中国国际石墨烯资源产业联盟第一届理事会预备会议已经召开,会议上透露出中国国际石墨烯资源产业联盟预计今年9月正式成立的消息。
石墨烯利好事件不断发生,《<中国制造2025>重点领域技术路线图》、《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》等利好政策也不断出台,受此提振,国内石墨烯产业化进程将加速,前景值得期待。
神奇材料石墨烯应用领域广泛
石墨烯是一种神奇的纳米级新材料,具有透光性好、导热系数高、电阻率低、电子迁移率高、高机械强度特点,能在诸多应用领域取代原有材料发挥高效性能(如)因而已经取代硅,成为“二十一世纪新材料之王”。
石墨烯技术的应用领域
资料来源:前瞻产业研究院整理
以电池领域为例,与传统电极材料相比,石墨烯具有高容量密度、高功率密度、电池结构与性能优化更好等优势。石墨烯应用于锂电池中,能大大提高电池容量,为新能源汽车解决续航问题。
基于石墨烯的超强替代性能,各国都在不遗余力推动石墨烯产业化发展,石墨烯相关的技术研发已列入美国、英国、日本和韩国等国新材料领域重点的支持项目。
国内石墨烯研发潮兴起 产业规模初见成效
前瞻产业研究院提供的《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》频繁政策利好下,国内石墨烯兴起研发热潮,产业化发展也初见成效。
技术研究方面,2011年,国内与石墨烯有关的论文为278篇,2012年为494篇,2013年为718篇,2014年上升至914篇,2015年为1239篇;技术专利上。目前我国在国际上已经申请2200多项石墨烯专利技术,约为全球石墨烯专利技术的三分之一。
资料来源:前瞻产业研究院整理
产业规模上,我国形成了以江苏省(常州、无锡、南京等地)为中心,宁波、青岛、重庆、德阳、河北、北京等地活跃分散发展的格局。产业链中,下游公司居多。目前,我国石墨烯产业已经有超过50 家的制备及相关应用开发企业,目前市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。
破除发展瓶颈 石墨烯千亿元产业规模前景可期
目前我国石墨烯仍处于产业化初期,善未完全实现石墨烯的规模化应用,对石墨烯产品最大的需求市场仍然是科研院校和少量生产厂商。由于下游需求未起,大部分石墨烯企业目前仍无法找到稳定的商业模式和盈利模式。
国内石墨烯相关企业获利困难(单位:百万)
资料来源:前瞻产业研究院整理
阻碍石墨烯大规模商业化应用的难点在于两个方面:工艺上来看,如何批量化地制备大面积、稳定性好、高质量的石墨烯是难点之一,目前整个行业仍处于产品研发阶段,只有少数企业能够大规模制备高质量石墨烯,行业层面的不良率影响了下游的应用推广;销售层面上看,业内企业仍无法稳定获取利润,如何整合上下游产业链,即推广或销售将成为石墨烯产业发展的关键。
根据《<中国制造2025>重点领域技术路线图》的要求,2020年石墨烯需要形成百亿产业规模,2025年整体产业规模突破千亿,为实现这一发展目标,我国石墨烯产业应该在以下方面取得突破:
其一,提高技术,让石墨烯材料能够应用在更多的下游产品和领域中。未来,石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,在纳米电子器件,光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。
其二,主攻消费类电子产品。石墨烯制备水平和应用技术水平的发展是相辅相成的,以目前的发展水平看,电子元件领域的应用对石墨烯的质量和技术要求最高,也最难以实现,我们预计其应用在10年左右;石墨烯在消费电子类的应用主要需克服制备技术的难关,这也是目前石墨烯研究中最热点的方向。
其三,积极与国外机构合作,或并购海外优秀的石墨烯公司,这将是我国石墨烯产业提高技术,扩大规模的“捷径”。
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