财力的极大浪费,这就我们需要整合资源,从分散走向集约。从发达国家的经验来看,我们也看到,像欧美、日、韩很多国家,他们在石墨烯方面进行了一系列的研究,支持了很多项目,对推动产业发展也作出了战略部署。美国在石墨烯专利布局方面比较全面,日本在薄膜晶体管领域属于一种领先地位,韩国在纳米器件领域的地位具有领先的优势。欧盟则把石墨烯研究项目作为了一个首批技术旗舰项目之一。

PART2 中国石墨烯产业发展相关政策

到目前为止,石墨烯产业获得了国家以及地方政府各项政策的支持,首先我们看到,国家领导人是非常高度重视石墨烯产业发展的。从2014年开始,习总书记就着手进行了石墨烯相关产品的调研,一直到2015年他参观了深圳宝安石墨烯的产品展,到2015年10月份,与英国的曼彻斯特大学进行了一个沟通与交流,然后推动了两国在石墨烯领域的研究和合作。2016年,习总书记又在黑龙江进行了考察调研,并观看了哈尔滨创业大厦石墨烯高新技术成果展示。

所以我们可以看出,在国家领导人的高度重视之下,国家已经出台了一系列相关的政策以及推进的工作,这里我们从2012年起,有关石墨烯的政策进行了一个梳理,2012年工信部发布了《新材料十二五规划》,它把石墨烯作为发展的前沿材料之一,首次明确提出了要支持石墨烯新材料的发展。在国家科技重大专项,尤其975计划,自然科学基金,以及科技部与科学院的众多科研项目当中,也都对石墨烯提出了一个经费的资助。2014年也是三部委联合发布的关键材料升级换代工程实施方案当中,也提出了到2016年要实现20种左右的重点新材料批量生产和应用,石墨烯就位列其中。2015年提出的中国制造2025,在重点领域基础路线图当中,也特别把石墨烯单列,对它的中长期发展路线进行了部署,而这个发展路线也纳入了新材料的十三五规划发展当中。2015年11月,这也就是我刚才提到的《关于石墨烯产业发展的若干意见》这个是石墨烯发展的一个纲领性的文件,在第三部分我会对这个《若干意见》进行解读。

在2016年工信部原材料司在北京召开了石墨烯产业发展的座谈会,分析了石墨烯产业发展的现状、热点、难点,列了从2016到2017年石墨烯产业的推进重点,提出了促进产业发展的措施建议,并研讨了拟建石墨烯创新中心的使命、功能、定位以及组建运营模式等。2016年6月在第四届新材料博览会上,中国石墨烯产业发展联盟成立,在2016年国家发布的一系列重大规划和发展规划当中,基本上都提到了石墨烯,特别是2016年原材料司发布的《建材工业发展规划》有20多处提到了石墨烯,并提出了“石墨烯+”的战略。

除了国家政策的支持,目前地方政府也纷纷出台相关的政策,抢占石墨烯产业发展先机,他们基本通过设立这种产业园区、设立重大的科技专项,设立产业引导基金以及出台相关的扶持优惠政策等形式,促进石墨烯关键技术的研发以及产业化的应用示范。像我们所说的地方比较出名的宁波、常州、无锡、青岛、重庆等地,也都纷纷设立了产业园区,2014年我国首个石墨烯的产业基金也成立了,当时总投资规模20个亿,采取的是当地政府财政和民营资本出资的形式。2016年由中国石墨烯产业技术创新联盟筹备的这种石墨烯天使投资基金也在青岛成立,首期规模就是1.2亿元。

除了国家和地方政府的支持,目前的资本市场也开始进入到石墨烯的领域,这种石墨烯的概念股也呈现一种暴涨的状态,目前华丽家族、德尔未来、中国宝安、中泰化学等上市企业,纷纷通过收购入股等形式开始进军石墨烯的领域。而赛富基金等这种风投机构也积极投资石墨烯的研发、中试和产业化,所以在石墨烯整个产业链当中有很多我们涉及的上市公司。

PART3 《关于加快促进石墨烯产业创新发展的若干意见》解读

在去年11月份,三部委联合发布了《关于促进石墨烯产业发展的若干意见》,这也指出要把石墨烯打造成一个我国的先进产业,这也体现了国家看好了石墨烯在各个领域发展所能带来的效益,也是政府是从战略性的考虑,希望能提高我们国家制造业和材料的制备品质,真正使我国成为制造强国提供可靠的材料支撑和保障。该《意见》的提出对我国石墨烯产业起到了一个积极的推动作用。

这里就是《若干意见》的内容进行了一个解读,总体来说,未来石墨烯的产业发展,应该呈现一种“1344”的总体格局,1就是一个目标,三大原则,四个推进,四项措施,最终目的就是要培育和壮大石墨烯产业。

一个目标,基本判断,我国石墨烯材料正从实验室走向产业化的关键时期。所以它的基本定位,就是要打造成为一个先导产业,推动石墨烯产业的做大做强,分布推进提出了一个2018年和2020年两个阶段的目标。

三大原则就是坚持企业主导、政府引导的原则,发挥市场的决定性作用。第二要坚持创新驱动、典型示范的原则,实现我们所说的好材敢用,优材优用。第三个就是要坚持需求牵引、技术推动的原则。围绕我们目前重大的工程、技术前沿和文明经济建设、民主需求进行发展。最重要的就是要厘清我们政府、市场、技术和需求四者之间的关系。

四大抓手,包括推进产业化发展关键技术创新,推进首梯次产业化应用示范,推进产业绿色循环低碳化发展以及推进拓展与应用领域的发展。

四项措施要加大政策的扶持,加强投融资的引导,完善标准规范体系以及加强行业的管理和服务。这种标准的规范和引领服务,对行业的发展至关重要。所以我们一定要警惕现在石墨烯市场非理性的繁荣,加强行业规范引导,目前全国11家相关的石墨烯概念股上市企业中,主营业务为石墨烯的寥寥无几,产业链上游企业当中他们在制备过程当中的鱼目混珠的现象,不但会引起资本市场的虚假繁荣,而且还将削弱石墨烯下游应用领域对国产石墨烯质量的信任。所以极大的需要我们政府以及行业学会加强标准规范的制定及正向引导。

《若干意见》的提出也给地方政府和企业的带来发展的机会。我们坚持的原则就是要政府引导,企业主体,产研融合,共促发展。我们要共同建设五大体系:资源集聚体系、产业集聚体系、技术创新体系、成果转化体系、企业成长体系。并逐步搭建六大平台:产业金融服务平台、国防应用示范平台、信息技术应用示范平台、海洋产业应用示范平台、装备与制备技术示范平台、石墨烯资源交易平台,这样六大平台。

PART4 目前中国石墨烯行业亟待出台的政策

基于我们之前的分析,我们也提出了目前业内更为亟待出台的一系列政策,

一、主要包括设立国家级的石墨烯研发机构,建立若干国家级的石墨烯的创新中心;

二、将石墨烯产业发展写入国家的“十三五”规划;

三、设立石墨烯产业发展专项计划和专项基金;

四、将石墨矿确定为战略性的矿产资源;

五、打通应用环节,形成上下游一体化的产业链条;

六、加快制定正确的技术路线和材料标准、应用标准等应用规范;

七、做大做强采、选、冶一体的高科技龙头企业集团,建立这种石墨烯的产业基地。

最后一个就是要鼓励和引导社会资本进入石墨烯的产业领域,所以未来整个石墨烯的产业发展,必将是一个从分散走向集约的这样一个过程。然后对于国家重大科技专项,有关石墨烯方面是否会设立国家重大科技专项,目前还存在着不确定性。但是政府可能更倾向于设立成产业基金,而且目前现在各地的地方政府已经纷纷行动起来。但是中央政府的这种产业基金,可能还需要三到五年才能形成。

以上是我汇报的所有内容,谢谢各位,请各位批评指正。

关键字:石墨烯

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