導讀: 最近幾年來(lái),石墨烯概念在全球受到廣泛追捧,國內對石墨烯的熱度也是“水漲船高”、持續不減,有關(guān)石墨烯的研討會(huì )、論證會(huì )更是接二連三,一個(gè)月竟然有七八場(chǎng)。
如果說(shuō)20世紀是硅(Si)的世紀,那21世紀將是碳(C)的世紀。
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度及透光、導電和導熱性能,被譽(yù)為新世紀的“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,國內對石墨烯的熱度也是“水漲船高”、持續不減,有關(guān)石墨烯的研討會(huì )、論證會(huì )更是接二連三,一個(gè)月竟然有七八場(chǎng)。在這場(chǎng)石墨烯的熱潮中,一些地方走上了另一個(gè)極端,把石墨烯視為拉動(dòng)經(jīng)濟發(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)的2017中國國際石墨大會(huì )上,與會(huì )的業(yè)內專(zhuān)家對當前國內石墨烯過(guò)熱現象表示出了擔憂(yōu),并專(zhuān)門(mén)就石墨資源與石墨烯二者的關(guān)系進(jìn)行了專(zhuān)題研討。
“一些地方把石墨烯與石墨資源混為一談,只要當地發(fā)現了石墨資源,就打出石墨烯的概念,而且各地依托石墨資源規劃的石墨烯產(chǎn)業(yè)園千篇一律,同質(zhì)化非常嚴重?!敝袊墙饘俚V工業(yè)協(xié)會(huì )石墨專(zhuān)業(yè)委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)向琦憂(yōu)心忡忡地說(shuō),“目前,石墨烯產(chǎn)業(yè)炒作成分過(guò)多,地方盲動(dòng)性較大,是到了該回歸理性的時(shí)候了?!?/span>
石墨烯緣何受熱捧
石墨烯作為一種新型材料,其出現已有10多個(gè)年頭了。
2004年,來(lái)自曼徹斯特大學(xué)的Andre Geim和Konstantin Novoselov首次成功分離出穩定的石墨烯,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)不斷地重復這個(gè)過(guò)程,片狀石墨越來(lái)越薄,最終就可以得到一定數量的石墨烯。2010年,石墨烯發(fā)明者獲諾貝爾物理學(xué)獎。
“石墨烯是天然石墨深加工產(chǎn)品之一,由于石墨烯的特性?xún)?yōu)于石墨,故石墨烯具有‘新材料之王’美稱(chēng)?!敝袊墙饘俚V工業(yè)協(xié)會(huì )石墨專(zhuān)業(yè)委員會(huì )副秘書(shū)長(cháng)、 石墨邦(北京)互動(dòng)科技有限公司CEO劉榮華介紹,石墨是由多層具有六角網(wǎng)狀平面的石墨烯構成,其層間是結合力較弱的分子間力。利用化學(xué)或者電化學(xué)的辦法可以使得其它異類(lèi)原子、分子或者分子團插入到石墨層間,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。
“舉個(gè)比喻,石墨就好比一本書(shū),抽出里面的單張紙出來(lái)就是石墨烯。石墨烯的結構特點(diǎn)決定了石墨烯具有薄且堅硬,透光度好,導熱性強,導電率高,結構穩定,電子遷移速度快等特性?!眲s華說(shuō)。
也正是基于石墨烯上述特殊的性能,近幾年來(lái),中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展也較快。據有關(guān)數據顯示,2015年全國石墨烯市場(chǎng)規模約610萬(wàn)美元,同比增長(cháng)超過(guò)336%。初步統計2016年已經(jīng)突破2000萬(wàn)美元。
但是,由于技術(shù)進(jìn)步和成本下降速度不夠快等原因,目前中國的石墨烯行業(yè)還沒(méi)有出現大規模產(chǎn)業(yè)化,尚屬于“吆喝者眾多跟進(jìn)者云集而商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化遲緩”階段。
盡管如此,許多地方乃至業(yè)內一些專(zhuān)家仍對石墨烯抱有很大的期望。一些地方對石墨烯產(chǎn)業(yè)趨之若鶩,發(fā)展起來(lái)更是不計成本,四處請專(zhuān)家研討論證搞規劃,忙著(zhù)跑馬圈地建產(chǎn)業(yè)園。
中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(cháng)、中科院院士劉忠范清醒地表示:“石墨烯是實(shí)體產(chǎn)業(yè),并不是互聯(lián)網(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,只要我們堅定信心,堅持不懈把這個(gè)行業(yè)做起來(lái),就一定能獲得成功?!?/span>
石墨資源不等同于石墨烯
石墨烯來(lái)源于石墨資源,是石墨資源的高科技產(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,認為當地有石墨資源,就能發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)。所以,近幾年來(lái),凡是發(fā)現石墨資源的地方,開(kāi)始一哄而上規劃發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)。
“利用石墨資源可開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品很多,企業(yè)應因地制宜,圍繞市場(chǎng)開(kāi)發(fā)多品種、高值化的產(chǎn)品。但如果都把目光盯在石墨烯這個(gè)‘獨木橋’上,很可能會(huì )得不償失,使石墨烯這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)淪落為下一個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)?!毕蜱f(shuō)。
“石墨烯是通過(guò)天然石墨發(fā)明的,兩者之間存在一定的關(guān)系,但不能簡(jiǎn)單地混為一談?!眲s華表示,石墨資源在我國儲量豐富,產(chǎn)量占了世界70%左右。近年來(lái),部分地區陸陸續續發(fā)現了石墨資源,計劃打造石墨烯產(chǎn)業(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)業(yè)化還需一定的時(shí)間。
“石墨資源是戰略性礦產(chǎn)資源,石墨烯是戰略性新興材料?!眲s華介紹,去年底,晶質(zhì)石墨列被為國家戰略性礦產(chǎn)資源,在資源配置、財政投入、重大項目、礦業(yè)用地等方面加強引導和差別化管理,提高資源安全供應能力和開(kāi)發(fā)利用水平。從某種意義上來(lái)講,石墨資源是“上帝”賜予的,體現的是原料的角色,應用于冶金、耐火、鑄造、摩擦、密封及鋰電池等行業(yè)?!丁笆濉眹覒鹇孕孕屡d產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》將石墨烯納入其中,石墨烯新材料具有技術(shù)高度密集,研究與開(kāi)發(fā)投入高,產(chǎn)品的附加值高,生產(chǎn)與市場(chǎng)的國際性強,以及應用范圍廣,發(fā)展前景好等特點(diǎn)。
就當前發(fā)展情況而言,石墨資源的開(kāi)發(fā)和利用在國內已經(jīng)是成熟的產(chǎn)業(yè),而石墨烯產(chǎn)業(yè)目前沒(méi)有形成規模。尤其是晶質(zhì)石墨產(chǎn)業(yè),平均每年70萬(wàn)噸晶質(zhì)石墨產(chǎn)量。黑龍江雞西、蘿北,內蒙古興和縣及青島南墅、平度等是我國重要晶質(zhì)石墨主產(chǎn)區,已經(jīng)形成了采選、提純、深加工等完整的石墨產(chǎn)業(yè)鏈,為當地的經(jīng)濟發(fā)展做出一定的貢獻。
而石墨烯發(fā)明者在2010年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎后,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應用的研究熱潮。我國在石墨烯領(lǐng)域的研究起步與發(fā)達國家相比較晚,但在近些年的努力下,在石墨烯產(chǎn)業(yè)化及應用領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。截至2016年底,我國石墨烯應用在新能源、大健康、節能環(huán)保、復合材料等領(lǐng)域有所突破,部分石墨烯企業(yè)開(kāi)始有利潤。
“但是,目前國內的石墨烯產(chǎn)業(yè)以小型、初創(chuàng )型石墨烯企業(yè)占比較多,中型、大型企業(yè)數量相對較少。盡管如今石墨烯科研很火熱,但反觀(guān)產(chǎn)品市場(chǎng),真正打通商業(yè)化應用的產(chǎn)品并不多。因此,在石墨資源地區,建議重點(diǎn)發(fā)展石墨深加工產(chǎn)品,如高純石墨、可膨脹石墨、球形石墨、負極材料等,為當地帶來(lái)收入和稅收。而石墨烯在短時(shí)間內是很難形成規模的?!眲s華坦承。
石墨資源與石墨烯在屬性上也有明顯的差別。石墨資源具有資產(chǎn)屬性,而石墨烯則是技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)。近幾年,石墨行業(yè)發(fā)生多起并購重組案例,尤其是上市公司收購石墨礦產(chǎn)資源,估值翻了好幾倍,最高的達到18倍。從這點(diǎn)來(lái)看,石墨資源是一項資產(chǎn),具有增值空間。尤其是動(dòng)力電池的快速發(fā)展,對石墨的需求飛速增加,從而提高石墨資源的估值。
而石墨烯是技術(shù)密集型行業(yè),對于人才的要求比較高。同時(shí),石墨烯還是資本密集型行業(yè),在石墨烯的制備研發(fā),尤其是應用研發(fā),需要大量資金投入。比如,國內石墨烯發(fā)展比較快的江蘇常州和無(wú)錫,當地出臺一些政策來(lái)吸引國內外高端人才,財政上拿出不少資金來(lái)支持石墨烯企業(yè)。
“在石墨資源地區,鼓勵引進(jìn)具有實(shí)力的企業(yè)進(jìn)行整合,避免資源浪費、無(wú)序競爭,提高行業(yè)集中度。只有大企業(yè)才有動(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)濟發(fā)達地區發(fā)展具有優(yōu)勢,因為經(jīng)濟發(fā)達地區可以聚集高端人才,而且當地政府也有財力投入支持石墨烯的研發(fā)?!眲s華建議說(shuō)。
石墨烯虛火當早降
理想很豐滿(mǎn),現實(shí)很骨感。事實(shí)上,當前國內石墨烯虛火過(guò)旺現象已引起了業(yè)內人士的擔憂(yōu)。
“石墨烯產(chǎn)業(yè)目前盡管仍處于基礎研究階段,距產(chǎn)業(yè)化還有相當長(cháng)的距離,但現在炒作得卻十分厲害,這樣下去將對這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的后續發(fā)展造成致命的障礙和傷害?!毕蜱硎?。
據了解,中國目前從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)和應用的相關(guān)企業(yè)數量超過(guò)了400家,約占全球石墨烯從業(yè)企業(yè)總量的3/4。但是從企業(yè)規模上看,目前國內從事石墨烯生產(chǎn)的企業(yè)80%以上為中小型企業(yè),年銷(xiāo)售額多數在百萬(wàn)元級別。值得警惕的是,國內石墨烯生產(chǎn)企業(yè)的總體盈利能力很弱,一些宣稱(chēng)具備百?lài)嵞戤a(chǎn)能的生產(chǎn)企業(yè),其產(chǎn)值和盈利能力遠遠沒(méi)有達到預期,多數企業(yè)處于虧損狀態(tài)。
特別值得注意的是,當前一些企業(yè)和機構處于通過(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)能和產(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,都急于上馬建設石墨烯產(chǎn)業(yè)園區。據初步統計,目前全國有將近20個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)園已經(jīng)建成或正在建設之中,但其定位和功能性都相差無(wú)幾,未來(lái)必定會(huì )出現嚴重的同質(zhì)化競爭,低價(jià)格局將導致企業(yè)盈利能力下降,不利于行業(yè)的持續發(fā)展。