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臨門一腳 石墨烯該如何突破產(chǎn)業(yè)化前期

2017-04-06

日前,能源商學(xué)院請來工信部賽迪研究院原材料工業(yè)研究所所長肖勁松,給學(xué)員們開講有關(guān)“石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展及政策分析”的課程。肖勁松認(rèn)為,當(dāng)下石墨烯產(chǎn)業(yè)“冷熱不均”的現(xiàn)象依然存在,石墨烯進(jìn)入成熟產(chǎn)業(yè)化階段還需要關(guān)鍵的臨門一腳。

概念導(dǎo)入期、產(chǎn)業(yè)化突破前期

據(jù)國知專利預(yù)警數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前中國石墨烯專利申請量逾16000件,占全球總數(shù)的68.2%,排在第二、三名的美國、韓國,則分別占11.6%和10.6%。

盡管中國石墨烯專利申請量高居世界第一,肖勁松認(rèn)為,經(jīng)過實驗室研究和早期產(chǎn)業(yè)化階段后,當(dāng)前制備水平較為成熟,中高端石墨烯產(chǎn)品開始產(chǎn)業(yè)化,石墨烯超級電容、觸摸屏、電子器件導(dǎo)電電極等產(chǎn)品下游需求迅速打開,但目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段依然處于“概念導(dǎo)入期、產(chǎn)業(yè)化突破前期”。

預(yù)計要到2021年之后,能發(fā)揮石墨烯獨特優(yōu)勢的高端器件及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化,如石墨烯太赫茲檢測器、生物傳感器、海水淡化濾膜、激光發(fā)射器、集成電路等全面發(fā)展,石墨烯產(chǎn)業(yè)才能進(jìn)入成熟階段。

當(dāng)前,阻礙產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的問題主要集中在以下幾點:

1、隊伍龐大,初創(chuàng)期的小微企業(yè)居多,處于小作坊式的各自為陣狀態(tài),有實力的大企業(yè)實質(zhì)性參與極少;

2、急功近利傾向嚴(yán)重,只重視低端產(chǎn)品,輕視對未來石墨烯產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)的關(guān)注;

3、專利數(shù)量多,但創(chuàng)新能力不足,缺少真正的核心知識產(chǎn)權(quán);

4、資本市場炒作,魚目混珠,產(chǎn)業(yè)園區(qū)盲目建設(shè),簡單重復(fù)現(xiàn)象嚴(yán)重;

5、檢測標(biāo)準(zhǔn)尚未建立,市場產(chǎn)品魚龍混雜;

6、經(jīng)費投入分散且嚴(yán)重不足,缺少整體布局。

冷熱不均的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

肖勁松指出,當(dāng)前石墨烯產(chǎn)業(yè)面臨三大“冷熱不均”的尷尬。

1、學(xué)術(shù)界、資本界、媒體的熱與產(chǎn)業(yè)界的冷

在投資者尚未弄清石墨烯與石墨、石墨烯粉到底是什么關(guān)系,資本市場的熱度持續(xù)高漲,不少上市公司、投資機構(gòu)涉足石墨烯概念股。股市上沒有人會真正關(guān)心技術(shù),券商更關(guān)心的是交易和傭金,對企業(yè)市值被炒高樂見其成。

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產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不是一蹴而就,而是一個長期的、緩慢的過程。目前資本市場將石墨烯捧成了上帝材料 、但國內(nèi)研究缺少有價值的專業(yè)和研發(fā)成果,上市公司大都是處于虧損狀態(tài),石墨烯市場虛火過旺。產(chǎn)業(yè)界的態(tài)度是“不見兔子不撒鷹”。

2、政府招商的熱與落地配套政策的冷

目前很多地方政府,對石墨烯項目和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展興趣很高。這體現(xiàn)了這些地?政府長遠(yuǎn)的眼光、敢為天下先的勇氣。目前來看,在國內(nèi)真正能起到天使投資作用的,可能就是各個地方政府,這也是由我國的國情所決定。在石墨烯項目的招商上,地方政府不遺余力、出手大方。但是,石墨烯產(chǎn)業(yè)存在的很多問題是系統(tǒng)性問題,僅僅靠資金和創(chuàng)業(yè)團隊依然不能得到解決。

目前,石墨烯產(chǎn)業(yè)主要遇到的問題是環(huán)評、安全生產(chǎn)資質(zhì)、廢料處理、出口等方面沒有配套政策跟進(jìn)?;瘜W(xué)法是目前最有可能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)石墨烯的方法之一。目前對石墨烯敞開懷抱的城市大多是對環(huán)保要求極高的城市,所以環(huán)保問題是必須要解決的問題。

3、中國群眾運動式的熱和發(fā)達(dá)國家注重長遠(yuǎn)的冷

我國的石墨烯研究基本上屬于自發(fā)性的群眾運動模式,一大堆人搶一塊很小的蛋糕,投入非常散,缺少國家層面的全局性規(guī)劃,這樣就很難布局長遠(yuǎn)的目標(biāo)。這種投入方式帶來的常常是表面上的繁榮,并且造成人力、物力和財力資源的極大浪費。這就需要整合資源,從分散走向集約。

歐洲、美國、日本、韓國等許多國家和地區(qū)都進(jìn)行了一系列相關(guān)研究,支持了許多項目,對推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了戰(zhàn)略部署。歐盟選定石墨烯旗艦研究項目作為首批技術(shù)旗艦項目之一。

如何走過最后一里?

在三部委聯(lián)合發(fā)布《指導(dǎo)意見》后,當(dāng)前各界對石墨烯產(chǎn)業(yè)的基本判斷是“從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化”的關(guān)鍵時期,基本定位為“先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)”,且要分為2018和2020兩個子階段積極推進(jìn)。在此過程中,肖勁松建議道:

1、明確政府的角色定位,布局未來石墨烯產(chǎn)業(yè)核心技術(shù),中低端產(chǎn)品放手交給市場和企業(yè),鼓勵和引導(dǎo)社會資本進(jìn)入石墨烯產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域;

2、建設(shè)數(shù)個面向未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的高端研發(fā)機構(gòu),集中投入、穩(wěn)定支持,體現(xiàn)國家意志。如:設(shè)立國家級石墨烯研發(fā)機構(gòu),建立若干國家級石墨烯新創(chuàng)新中心;設(shè)立石墨烯發(fā)展專項計劃和專項基金;

3、借力“中國制造2025”,重點布局石墨烯材料的生產(chǎn)裝備研發(fā),帶動新材料產(chǎn)業(yè)裝備制造業(yè)發(fā)展;

4、加快制定正確的技術(shù)路線和材料標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;

5、以石墨烯新材料研發(fā)為抓手,鼓勵機制體制創(chuàng)新,探索高效率的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新之路。通過“研發(fā)代工模式”解決企業(yè)研發(fā)力量的不足和專業(yè)研發(fā)機構(gòu)產(chǎn)業(yè)化的難題;

6、像稀土一樣,將石墨礦確定為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。

延伸:有關(guān)石墨烯的四個誤導(dǎo)

誤導(dǎo)一:石墨烯的發(fā)展將依托于石墨資源

將石墨烯的產(chǎn)業(yè)稀缺性和資源稀缺性進(jìn)行混淆。雖然石墨烯早是從石墨中發(fā)現(xiàn)的,但是產(chǎn)業(yè)化制備石墨烯薄膜主要是以甲烷、乙炔等含碳?xì)怏w為原料,與石墨沒有關(guān)系。而石墨烯粉體雖然由石墨生產(chǎn),但是對資源的耗費量很少。

誤導(dǎo)二:將石墨烯的微觀性能夸大為宏觀性能

石墨烯的極強導(dǎo)電性、強度、透光性和導(dǎo)熱性等特性,只是單原子厚度石墨烯的微觀性能。一張保鮮膜厚的石墨烯能撐起一頭大象,用石墨烯制造防彈衣、太空繩;石墨烯無法用于大型器件散熱,而更適合極微小器件散熱;用石墨烯制作超級電纜,不適合制造普通電纜、導(dǎo)線,只適合作微電路。

誤導(dǎo)三:將石墨烯作為半導(dǎo)體的替代材料想象得過于樂觀

目前石墨烯半導(dǎo)體還處于理論假設(shè)和概念宣傳階段。石墨烯的特性更接近于導(dǎo)體,目前通過摻雜實現(xiàn)石墨烯的半導(dǎo)體在學(xué)術(shù)理論中還有不小的問題。而氧化石墨烯雖然能夠表現(xiàn)出半導(dǎo)體的特性,但性能差強人意。石墨烯成為硅半導(dǎo)體的替代材料在20-30年內(nèi)難以實現(xiàn)。

誤導(dǎo)四:混淆石墨粉體與石墨烯概念

大量膨脹石墨、石墨微片在其中魚目混珠。企業(yè)向原有材料中添加石墨烯粉體,就可以聲稱提高甚至大幅提高了產(chǎn)品性能,從而得到資本市場的炒作。然而,企業(yè)添加的粉體到底是不是石墨烯無人知曉。改善的性能中,石墨烯的貢獻(xiàn)多少,都值得懷疑。


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