工信部、發(fā)改委、科技部、財(cái)政部近期聯(lián)合印發(fā)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，明確提出大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)。多數(shù)市場機(jī)構(gòu)預(yù)測，一旦石墨烯的制備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，其潛在市場巨大，將給多個行業(yè)帶來顛覆性的改變，相關(guān)市場規(guī)模有望快速增長，預(yù)計(jì)到2020年達(dá)到千億之巨。
不過，也有業(yè)內(nèi)人士坦言，石墨烯產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)，“誤導(dǎo)”宣傳、“大躍進(jìn)”發(fā)展以及大量落后產(chǎn)能等一系列問題亟待破解。
市場規(guī)模有望破千億
業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，未來五年到十年，石墨烯年產(chǎn)能將達(dá)到千噸級。到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得突破，并達(dá)到千億級別。
石墨烯是一種碳基新材料，有良好的光、電、熱、力性能，在電子信息、新材料、新能源、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域顯現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。目前，全球已有80多個國家投入石墨烯材料的研發(fā)，美、英、韓、日、歐等將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度，期待它帶來巨大市場價(jià)值。例如，目前研究普遍認(rèn)為，利用石墨烯材料制作的電池，擁有容量大充電快的特性，一旦成功應(yīng)用，將可使智能手機(jī)的使用時(shí)間和新能源汽車的行駛里程大大增加，有望在上述兩大產(chǎn)業(yè)中引發(fā)新的產(chǎn)業(yè)革命。
近年來，石墨烯研發(fā)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速。截至目前，相當(dāng)數(shù)量的研發(fā)項(xiàng)目已經(jīng)順利完成，并進(jìn)入商業(yè)化準(zhǔn)備期。例如，只用幾秒完成充電的石墨烯手機(jī)電池、石墨烯集成電路，以及高效的石墨烯生產(chǎn)工藝等產(chǎn)品和技術(shù)都已問世，并預(yù)計(jì)在2020年正式應(yīng)用。因此，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，石墨烯產(chǎn)業(yè)有望進(jìn)入井噴發(fā)展期，并有可能對電子信息、新材料、新能源、汽車、智能手機(jī)等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顛覆性的推動作用。
公開數(shù)據(jù)顯示，目前全球石墨烯年產(chǎn)能已達(dá)到百噸級，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，未來五年到十年，石墨烯年產(chǎn)能將達(dá)到千噸級。到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得突破，并達(dá)到千億級別。其中，新能源市場規(guī)模將突破534億元，復(fù)合材料市場規(guī)模將突破372億元，電子信息行業(yè)市場規(guī)模將突破267億元。
目前，產(chǎn)業(yè)界對石墨烯在新能源汽車電池領(lǐng)域的應(yīng)用寄予厚望。美國紐約州倫斯勒理工學(xué)院研究認(rèn)為，使用石墨烯制造的電池，充放電速度是鋰離子蓄電池的10倍。另有西班牙和韓國的實(shí)驗(yàn)表明，加入石墨烯后，新能源車的續(xù)航里程有可能達(dá)到1000公里，而充電時(shí)間只需要幾分鐘。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，盡管以石墨烯為原材料的新能源汽車電池，尚未大規(guī)模應(yīng)用，但已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。一旦這一領(lǐng)域獲得突破，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的瓶頸將被打破，新能源汽車產(chǎn)業(yè)有望迅速崛起，新能源汽車也將快速普及。
中科院院士劉忠范認(rèn)為，在目前的石墨烯研發(fā)基礎(chǔ)上，未來石墨烯產(chǎn)業(yè)將在三個領(lǐng)域有重大作為。第一種是類似碳纖維的石墨烯材料，將廣泛應(yīng)用于航空航天等高端裝備制造業(yè);第二種是類似于塑料的石墨烯材料，將廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，甚至可能在未來成為像塑料一樣普遍的材料;第三種是類似硅材料的石墨烯材料，將廣泛應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域，有望大大加速集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而推進(jìn)整個信息產(chǎn)業(yè)的再次產(chǎn)業(yè)革命。
此外，從目前石墨烯領(lǐng)域的研究看，石墨烯及其衍生物在納米藥物運(yùn)輸系統(tǒng)、生物檢測、生物成像、腫瘤治療等方面的應(yīng)用廣闊。以石墨烯為基層的生物裝置或生物傳感器可以用于細(xì)菌分析、DNA和蛋白質(zhì)檢測。如美國賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的石墨烯納米孔設(shè)備可以快速完成DNA測序;石墨烯量子點(diǎn)應(yīng)用于生物成像中，與熒光體相比具有熒光更穩(wěn)定、不會出現(xiàn)光漂白和不易光衰等特點(diǎn);石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究雖處于起步階段，但卻是產(chǎn)業(yè)化前景最為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域之一。
值得注意的是，雖然我國石墨烯產(chǎn)業(yè)起步相對較晚，但2010年后發(fā)展迅速，目前在主要研究領(lǐng)域均有涉獵，整體接近國外先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域領(lǐng)先并掌握了自主知識產(chǎn)權(quán)。數(shù)據(jù)顯示，截至2012年，我國石墨烯論文數(shù)量超過美國，位居世界首位;2015年全球石墨烯專利數(shù)據(jù)顯示，排名首位的依然是中國，之后是美國、韓國、日本。
與此同時(shí)，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也在提速。石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原料石墨，中游制備品薄膜、粉體和漿料等以及下游應(yīng)用市場。目前國內(nèi)已經(jīng)有數(shù)家企業(yè)具備年產(chǎn)百噸級石墨烯的生產(chǎn)能力。在應(yīng)用方面，我國在粉體領(lǐng)域水平已與國外接近。寧波、東莞、廈門等地企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了在鋰電池、涂料/油墨、改性塑料等領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)品。
