石墨烯材料推广应用探讨

2017-12-15 05:08侯雪陆平张洪国侯彦全曹茜芮
中国工业和信息化 2017年8期
关键词:石墨发展

文/ 侯雪 陆平 张洪国 侯彦全 曹茜芮

石墨烯材料推广应用探讨

文/ 侯雪 陆平 张洪国 侯彦全 曹茜芮

基于“新兴产业百人会”举办的“石墨烯产业发展论坛”的观点和各地发展石墨烯产业的典型经验,赛迪智库规划研究所提出,我国石墨烯产业目前处于国际领先地位,但亟须进一步启动重大研究计划,加强协同创新,力推产学研用金介协同发展;规范行业秩序,完善石墨烯相关的质量标准体系;因地制宜,找准石墨烯应用推广的突破口。

“新兴产业百人会”是一个非官方、非营利的公益性产业研究和交流平台,是在工信部规划司指导下,由赛迪研究院和中信集团有限公司联合一批有志于推进中国新兴产业发展的知名专家、企业家等共同发起,致力于前瞻研判全球新兴产业发展趋势,深度解析国内新兴产业领域的新机遇与新挑战,聚焦研究我国新兴产业发展的重大问题。2017年5月24-25日,“新兴产业百人会”在宁波举办石墨烯产业发展论坛,其主题是“石墨烯材料的推广与应用”,汇集了国家主管部门、地方政府、企业、金融投资机构、高校和科研院所、产业园区等方面的代表以及行业知名专家,从政产学研用金各方面为我国石墨烯产业发展建言献策。

石墨烯产业发展论坛观点精选

行业专家:积极抢抓石墨烯产业发展机遇

中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春作的主题演讲是《全球化视野下的中国石墨烯产业》,从产业政策角度对当前石墨烯产业的发展提出了几点看法。

一是发达国家正在积极布局石墨烯。欧盟启动了“石墨烯旗舰计划”,并将其列入欧盟战略层面;英国在积极参与“石墨烯旗舰计划”的同时,还专门建立了石墨烯研究院;美国、韩国和日本则通过支持大企业开展石墨烯核心技术研发,实现战略布局;澳大利亚通过支持高校建立研发平台,来推动石墨烯相关的研发工作。二是我国应进一步加快石墨烯产业布局。当前,我国石墨烯在产业化发展上处于全球领先地位,2016年相关产品销售额达到40亿元,预计2018年将达到100亿元。为保持这种领先地位,一方面,建议国家尽快启动《石墨烯重大研发计划》,布局一批立足基础、面向未来的战略高技术研发项目,为未来中国在高技术领域的国际竞争奠定基础;另一方面,建议发起成立“一带一路”石墨烯产业国际合作基金,精准对接国外的战略高技术研发项目,以项目投资切入,建立孵化平台和高科技公司,并选派专业人员参与后期研发,分享知识产权,在合适时机将成果转移到国内进行产业化。

研究学者:石墨烯储能应用前景广阔

清华大学深圳研究生院院长康飞宇的主题演讲《从石墨到石墨烯,储能应用前景展望》,对石墨烯研发趋势和应用现状做了深入探讨,观点如下:

一是国内外石墨烯研究和产业化领域存在差异。当前,国际上的研发主要集中于高附加值石墨烯基电子器件及高质量石墨烯制备技术,而我国主要集中在石墨烯宏量制备基础研究及储能领域应用探索。并且,国外基本都是大公司在参与研究与产业化,而我国石墨烯研究企业规模相对较小,更多的是依靠政府部门推动。当前我国石墨烯粉体市场已经敞开,但是石墨烯薄膜的CVD制备、石墨烯涂料、石墨导热、散热材料等市场尚未形成。二是石墨烯在储能领域拥有广阔的应用前景。研究显示,天然石墨在充放电时会带来10%的膨胀,使得天然石墨的循环性能面临一定困难,但如果运用微晶石墨,则充放电膨胀率就下降至3%,使得储能电池的循环性得到大幅提升。经过攻关,我国现已解决了石墨烯阻碍离子传输以及分散的问题,并研制出以石墨烯宏观体正极、碳包覆钛酸锂负极的锂离子电容器,实现了高能量密度和高功率密度。碳基材料将是能量储运/转化体系的核心材料/关键组分,未来石墨烯在传统锂电池、超级电容器市场的前景将十分广阔。

我国石墨烯领域的技术水平和产业化走在了全球前列。石墨烯目前不存在产能过剩问题,问题是需求不足。

企业代表:石墨烯产业发展瓶颈是市场开发不足

在高峰对话环节,常州第六元素董事长瞿研以企业家身份分享了对当前石墨烯产业的市场前景及发展瓶颈的认识,观点如下:

一是我国石墨烯领域的技术水平和产业化走在了全球前列。随着国家对石墨烯产业发展的高度重视,我国一批大中小企业纷纷布局石墨烯产业。在石墨烯产业如火如荼的发展过程中,石墨烯的制备问题已经解决。二是石墨烯目前不存在产能过剩问题,问题是需求不足。石墨烯的产业化、商业化市场问题,成为制约石墨烯产业发展的一个瓶颈。人们对石墨烯应用的期望过高,与石墨烯市场规模过小存在一定的矛盾。如何破解这种矛盾,加快石墨烯的市场应用,则决定着石墨烯产业的未来。

金融机构:通过产业基金,推动石墨烯产业应用

深圳紫金创投基金合伙人代淑香分享了资本投资在石墨烯产业发展中的实践与启示。可概括为两点。一是资金规模有待进一步扩大。当前,在石墨烯产业领域,各层面投入的资金规模不是很大,地方政府虽大力支持石墨烯产业发展,但真正落实的资金比重不是太高。二是产业基金的作用逐渐显现。通过设立产业基金推动石墨烯新技术与优势企业的结合,进而带动产业发展,已经成为推动石墨烯产业化和市场化较为成功的模式之一。例如,深圳利和天使、紫金天使这两家民营投资机构,以产业基金的形式,对全国近50%的石墨烯企业进行了投资布局,并取得了良好的投融资效益。

各地发展石墨烯产业的典型做法

宁波:攻坚关键技术,力推产业应用

宁波市石墨烯产业发展主要以攻坚关键技术为切入点,推动产业应用。一是加强顶层设计,形成推进合力。宁波市着力从源头上解决石墨烯应用中的共性技术难题,发布了《宁波市石墨烯技术和产业发展中长期规划》《宁波石墨烯产业三年攻坚行动计划》等政策保障文件,并将石墨烯材料列入宁波市“十三五”重点发展的八大细分领域之一,着力推进石墨烯上下游技术研发和应用推广,同时从重大项目入手,加快推进石墨烯产业布局。二是加强平台建设,成立创新中心。宁波市加大研发投入力度,设立了宁波石墨烯创新中心,创新中心通过建立政产学研用资协同创新机制,以突破技术成熟度4-6级的石墨烯产业共性关键技术为主要任务,通过技术转移、扩散,首次商业化和行业服务,加快成果转化,提升石墨烯产业创新能力。

常州:建立双创载体,优化产业生态

常州市紧紧抓住苏南自主创新示范区建设的契机,重点发展以石墨烯为引领的先进碳材料产业,通过创新载体和地域品牌建设优化行业生态体系。一是建立创新载体,夯实产业基础。2011年以来,常州市、区两级政府累计投资21亿元,建设了集江南石墨烯研究院、众创空间、孵化器、加速器、科技园多位一体的石墨烯产业园区,基本形成了以江南石墨烯研究院为核心的“一核三区”格局,面向全球集聚创新资源,不断完善创新载体建设,为石墨烯产业科技创新、技术转移、成果转化和产品质量提供技术支撑。二是注重品牌宣传,扩大产业影响。常州市积极承办中欧石墨烯高峰论坛、全球石墨烯创新发展大会、中国国际先进碳材料创新创业大赛决赛等一系列高层次的专业技术推广会议,注重接待各地代表团赴常调研,不断探索石墨烯产业政产学研全面深度融合新模式,加大常州石墨烯品牌的应用推广,提升全球资源集聚能力和附着力,提高常州石墨烯产品的市场竞争力。

上海:聚焦前端应用,打造中试基地

上海市聚焦石墨烯科研成果转化,以打造中试基地为目标,大力推动技术功能型平台建设。一是成立石墨烯产业技术功能型平台,并以此平台为核心,拓展到包括国家新型工业化产业示范基地在内的石墨烯“四新”基地。上海将石墨烯列入首批启动的18个功能型平台之中,以需求为导向,通过“基金+基地+人才”的模式,聚焦石墨烯前端应用,努力打破从技术到产业的通道,突破技术到应用的最后一公里。二是以打造中试基地为目标,推进科研成果转化,实现石墨烯下游应用,完善石墨烯产业链。目前该基地已在复合材料、热管理材料、储能材料等领域建立起若干条中试线,意在突破实验室成熟技术成果的产业化。

深圳:遵循市场规律,促进开放创新

深圳市以市场为导向,整合石墨烯产业发展的创新链、产业链和资本链。一是政策引导,加强顶层设计。深圳2014年提出要发展五大未来产业,每年对其投资15亿元。2017年初又提出十大行动计划,包括十大创新中心、十大科技基础设施、十大生产型公共服务平台等。二是以市场为导向,促进开放创新。深圳市通过市场机制来整合创新链、产业链和资本链,其创投机构数约占全国总数的1/3,基金管理规模突破1万亿元。2015年成立了先进石墨烯应用技术研究院,以打造开放式的石墨烯研究创新平台及多层次投融资平台。

石墨烯材料推广应用建议

集合优势资源,推动产、学、研、金、介、用协同发展

以“产”为主导、“学、研”为基础,突出“用”字当头、“介”来服务、“金”为动力,使产、学、研、金、介、用多渠道协同推进石墨烯产业化进程。通过企业、高校及科研机构、金融机构、科技中介机构等相互配合,集中各自优势资源,形成生产、研究、开发、应用、推广和管理于一体化的高效系统。在运行过程中发挥金融的核心纽带作用,围绕企业技术需求,依托高校院所特色优势,由龙头企业牵头,充分调动社会资本、中介机构参与,联合组建一批企业主导的产业技术创新战略联盟,着力推动全方位、多层次、可持续的合作,提高石墨烯产业链从实验成果到实际应用的整体效率,降低转化成本。

规范行业秩序,完善石墨烯相关的质量标准体系

依托现有国家级检测机构,建设石墨烯产品质量检测平台,研究成立石墨烯行业协会,规范行业秩序,增强企业自律,强化行业运行检测,强化行业统计和信息发布,加大宣传引导,营造良好的市场氛围。推动石墨烯技术标准联盟建设,加强石墨烯计量技术研究,加大计量基础设施建设投入,加强技术及应用数据累计,推动石墨烯材料标准出台,健全质量标准体系。积极开展国际合作交流,参与石墨烯国际标准制定,促进成果和经验分享,提升我国石墨烯产业的话语权和影响力。

因地制宜发展,找准石墨烯应用推广的突破口

各地发展石墨烯产业应结合本地区位优势、资源优势、产业优势和科技优势,在先进能源、航空航天、可穿戴电子、传感器件、微纳电子、生物医药、节能环保等前沿领域,因地制宜选择最有基础和条件的领域作为突破口,找准发展重点,布局一批立足长远、面向未来的基础性战略性重大研发项目。同时,还应综合考虑石墨烯产业基础、研发资源、配套能力和市场条件,鼓励优势地区加快发展,建设若干个企业集聚程度高、特色鲜明、功能突出、影响力大的石墨烯产业高地,避免盲目招商和低水平重复建设,做到有所为有所不为。

侯雪 陆平 张洪国 侯彦全 曹茜芮 赛迪智库规划所

责任编辑:张通

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