石墨烯退燒這三年：“工業(yè)味精”何時能成“新材料之王”？

2019-07-13 09:34 億宏磨具次閱讀

從近乎熱得發(fā)燙，到如今一片冷靜，石墨烯產(chǎn)業(yè)只用了兩三年的時間?！百Y本市場也在熱炒石墨烯概念股，在2017年-2018年上半年，石墨烯概念股非常之火，而在各行各業(yè)，石墨烯概念炒作不絕于耳?！币晃皇煜な┬袠I(yè)的分析人士告訴記者：“各地興建石墨烯產(chǎn)業(yè)園，前幾年就連個別縣級行政區(qū)也要建立石墨烯產(chǎn)業(yè)園，甚至?xí)霈F(xiàn)如果不做石墨烯，項目都無法成立的狀況。”

在上述人士看來，這種情況下，石墨烯的發(fā)展很有可能重蹈納米材料的覆轍，在基礎(chǔ)研究未跟上節(jié)奏的情況下，技術(shù)含量較低的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程先行先試，小企業(yè)扎堆兒進(jìn)入行業(yè)，當(dāng)熱度最終褪去，行業(yè)回歸理性，難免會面臨無人問津的境遇。

7月4日，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春表示：“目前國內(nèi)石墨烯存在原始性創(chuàng)新缺乏的問題，盡管專利數(shù)量多，但多為從1到N，從0到1的突破仍然匱乏，另外政府科技專項投入不足，缺失長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略布局。而由于國內(nèi)從事石墨烯生產(chǎn)的企業(yè)基本為中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)，資金投入較為有限，且缺乏行業(yè)示范效應(yīng)，因此在石墨烯行業(yè)頭部企業(yè)引領(lǐng)和帶頭作用不足；另一方面國有大型企業(yè)也缺乏創(chuàng)新動力，存在‘等待摘桃子’的心理?！?/span>

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2015年10月，《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》出臺，提出要加大政策扶持、加強(qiáng)融資引導(dǎo)、完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系等措施，以期推動石墨烯產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

在隨后的幾年間，中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及石墨烯基地在各地開花，黑龍江、青島、江蘇、寧波、福建、四川等地紛紛出臺石墨烯相關(guān)的專項政策，而冠以“石墨烯”之名的民用產(chǎn)品，如石墨烯面膜、石墨烯圍巾等不斷出現(xiàn)。

但在行業(yè)快速發(fā)展的過程中，從目前的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用層面看，石墨烯并未發(fā)展成“新材料之王”，而是長期處于“工業(yè)味精”的狀態(tài)，即通過少量的添加增強(qiáng)主體材料的性能，并不能發(fā)揮主要的作用。大多數(shù)產(chǎn)品屬于利用石墨烯與原有材料結(jié)合來提升產(chǎn)品性能，技術(shù)門檻較低，同質(zhì)化嚴(yán)重。

中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會輻射供暖供冷委員會電供暖專家組專家王安生對經(jīng)濟(jì)觀察報表示：“比如說，我在炒菜的過程中添加了味精，總不能說自己炒了盤味精吧？”

經(jīng)濟(jì)觀察報獲悉，目前行業(yè)的相關(guān)的規(guī)范也在制定中。以石墨烯產(chǎn)品的命名為例，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟去年發(fā)布了《含有石墨烯材料的產(chǎn)品命名指南》的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了石墨烯材料相關(guān)新產(chǎn)品的命名方法。辦法規(guī)定產(chǎn)品名稱描述應(yīng)以特征、用途相結(jié)合的命名方式，便于消費(fèi)者辨識。同時，規(guī)定產(chǎn)品命名不應(yīng)有夸大、虛假內(nèi)容，不應(yīng)使用“衍生特性或衍生用途”進(jìn)行命名，如“石墨烯減肥腰帶”“石墨烯理療護(hù)具”等。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟也正在牽頭頭部企業(yè)進(jìn)行團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定。

發(fā)展現(xiàn)狀

相關(guān)企業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)石墨烯的行業(yè)集中度較低，基本上仍處于完全競爭的階段，產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚不及預(yù)期。2018年，石墨烯國內(nèi)的市場規(guī)模約為60億元，排名前十的企業(yè)如青島昊鑫、東旭光電、東莞鴻納的收入合計為7.44億，市場占有率僅為12.4%，

從專利數(shù)量及年度分布角度來看，自2009年的209件起逐年攀升，至2017年達(dá)到13371件的峰值，而后回落至2018年的7432件。

從區(qū)域上看，目前中國石墨烯產(chǎn)業(yè)主要分布在六大區(qū)域，即東北、京津冀、長三角、珠三角、西部地區(qū)以及海西。從數(shù)量上來看，根據(jù)CGIA Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2017年工商注冊營業(yè)范圍涉及石墨烯企業(yè)數(shù)量為4800余家。其中，實際從事石墨烯制備和應(yīng)用的企業(yè)有900余家，65%為中小企業(yè)。

其中，長三角地區(qū)以2362家的數(shù)量占據(jù)“半壁江山”，珠三角以829家的數(shù)量次之，占總體企業(yè)數(shù)的20%，隨后則是京津冀地區(qū)，574家占總體數(shù)量的12%。全國各地已有30多家在建或已建的石墨烯研究院或產(chǎn)業(yè)基地。

王安生認(rèn)為，上述情況成為目前石墨烯概念的炒作甚囂塵上的原因之一，且由于目前石墨烯在電采暖行業(yè)的應(yīng)用更為廣泛，因此亂象更為明顯?！安簧俚貐^(qū)的政府招標(biāo)文件明文規(guī)定招標(biāo)石墨烯電熱膜、石墨烯電熱板，顯然沒有經(jīng)過技術(shù)論證?！?/span>

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在煤改電進(jìn)程中，一些地方政府在招標(biāo)文件上明確寫出石墨烯電熱膜、電熱板，也在一定程度上起到了推波助瀾的作用。據(jù)了解，一些企業(yè)為了參與其中，只好“聲稱”自己的產(chǎn)品中添加了石墨烯；另一些初創(chuàng)企業(yè)對技術(shù)路徑并不了解，但已經(jīng)參與了這個行業(yè)，不得不繼續(xù)下去。但實際上，目前低溫輻射電熱膜的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)正在修編過程中，石墨烯電熱膜采暖的相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)目前并未納入其中，還在討論的過程中。

清潔能源替代近幾年是很大的增量市場，相關(guān)企業(yè)在接受記者采訪時表示，以采暖行業(yè)為切入口，一方面是看中了市場規(guī)模；另一方面民用化程度高，替換率高，更方便進(jìn)行石墨烯產(chǎn)品的市場化推進(jìn)。相比于石墨烯電容器對于產(chǎn)品的性能穩(wěn)定檢測的時間更長。

牛墨科技CEO楊悅?cè)时硎荆骸案鶕?jù)觀察，我們的施工工藝和宣傳資料一旦印發(fā)就很容易被模仿，一般這些企業(yè)的存活時間在半年至一年，大部分是在2017年或者2018年成立，有些企業(yè)也會通過變更名稱和營業(yè)范圍的方式作掩飾，甚至有之前做食品設(shè)備的企業(yè)通過這種方式搖身一變進(jìn)入石墨烯行業(yè)?！?/span>

一般情況下，通過向上追溯就可以篩除掉一大部分資質(zhì)欠缺的企業(yè)，另外由于無法保障售后，這些企業(yè)半年或一年時間就會更換一批，需要換盤經(jīng)營。此外也可以通過其是否參與過較大的地產(chǎn)項目以及政府項目的合作從側(cè)面考核這些公司的資質(zhì)。

需求決定

上述局面的形成與中國石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑不無關(guān)系。

據(jù)李義春總結(jié)，不同于國外以國家投入為主，大企業(yè)較多，瞄準(zhǔn)高端領(lǐng)域布局的“自上而下”發(fā)展模式，國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要由市場驅(qū)動，更為聚焦傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的提升。基礎(chǔ)理論的研究主要由科研項目支持，資金投入則以民間為主，地方政府的支持力度較大。這樣也決定了國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺乏長期的投入周期以及相應(yīng)的穩(wěn)定性。

新奧石墨烯技術(shù)有限公司總經(jīng)理李金來對經(jīng)濟(jì)觀察報表示：“第一個階段是誰制備出了石墨烯就了不起，但現(xiàn)在更需要注意的是做出來之后，怎么去使用?！睋?jù)了解，新奧目前從產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的角度出發(fā)，正從具有有巨大市場規(guī)模的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)去找突破口。如煤礦管道、電子載帶、地暖管等在國內(nèi)具有轉(zhuǎn)型升級的痛點(diǎn)，其規(guī)模對于民營企業(yè)而言也十分可觀。

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從較為通俗的角度來看，有人認(rèn)為將金剛石“壓扁”就是石墨烯，不過從其標(biāo)準(zhǔn)定義來看，石墨烯是一種由碳原子以Sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的單原子厚度薄膜。

但在石墨烯的應(yīng)用層面，鮮有人用石墨烯的學(xué)術(shù)理論來進(jìn)行應(yīng)用，基本上將其統(tǒng)稱為“石墨烯產(chǎn)品”。這就意味著在應(yīng)用層面已經(jīng)認(rèn)識到了石墨烯的缺陷以及范圍，基于此才能進(jìn)行更為準(zhǔn)確的定義。

據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會的規(guī)定，石墨烯按層數(shù)可分為單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯，石墨烯的性能隨著層數(shù)的疊加而逐步遞減，一般超出10層之后幾乎喪失了性能優(yōu)勢。

李金來告訴記者：“石墨烯材料的制備還是根據(jù)應(yīng)用決定，比如說我們要做1-2層的，是為了做導(dǎo)電用，5層左右是為了導(dǎo)熱用。那么從公司來講，我們想還是要盡量低成本制備?！?/span>

7月4日，北京石墨烯技術(shù)研究院院長王旭東表示：“需要明確的是，石墨烯產(chǎn)品要區(qū)別石墨烯的科學(xué)定義，并應(yīng)與石墨烯的應(yīng)用相結(jié)合，要存在一一對應(yīng)的關(guān)系，才能確保產(chǎn)品更好地應(yīng)用。到目前國內(nèi)外從應(yīng)用角度而言，只將石墨烯的性能發(fā)揮到了5%-10%,如果能發(fā)揮至50%，將帶來更大的進(jìn)步，現(xiàn)階段石墨烯是在復(fù)合化時代最為主流的技術(shù)，主要以石墨烯粉體為主，能夠跟很多材料相結(jié)合，因此石墨烯成為了平臺性技術(shù)，即為一般供應(yīng)技術(shù)，技術(shù)突破后即可在平臺上根據(jù)應(yīng)用場景生成不同的應(yīng)用?！?/span>

石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正在回歸理性。據(jù)了解，現(xiàn)階段石墨烯產(chǎn)品的應(yīng)用場景主要聚焦在航空、航天、能源、交通以及海洋工程等方面，以石墨烯鋁合金電纜為例，石墨烯鋁導(dǎo)線可以降低輸電損耗5%以上，該項成果已經(jīng)通過工信部組織的成果鑒定。