中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：一塊一厘米厚的石墨烯板，能夠讓一頭5噸重的成年大象穩(wěn)穩(wěn)站在上面;用石墨烯做的手機(jī)電池，一秒鐘內(nèi)就能把電充滿;以石墨稀為材料的平板電腦，可以隨意折疊成手機(jī)大小放在口袋里。
這樣的神奇故事還能講很多，科學(xué)家們正嘗試制造一個(gè)長(zhǎng)達(dá)23000英里并且足夠強(qiáng)韌的“太空電梯”，而地球上強(qiáng)度最高的物質(zhì)石墨烯完全適合用來(lái)制造太空電梯纜線。
神奇的納米材料石墨烯是A股市場(chǎng)上久炒不衰的題材，它與資金的結(jié)合都會(huì)引起相關(guān)概念股輪番上攻的激情，速度之快、力量之大、時(shí)間之久讓人瞠目結(jié)舌。最近，石墨烯又迎來(lái)一波牛市行情，而日前任正非一句“這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代”，更為已經(jīng)火熱的石墨烯再添一把火。資本市場(chǎng)終究靠實(shí)力說(shuō)話，石墨烯產(chǎn)業(yè)化前景究竟怎樣?10年來(lái)，當(dāng)它從實(shí)驗(yàn)室一步步走向市場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)業(yè)之路究竟走了多遠(yuǎn)?
目前仍是技術(shù)概念階段
“石墨烯技術(shù)，這是目前中國(guó)唯一領(lǐng)先世界的高科技?！?月5日，剛剛從寧波回來(lái)的張志強(qiáng)似乎還沉浸在國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)的氛圍中。
他是青島市高新區(qū)節(jié)能技術(shù)與新材料事務(wù)部部長(zhǎng)兼科技局副局長(zhǎng)，在寧波舉行的2014中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上，青島市高新區(qū)派出了從主管技術(shù)發(fā)展的高新區(qū)委副書(shū)記到各級(jí)政府負(fù)責(zé)人，再到龍頭企業(yè)代表的多達(dá)幾十人的強(qiáng)大陣容。青島高新區(qū)在這次石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上使命重大。因?yàn)槊髂?，青島將是下一屆世界石墨烯盛會(huì)的東道主。
目前，青島高新區(qū)一共有十多家生產(chǎn)石墨烯的企業(yè)，很多是從裝備制造企業(yè)中轉(zhuǎn)型而來(lái)，產(chǎn)品多賣給軍工企業(yè)做防腐材料用。
今年的石墨烯創(chuàng)新大會(huì)火爆程度超出張志強(qiáng)想象，開(kāi)幕當(dāng)天原本計(jì)劃幾百人到場(chǎng)，結(jié)果居然來(lái)了幾千人，參會(huì)的歐盟石墨烯旗艦項(xiàng)目總協(xié)調(diào)人JariKinaret教授用“熱火朝天”來(lái)形容中國(guó)人對(duì)石墨烯的這股熱潮。
有人注意到，國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商華為的身影也在大會(huì)上閃過(guò)，華為某材料實(shí)驗(yàn)室人員參加了石墨烯在觸摸屏領(lǐng)域的應(yīng)用主題論壇。華為的出現(xiàn)讓業(yè)內(nèi)猜測(cè)，這家智能手機(jī)全球出貨率僅次于三星和蘋(píng)果的手機(jī)廠商可能已經(jīng)有了石墨烯技術(shù)儲(chǔ)備。要不然，之前兩個(gè)月任正非怎么會(huì)突然冒出一句“這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代”。石墨烯作為前沿新材料，華為進(jìn)行相關(guān)研究理所當(dāng)然。
而據(jù)彭博社報(bào)道，華為的兩個(gè)對(duì)手三星和蘋(píng)果正在積極爭(zhēng)奪石墨烯技術(shù)專利，并嘗試將其應(yīng)用到下一代產(chǎn)品。根據(jù)美國(guó)專利商標(biāo)局信息，三星在其至少17項(xiàng)專利申請(qǐng)中提到石墨烯。此外，IBM與富士康也注冊(cè)了與石墨烯相關(guān)的專利。
對(duì)于三星而言，石墨烯可被應(yīng)用在公司最重要的三類產(chǎn)品中:智能手機(jī)、內(nèi)存芯片與電視機(jī)。三星公司在一封公司內(nèi)部郵件中用“完美材料”來(lái)形容石墨烯，因?yàn)椤八蠕撹F更耐用，導(dǎo)熱性更好”。
而在這次寧波大會(huì)上，已于去年建成我國(guó)首條年產(chǎn)100萬(wàn)平方米大規(guī)模石墨烯薄膜生產(chǎn)線的重慶墨希科技有限公司透露，目前包括聯(lián)想、酷派、華為等國(guó)內(nèi)的多數(shù)手機(jī)廠商都和其有過(guò)接觸，有有采購(gòu)意向的，也有觀望的。
“石墨烯是個(gè)好東西，大家都知道，但最難的是應(yīng)用?！敝袊?guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟專利委員會(huì)主任劉兆平在會(huì)上說(shuō)，從行業(yè)整體發(fā)展情況來(lái)看，石墨烯產(chǎn)品大多處在實(shí)驗(yàn)室階段，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程還較慢。
張志強(qiáng)也有同感，他認(rèn)為，把石墨烯用好用對(duì)，符合市場(chǎng)需求，才是最重要的。歐盟的石墨烯旗艦計(jì)劃，布局更側(cè)重于基礎(chǔ)和前沿領(lǐng)域。而對(duì)于石墨烯在儲(chǔ)能電池、觸摸顯示、復(fù)合材料等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化研究，中國(guó)目前更有優(yōu)勢(shì)以及商業(yè)化的基礎(chǔ)。從數(shù)量上講，中國(guó)大陸申請(qǐng)石墨烯技術(shù)的專利占到了全球的50%以上。
但與西方國(guó)家的專利主要由跨國(guó)公司申請(qǐng)不同的是，中國(guó)的石墨烯專利主要掌握在科研院所手中。從產(chǎn)業(yè)化的流程看，中國(guó)的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)對(duì)接將多了一道程序。
石墨烯企業(yè)和產(chǎn)品涌現(xiàn)
青島海納爾納米科技有限公司作為青島市龍頭企業(yè)，參加了這次在寧波舉行的石墨烯大會(huì)。
“石墨烯新材料具有很多運(yùn)用，比如通過(guò)石墨烯制造出可彎曲的智能手表、可折疊成智能手機(jī)的平板電腦、15分鐘便充好電且續(xù)航能力達(dá)500公里的電動(dòng)車蓄電池等等?！鼻鄭u海納爾總經(jīng)理聶傳凱指著門口的一塊有軌電車蓄電池告訴記者，現(xiàn)在充一塊電車蓄電池，往往需要8-10小時(shí)，石墨烯材料充電產(chǎn)品能夠?qū)⒊潆姇r(shí)間縮短到15分鐘以內(nèi)，普通手機(jī)電池一秒鐘就能充滿?！?年內(nèi)就會(huì)推廣這種新產(chǎn)品，因?yàn)橐呀?jīng)研制成功了，剩下的就是后續(xù)一些實(shí)驗(yàn)、推廣環(huán)節(jié)。”
再比如防腐材料，聶傳凱說(shuō)，船舶在航行中很容易被海洋生物附著，不僅會(huì)拖慢航行速度，而且加大燃料費(fèi)，防腐涂料已成為“船老大”必備品。一艘萬(wàn)噸級(jí)的船，一次至少需要上百噸防腐涂料，每年花費(fèi)成本可想而知。在傳統(tǒng)防腐材料中摻入1%石墨烯粉，就能起到很好的防腐作用，而且使防腐材料使用壽命由1年時(shí)間延長(zhǎng)到3年以上。
不僅船舶需要“防腐”，海上浮標(biāo)、海上鉆井平臺(tái)及跨海大橋等統(tǒng)統(tǒng)需要“防腐”。在聶傳凱看來(lái)，海納爾公司研制的這種石墨烯海洋防腐涂料市場(chǎng)使用非常廣泛。
濟(jì)南的圣泉集團(tuán)也正在將石墨烯商業(yè)化，這家因神舟飛船返回艙防熱材料出名的企業(yè)已經(jīng)申報(bào)石墨烯相關(guān)專利30項(xiàng)，目前正在進(jìn)行中試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在橡膠中添加1.5%石墨烯，拉伸強(qiáng)度能提高90%;添加10%石墨烯，電導(dǎo)率提高1000倍以上;加入到皮革中能有效增加強(qiáng)度，提高防火性能。從市場(chǎng)前景看，目前皮革表面PU層的市場(chǎng)用量達(dá)到100萬(wàn)噸，如果按加入1%的石墨烯計(jì)算，需求就達(dá)1萬(wàn)噸。
而輕芯鋼、剎車片、砂輪、砂紙等產(chǎn)品在加入石墨烯后，抗沖擊、抗彎曲性能和耐磨性顯著提升，“中國(guó)生產(chǎn)的砂輪，國(guó)外市場(chǎng)上只賣到其他國(guó)家同類產(chǎn)品1/5的價(jià)格。如果通過(guò)石墨烯提高性能，哪怕咱和人家同樣價(jià)格出售，效益也非常可觀?！笔ト瘓F(tuán)董事長(zhǎng)唐一林說(shuō)。
不過(guò)，今年7月份剛登陸新三板的圣泉集團(tuán)的產(chǎn)品是生物質(zhì)石墨烯，是由農(nóng)作物秸稈為原料制成的，不算真正意義上的石墨烯產(chǎn)品。
濟(jì)南墨希新材料科技有限公司是山東石墨烯行業(yè)的后起之秀，這家中西合資公司主要發(fā)力于涂料、樹(shù)脂、電纜、防爆子彈、頭盔等產(chǎn)品，這家公司在章丘的研發(fā)中心明年3月份投入使用，作為石墨烯工業(yè)化的孵化車間。
在資本市場(chǎng)上，與石墨烯相關(guān)的公司更是不少，包括烯碳新材、博云新材、方大炭素、康得新、金路集團(tuán)、東旭光電、錦富新材、西藏城投、中國(guó)寶安，悅達(dá)投資、中泰化學(xué)、力合股份、華麗家族等。
產(chǎn)能已有銷路未開(kāi)
對(duì)于石墨烯的產(chǎn)業(yè)化，聶傳凱認(rèn)為“還在路上”。近期來(lái)講，要重點(diǎn)解決低成本和規(guī)模化生產(chǎn)這兩大問(wèn)題。
目前，石墨烯的價(jià)格貴過(guò)黃金，最便宜的500元/克，市場(chǎng)上價(jià)格多在1000元/克左右，但規(guī)模化生產(chǎn)后，就可能降到50元/克，再過(guò)兩年，可能就降到1～5元/克的“白菜價(jià)”。
在工業(yè)化方面，目前通過(guò)天然石墨剝層等技術(shù)，石墨烯的生產(chǎn)已經(jīng)接近量產(chǎn)水平，未來(lái)兩三年內(nèi)，便可大規(guī)模應(yīng)用在電池、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等材料領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室關(guān)于這些方面的應(yīng)用已經(jīng)做得很好，正往規(guī)?；瘧?yīng)用發(fā)展。
從遠(yuǎn)期來(lái)講，在觸摸屏、傳感器等器械上的大規(guī)模應(yīng)用還需要三到五年時(shí)間，目前這方面的研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
“找一個(gè)好的切入點(diǎn)，大批量運(yùn)用到實(shí)際生活中來(lái)，這對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)化很關(guān)鍵。”張志強(qiáng)說(shuō)，現(xiàn)要運(yùn)用好石墨烯新技術(shù)，根本不愁銷路。以船體防腐新材料來(lái)講，使用壽命提高了2-3倍，但是價(jià)格只提高30%。
聶傳凱告訴記者，因?yàn)槭┊a(chǎn)品剛處于研究推廣階段，很多企業(yè)在下游沒(méi)有相關(guān)的配套制造企業(yè)可選擇，在上游也缺乏相應(yīng)的銷售方。
在海納爾公司的倉(cāng)庫(kù)里，很多造型各異的生產(chǎn)設(shè)備禁止記者拍照，因?yàn)椤斑@涉及核心機(jī)密”。
這些設(shè)備都是海納爾公司自己研發(fā)設(shè)計(jì)的。聶傳凱說(shuō)，現(xiàn)在很多國(guó)產(chǎn)高科技產(chǎn)品，其實(shí)都是從國(guó)外進(jìn)口生產(chǎn)設(shè)備，然后在國(guó)內(nèi)加工，一旦缺少了這些先進(jìn)設(shè)備，所謂的“國(guó)產(chǎn)高科技”也就不復(fù)存在，像國(guó)內(nèi)制造潛艇用的精密機(jī)床多從日本等國(guó)進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)多從德、美進(jìn)口。難能可貴的是，石墨烯新材料從制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)開(kāi)始，使用的設(shè)備完全是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的。
“只有這樣才能保證高利潤(rùn)。當(dāng)一種新材料、新技術(shù)在萌芽階段時(shí)，中國(guó)和西方幾乎處在同一個(gè)起跑線上，這個(gè)時(shí)候，中國(guó)制造業(yè)才有彎道超車的機(jī)會(huì)?！甭檪鲃P說(shuō)，一般一噸石墨能夠提煉85%石墨烯原料，一噸優(yōu)質(zhì)石墨價(jià)值3萬(wàn)元，一克石墨烯卻能賣到1000元錢，價(jià)值翻了上萬(wàn)倍?！暗嬲龑?shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，讓生產(chǎn)出來(lái)的石墨烯賣得出去，還得尋求大規(guī)模市場(chǎng)應(yīng)用，進(jìn)行一場(chǎng)科技與新材料的產(chǎn)業(yè)革新?！甭檪鲃P說(shuō)。
而現(xiàn)實(shí)是，目前石墨烯的下游市場(chǎng)根本沒(méi)有那么大的需求。一位石墨烯生產(chǎn)商坦言，他公司現(xiàn)在產(chǎn)量400公斤，賣了200公斤，價(jià)格從10元/克至1000元/克，“現(xiàn)在采購(gòu)石墨烯的多是高校的實(shí)驗(yàn)室，采購(gòu)量論克，你說(shuō)市場(chǎng)好不好?”
“作為投資者，我認(rèn)為還沒(méi)有到資本進(jìn)入的階段，需要等到小規(guī)模應(yīng)用開(kāi)始才能進(jìn)入?！痹趯幉ǖ氖﹦?chuàng)新大會(huì)上，一位來(lái)自上海的投資公司高管表示，目前僅僅屬于投資石墨烯上游產(chǎn)業(yè)的好時(shí)機(jī)。
產(chǎn)業(yè)化仍待技術(shù)突破
濟(jì)南墨希常務(wù)副總高飛告訴記者，未來(lái)石墨烯產(chǎn)品將會(huì)在五大領(lǐng)域出現(xiàn)。一是光電產(chǎn)品領(lǐng)域，以其非常好的透光性、導(dǎo)電性和可彎曲性，在觸摸屏、可穿戴設(shè)備、OLED、太陽(yáng)能等領(lǐng)域中發(fā)揮作用。這也是目前公認(rèn)最可能首先實(shí)現(xiàn)商品化的領(lǐng)域。二是能源技術(shù)領(lǐng)域，主要依賴于石墨烯超高的比表面積、超輕的重量和非常好的導(dǎo)電性。采用石墨烯的超級(jí)電容器，其極限儲(chǔ)能密度是現(xiàn)有材料的2-5倍左右，被稱作最理想的電極材料。三是功能復(fù)合材料，通過(guò)將石墨烯加入各種塑形基體，能夠制備出具有很好導(dǎo)電、導(dǎo)熱、可加工、耐損傷的特殊材料，在集成電路、散熱片、高韌性容器等方面有應(yīng)用潛力。四是微電子器件。未來(lái)的石墨烯半導(dǎo)體、石墨烯集成電路、THz器件等領(lǐng)域，可能需要利用石墨烯獨(dú)特的性質(zhì)來(lái)發(fā)揮。五是生物醫(yī)藥和傳感器領(lǐng)域，石墨烯對(duì)單分子的響應(yīng)能力、承載抗體后的分子輸運(yùn)能力都是其他傳感器不能實(shí)現(xiàn)的。
雖然石墨烯的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還未開(kāi)始，現(xiàn)在還只能說(shuō)是在“產(chǎn)業(yè)概念期”，但隨著大量資金、人力、物力的投入，可以預(yù)見(jiàn)，在2-3年內(nèi)，在上述五大領(lǐng)域內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)真正引領(lǐng)石墨烯行業(yè)的“殺手級(jí)應(yīng)用”。
關(guān)于石墨烯浪潮的問(wèn)題，烯碳新材技術(shù)發(fā)展與規(guī)劃副總監(jiān)李紀(jì)軍博士介紹說(shuō)，石墨烯產(chǎn)業(yè)目前處于技術(shù)概念期，還處在技術(shù)突破的前夜，一旦技術(shù)取得突破，石墨烯產(chǎn)業(yè)就將取得爆發(fā)式增長(zhǎng)，如石墨烯應(yīng)用在消費(fèi)類電子產(chǎn)品的觸摸屏，鋰離子電池和超級(jí)電容器上，這些應(yīng)用技術(shù)一旦取得突破，將會(huì)對(duì)目前手機(jī)觸摸屏產(chǎn)業(yè)和汽車行業(yè)產(chǎn)生顛覆性改變。
對(duì)石墨烯而言，突破性的改變必然發(fā)生于基礎(chǔ)研究的突破，基礎(chǔ)研究雖然離具體產(chǎn)品較為遙遠(yuǎn)，但是這個(gè)世界高速發(fā)展，技術(shù)的加速度可以彌補(bǔ)時(shí)間錯(cuò)位，關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題的研究一旦突破，在資本和人力的推動(dòng)下，其他產(chǎn)業(yè)化相關(guān)問(wèn)題會(huì)很快解決。
“石墨烯行業(yè)是高投入的產(chǎn)業(yè)，要是能得到政府的扶持，推進(jìn)速度會(huì)快很多?！备唢w說(shuō)，山東省對(duì)石墨烯有專門的項(xiàng)目扶持資金，他們公司正在積極申報(bào)。
而據(jù)張志強(qiáng)介紹，現(xiàn)在青島市高新區(qū)每年設(shè)立專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)基金來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)石墨烯研發(fā)團(tuán)隊(duì)，獎(jiǎng)金最高到5000萬(wàn)元?！暗@樣依然比不過(guò)江浙地區(qū)，現(xiàn)在寧波等地一年要拿出幾個(gè)億做獎(jiǎng)勵(lì)基金，這個(gè)數(shù)量比全山東省的獎(jiǎng)勵(lì)基金數(shù)量都要多?！?
“人才、資金、銷路，這是石墨烯新材料發(fā)展面臨的最主要困難，一旦解決了這三大難題，石墨烯必將會(huì)引發(fā)新一輪科技革命?！睆堉緩?qiáng)說(shuō)。
原標(biāo)題:石墨烯：產(chǎn)業(yè)之門打開(kāi)了嗎
