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我國石墨烯產業(yè)化亟需邁過三道坎
閱讀：65 發(fā)布時間：2022-4-9石墨烯自問世以來，其關注度就不斷提高，加之其用途廣泛，在能源裝備、交通運輸、航空航天、電子信息等傳統(tǒng)和新興產業(yè)領域均呈現出良好的應用前景，正著新材料領域的性革命。在國家政策的引導下、地方政府及企業(yè)的大力推動下，我國石墨烯產業(yè)發(fā)展迅猛，但整體仍處于概念導入期、產業(yè)化發(fā)展初期，大規(guī)模應用市場尚未打開、缺乏帶動、發(fā)展環(huán)境有待改善等問題仍然橫亙在石墨烯產業(yè)化道路上。
我國石墨烯產業(yè)化現狀
市場規(guī)模不斷擴大。近年來，我國石墨烯產業(yè)呈現出快速發(fā)展的態(tài)勢，據中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟統(tǒng)計數據，2015年我國石墨烯產業(yè)市場規(guī)模僅為6億元，2017年已經增長至70億元，年均復合增長率超過200%，其中石墨烯在新能源領域規(guī)模達到50億元，石墨烯涂料規(guī)模達到8億元，復合材料和大健康規(guī)模達到5億元，節(jié)能環(huán)保和電子信息領域規(guī)模達到1億元。隨著石墨烯技術的不斷創(chuàng)新和下游應用的不斷成熟，石墨烯市場規(guī)模仍將呈現高速發(fā)展態(tài)勢。預計到2020年，我國石墨烯市場規(guī)模將形成百億規(guī)模。
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全產業(yè)鏈體系基本建立。隨著石墨烯產業(yè)的快速發(fā)展，全產業(yè)鏈布局已經初見雛形，基本覆蓋了從制備到應用研究到石墨烯產品生產，直至下游應用的全環(huán)節(jié)?；拘纬梢员本楹诵?，東部沿海地區(qū)產業(yè)帶和內蒙古-黑龍江地區(qū)產業(yè)帶為集聚區(qū)，多地點狀分布式的產業(yè)發(fā)展格局。據統(tǒng)計，目前全國在工商、民政等部門登記注冊的石墨烯單位已經超過4800家，涉及石墨烯材料制備及應用各個領域，單位數量居。從應用領域看，基本覆蓋了新能源、儲能、電子顯示、防腐涂料、大健康等多領域。
產品標準和規(guī)范不斷完善。石墨烯作為一種新型材料，行業(yè)標準是其創(chuàng)新發(fā)展的重要前提，近年來我國石墨烯產品標準和技術規(guī)范進展較快。一是加快制定國家標準，成立了石墨烯標準化工作推進組，加強頂層設計，啟動了石墨烯相關國家標準的預研工作，加快《石墨烯材料的名詞術語與定義》《光學法測定石墨烯層數》《石墨烯鋅粉涂料》等8項國家標準的制定工作。二是積極參與國際標準制定，在國際標準化組織納米技術委員會（ISO/TC 229）和國際電工委員會納電子產品與系統(tǒng)技術委員會（IEC/TC 113）啟動的8項石墨烯國際標準中，我國專家參與了其中2項標準的制定，此外，我國還同英國一起成立了中英石墨烯標準化合作工作組，和英國石墨烯標準化研究領域開始了實質性合作。三是地方和行業(yè)標準進展加快，廣西發(fā)布了《石墨烯三維構造粉體材料的檢測與表征方法》《石墨烯三維構造粉體材料名詞術語和定義》等5項石墨烯系列地方標準，是我國石墨烯系列地方標準，東旭光電、中國航發(fā)北京航空材料研究院等和行業(yè)協會等正在編制的相關行業(yè)/企業(yè)標準接近40項。
產業(yè)示范進展順利。當前我國石墨烯產業(yè)正處于從實驗室走向產業(yè)化的關鍵時期，對較為成熟的產品開展產業(yè)示范，對加快石墨烯產品應用推廣及產業(yè)化進程具有較好的推動作用。一方面國家政策積極引導，如、國家、中國聯合建立新材料次應用保險補償機制并開展試點工作，把5種石墨烯材料納入重點新材料次應用示范指導目錄，以期突破石墨烯應用的初期市場瓶頸，此外，政策還鼓勵在電化學儲能、海洋工程、柔性電子器件、重大環(huán)保技術裝備、汽車、紡織品行業(yè)等領域拓展石墨烯應用，并把石墨烯列入增強制造業(yè)核心競爭力行動計劃。另一方面市場積極響應，各地產業(yè)示范工程如火如荼。目前石墨烯產業(yè)化示范項目進展順利，在防腐涂料、復合材料、儲能材料等領域均已經開展示范應用，并初步構建了示范應用推廣鏈。
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我國石墨烯產業(yè)化面臨的三大障礙
大規(guī)模應用市場尚未打開。一種新材料從發(fā)現到實現大規(guī)模應用一般需要數十年的時間，尤其關鍵核心技術的突破就需要幾年甚至十幾年的時間，而石墨烯從發(fā)現至今僅有10余年的時間，還是一種較為“年輕"的材料。從應用現狀來看，雖然基本實現了初步應用，并在部分領域實現產業(yè)化，但大多數的產品仍然屬于利用石墨烯與原有材料結合提升產品性能，技術門檻相對較低，且同質化現象嚴重，多數以樣品和實驗室產品為主，尚未真正形成商品。而下游應用企業(yè)要應用石墨烯替代那些已經達到性價比的傳統(tǒng)材料，不僅需要支出研發(fā)、改變生產工藝和生產線、培訓員工、市場推廣等方面費用，還要承擔石墨烯應用效果不確定帶來的風險，整體風險較大，因此目前市場認可度不高。雖然我國已經具備了較高的石墨烯粉體及薄膜制備產能，但實際產量偏低，真正開展業(yè)務的企業(yè)數量也較少，且以石墨烯為主業(yè)的上市公司也都處于虧損狀態(tài)，大規(guī)模的應用市場仍然尚未打開。
缺乏帶動。目前國內從事石墨烯生產的企業(yè)以中小型初創(chuàng)企業(yè)為主，雖然有部分大型民營企業(yè)、國企和央企開始關注石墨烯，但有實質性投入的企業(yè)仍較少。石墨烯作為一種技術含量高、前期投入大的產業(yè)，要想真正實現大規(guī)模產業(yè)化應用，需要長期持續(xù)的資金投入，而中小企業(yè)受制于資金、人才等因素限制，難以在石墨烯領域實現長期、持續(xù)性的投入，因此的帶頭作用就顯得極為重要?？v觀美國、歐盟、韓國等國家和地區(qū)，在石墨烯產業(yè)發(fā)展過程中均發(fā)揮了重要作用，如美國IBM公司、美國納米技術儀器公司、日本東芝公司、韓國三星集團等都早早開始布局石墨烯產業(yè)，投入大量的資金、人力等從事石墨烯的基礎研究和應用開發(fā)工作，并取得顯著進展，同時在申請方面也更加注重前瞻性布局，不僅數量多、申請活躍度高，而且在世界其他主要國家都申請了保護，對加快石墨烯科技成果轉化和產業(yè)化進程提供了良好基礎。
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產業(yè)發(fā)展環(huán)境有待改善。石墨烯作為前沿性、先導性產業(yè)，其培育與發(fā)展有自身的規(guī)律和特殊性，需要運用新的市場手段發(fā)展培育，尤其為產業(yè)發(fā)展提供良好的發(fā)展軟環(huán)境尤其重要，但整體看來目前石墨烯產業(yè)發(fā)展環(huán)境仍有待改善。一是知識產權重視不足，石墨烯作為一種新材料，發(fā)展速度較快，但相關保護等尚不完善，再加上下游用戶對相關產品不了解，導致很多侵權事件發(fā)生，尤其在應用領域更加常見。二是標準規(guī)范體系有待完善。行業(yè)標準是石墨烯產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的前提，目前我國石墨烯產業(yè)目前在下游應用、產品認證、檢測、使用標準等方面仍是空白。三是行業(yè)公共服務不足。雖然目前國內石墨烯產業(yè)園、聯盟等相繼成立，但多數的服務能力有限，多以區(qū)域或重點企業(yè)為主，難以實現覆蓋全行業(yè)，如目前雖然成立了石墨烯檢測檢驗中心，但服務內容多以檢測來物中是否含有石墨烯為主，至于含量多少、發(fā)揮作用如何等均難以實現。此外，石墨烯行業(yè)統(tǒng)計和運行監(jiān)測也存在缺失，難以為政府政策制定和行業(yè)管理提供支撐。
我國石墨烯產業(yè)化的思考
加強與相關產業(yè)融合發(fā)展。聚焦石墨烯在防腐涂料、熱管理材料、潤滑油、復合材料等傳統(tǒng)產業(yè)升級方面的推動作用，加快突破關鍵應用技術。圍繞國家對新一代顯示器件、大健康、環(huán)保、制造等戰(zhàn)略性新興產業(yè)的需求，加快石墨烯在新興產業(yè)領域的技術研發(fā)、突破以及相關的前瞻性布局，引導創(chuàng)新要素和創(chuàng)新資源向這些領域聚集。選擇基本實現量產、技術較為成熟、下游用戶認可度高的石墨烯應用產品開展應用示范，培植一批先導用戶，加快下游市場的培養(yǎng)，引導有實力的大型企業(yè)投入相關下游應用產品的研發(fā)。建立一批示范項目，選擇若干應用領域，打造從材料制備到終端產品的全產業(yè)鏈示范。
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培育優(yōu)勢骨干企業(yè)。選擇一批優(yōu)勢明顯、成長性好的重點，以項目承接、訂單補貼、、戰(zhàn)略合作等方式，加快培育具有競爭力的；鼓勵國有大企業(yè)參與石墨烯等相關技術研發(fā)及應用領域拓展。支持優(yōu)勢企業(yè)通過兼并重組、技術轉讓、協作配套等方式與上下游企業(yè)建立緊密合作關系，提高石墨烯產業(yè)發(fā)展的集中度。重點關注石墨烯領域擁有獨立知識產權、核心競爭力和品牌優(yōu)勢的創(chuàng)新型企業(yè)或創(chuàng)業(yè)團隊、在孵化系統(tǒng)集成方面具有較強能力和垂直整合實力的企業(yè)以及在細分應用領域特色、具有品牌和渠道優(yōu)勢的潛力企業(yè)對其進行培養(yǎng)。鼓勵大中小企業(yè)協同發(fā)展，提高材料制備企業(yè)的集中度。
優(yōu)化產業(yè)發(fā)展環(huán)境。一是加強石墨烯知識產權的前瞻性布局和保護，細化石墨烯鼓勵政策，引導企業(yè)、科研院所等申請高質量，并在一些高技術領域開展前瞻性布局，同時加大對石墨烯侵權事件的懲罰力度，維護市場公平競爭秩序。二是進一步完善標準體系，研究制定石墨烯層數測定、比表面積、導電率等物化特征和性能表征的評價體系，積極開展國際交流合作，開展石墨烯材料相關產品設計、研發(fā)、制備、包裝、運輸、應用等標準化研究，逐步構建全產業(yè)鏈標準體系。