產學差距究竟有多大–#10.評 「石墨烯:概念熱捧遭遇市場尷尬 行業發展步履蹣跚」
2016-06-30
【2016-06-28 中國產經新聞】近日,工信部賽迪研究院原材料工業研究所所長肖勁松表示,建議「十三五」設立國家級石墨烯研發機構,將石墨烯產業發展寫入國家「十三五」規劃,並設立石墨烯發展專項計劃和專項基金,鼓勵和引導社會資本進入石墨烯產業領域。肖勁松的這一建議,被業內觀察者認為,是推動石墨烯產業關鍵技術在「十三五」期間實現突破,並快速實現產業化的重要信號。
肖勁松介紹,石墨烯產業正處於概念導入期、產業化突破前期。整體上,還處在以研究為主的階段,產品大都處在實驗室階段,產業化進程相對較慢。如果按照硅材料產業的成熟周期為 20 年來推斷,石墨烯產業化成熟至少還需要 5-10 年。有業內觀察者認為,2016 年是國內石墨烯產業的政策大年,同時,預計國家多個部門有望出台多項產業政策對石墨烯進行重點扶持,從而進一步加快國內石墨烯的應用產業化。中研普華研究員王駿在接受記者採訪時表示,「十三五」期間,石墨烯產業將逐步形成電動汽車鋰電池用石墨烯基電極材料、海洋工程用石墨烯基防腐塗料、柔性電子用石墨烯薄膜、光電領域用石墨烯基高性能熱界面材料在內的四大產業集群,全行業產業規模有望突破千億元。「經常可以看到與石墨烯有關的研究進展和某種石墨烯產品的問世,但實際進展、產業化研發和市場情況並不樂觀。」王駿對記者說,在石墨烯產品的產業化技術發展上,目前,存在一哄而上、炒作痕迹現象明顯。石墨烯製備技術雖已成熟,但在石墨烯陸續投放市場時,還會經受市場的考驗。有業內人士稱,針對下游應用領域,科研人員還需進一步完善和優化技術,針對每一個應用領域的要求,優化每一個石墨烯產品的性能和穩定性。但這個過程不能一蹴而就,需要若干年的積累。目前,行業發展正如肖勁松公開所言,呈現冷熱不均的局面,一是學術界、資本界、媒體的熱與產業界的冷;二是政府招商的熱與落地配套政策的冷;三是中國群眾式的熱和發達國家注重長遠的冷。賀在華認為,任何一個新產業概念的出現,都會經歷這種冷熱不均的局面,關鍵是如何突破這種冷熱不均的局面。
對此,賀在華建議,首先應在石墨烯應用技術方面取得突破,刺激產業界的投資慾望;其次,政府應該加快建立相關政策體系,配套政策具體化、細則化,不能僅僅停留在大方向上;最後,加大下游應用領域研發,發揮市場在石墨烯產業化進程中的驅動作用。毫無疑問,就目前真正原創性的基礎研究和應用基礎研究方面,石墨烯產業還存在很多不足,面向產業化的關鍵技術和工程化研究也亟須加強。日前,國家發展改革委、工業和信息化部、國家能源局組織編製並印發了《中國製造2025-能源裝備實施方案》。該政策主要圍繞確保能源安全供應、推動清潔能源發展和化石能源清潔高效利用 3 個方面確定了 15 個領域的能源裝備發展任務,在儲能裝備中大容量超級電容儲能裝備,突破新型電極材料、電解質材料及超級電容器新體系等,研究高性能石墨烯及其複合材料的宏量製備提出了具體發展目標。「這勢必會對石墨烯產業市場化發展進程起到『助推』作用。」
看起來好像蠻符合現況的,但在我還沒展現志陽目前的成果前,我先嘗試回答目前石墨烯產業所遇到的十個問題。
問題一:石墨烯在 2015年的產值有多少?
答:
石墨烯產業是非常有活力的朝陽產業。據不完全統計,目前我國石墨烯產業共有中小型企業約 80 家,此外上市公司公告表示涉及石墨烯行業的有約 20 家。雖然沒有官方統計數字,但據業內人士估算整個行業的產值大約在 3 ~5 億元左右,但大半是販賣製備石墨烯的設備收入為多。目前,我國絕大多數實際從事石墨烯研發、生產、應用的石墨烯企業都處於起步階段,甚至是剛剛成立的創業團隊,除少數幾家企業外,銷售額大都不超過百萬量級;而上市公司或投資基金參與的方式主要是股權投資或項目投資,大多數沒有直接參与。
據北京市場信息調查公司 ResearchINChina 估算,2018 年中國石墨烯市場產值將增至2億美元,現在全球產值為 6500 萬美元,2015 年的全球石墨烯產值僅為 2440 萬美元。整體而言,中國全力扶植石墨烯做為前沿材料是對的方向,但可能擬訂政策的官員並不真正了解羅列在現代電子信息、先進軌道及海洋工程等十二項重大產業領域竟然與石墨烯息息相關。原因很簡單,所有產品都講求電、熱、磁、潤滑及機械性能,石墨烯在各種物性上都是最佳材料,所以沒有進入不了的產業。
問題二:為何石墨烯在中國已經發展超過五年,整體進度還是不盡人意?
答:
中國在 2010 年起從華南成立了第一家石墨烯公司開始,這幾年從石墨烯概念股到石墨烯產業園的轉變,中國儼然成為全球投入在石墨烯最多資源的國家,但我們觀察至少有三個誤區讓這個優勢沒有彰顯出來,第一,為了可量產及遷就成本而選擇了氧化還原法,六年過去了證實可應用的產品不多;第二,石墨烯業者對於行業產品特性理解不足,淪為材料供貨商,而石墨烯是需要客制配套相關應用技術的,所以形成雞同鴨講的局面;第三,政府牽頭成立產業聯盟,卻沒有真正技術及產品實現,久而久之認同感低落。那怎樣的方式才能實現真正的石墨烯產業化呢?
很簡單,就是做出「接地氣」的石墨烯產品,用高性價比做到「進口替代」。我在這裡也建議各位怎麼去看一家公司在石墨烯發展是否有前途?第一,光說自己可以生產幾千噸但沒有可以拿出來的石墨烯產品;第二,公司成立超過三年還在賣石墨烯粉體及懸浮液;第三,說自己有石墨烯應用產品,卻沒有自己的石墨烯材料。有這些情況的石墨烯廠商,各位真的要仔細了解一下。
問題三:各地陸續成立石墨烯產業聯盟,對產業化推展有利嗎?
答:
很多業者把石墨烯產業化的停滯歸咎於缺少政策的規劃與引導,這點我頗不以為然。先進國家是盡量避免「保護主義」抬頭,讓市場運作機製做自然淘汰,畢竟我們不是跟國內比,還要跟國際比賽。反觀石墨烯是個前沿產業,無論產業界還是政策層面,對石墨烯這種新材料的理解都是不夠的。在這種情況下,普遍發現各地石墨烯產業化沒有清晰的思路,重複建設、盲目上馬的現象比比皆是。
成立石墨烯產業聯盟的方向是對的,但方法卻是偏差的。多數參與聯盟的企業只不過是對石墨烯懷抱希望,希望能在技術轉型上取得先機,一旦久久無法得到該有的技術提升,就失去大家原來的熱誠。我們認為成功的應用產品項目上市才是凝聚石墨烯聯盟向心力的最有力保障,所以聯盟不該由政府主導,該由有實力把石墨烯落實到每個項目的企業來推動,政策及資金作為後盾才能集成為一個完整的石墨烯產業平台。
問題四:中國製造 2025 把石墨烯列入政策將有利石墨烯產業發展嗎?
答:
石墨烯的很多基礎科學問題和結構——性質關係,仍然沒有透徹、深刻的認識。我自己的石墨烯讓客戶驗證卻說我的不是石墨烯,就是因為石墨烯表徵無法用一種檢測方式就可以判定,以免陷入見樹不見林的困局。最嚴重的是,在企業層面沒有紮實的科學研究作為基礎,甚至學校課題組發表篇論文就跑出來開家公司說自己是石墨烯公司,這真是只有在中國才會發生的笑話。
中國在「十二五」規劃中就已將石墨烯等新材料作為重要的戰略新興產業,隨後我國陸續為石墨烯相關項目給予資金支持,並引導成立了中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟,助力石墨烯在技術路線、標準戰略、專利布局、國際合作等的發展,但五年過去了我們並沒有得到我們想要的成果,反而像是陷入了困局無法在技術上突破。
問題五:自稱比諾獎得主更早發現石墨烯的專家說:石墨烯產業需要一個比較寬鬆的成長環境,對嗎?
答:
這位張博士完全符合我在前面所說的第一第二點,他自 2002 年就開始研究石墨烯,到現在也有 200 多項石墨烯相關專利,但沒有看到任何應用產品上市,卻能宣稱要量產 1000 噸單層石墨烯。這個邏輯真是讓人匪夷所思,在不清楚石墨烯要做成甚麼應用技術,單層石墨烯是否符合所有產品需要都沒有確認前,以摻入率 1 wt% 計算,需要 10 萬噸終端產品去化,這不是自殺這是甚麼?難怪這麼多年來還是沒看到成果出來。
石墨烯的確是個新興產業,但石墨烯不是需要一個比較寬鬆的成長環境,而是要面對現有產品的挑戰,也就是轉換「技術者思維」改為「消費者角度」去做石墨烯產業。在商業時代里,再也沒有人會傻到用更高的價格買到不實用的產品。說甚麼需要一點時間讓社會大眾多去了解石墨烯,石墨烯應用在哪裡?錯得離譜,完全是技術者的思維。消費者要的就是性價比高的產品,我管你是不是石墨烯做的,只要你物超所值,我哪需要知道甚麼是石墨烯,連夜排隊買我都願意。
問題六:坊間現有石墨烯產品為何無法一炮而紅?
答:
首先,石墨烯目前的製備成本還是比一般材料高,產品導入一開始就往民生消費用品推廣就是一大錯誤。原因有三,第一、從經濟規模來說,民生用品用量少,成本分攤大,既然價格高,消費者對價格敏感就會反應在「親身感受」上;第二、石墨烯產品不是「非它不可」的材料,終究要跟現有產品做 PK,由於成本高自然先天上比較吃虧;第三、其實最嚴重的還是魚龍混雜,炒作過度。甚至一些人有意藉助石墨烯來宣傳不直接相關的企業和產品。而媒體和終端用戶由於專業知識的缺乏,往往很難分辨真偽,一次次被石墨烯新聞影響,對石墨烯有錯誤的印象和期望值。這對石墨烯產業發展非常有害,甚至是破壞性的。
問題七:石墨烯的應用極其廣泛,沒有任何一家公司能獨立開發出所有的應用,是對的嗎?
答:
現在大家都能接受:不同的應用技術需要不同的石墨烯。那換個角度來想,越多的石墨烯材料組合不就可以配套出越多的應用技術,這點就是志陽能在短期內開發那麼多應用技術的訣竅。我們做任何新的石墨烯應用技術項目首先會審閱國內外文獻及專利,其目的在了解相關的機理,及研究者使用何種類型的石墨烯,這通常節省了我們摸索的時間與成本。
所以說沒有任何一家公司能獨立開發出所有的應用,我真的不以為然。我如果沒有適合的石墨烯材料,要嘛我自己製備,要嘛我跟對方合作開發,再把材料提供給適合的課題組實驗,我想還是可以做很多項目的。如果你問我進行這麼多開發項目最怕的是甚麼?就是我沒有可以量產的設備,必須找到適合客戶合作開發,至於簡單的工藝花錢外包都可以解決,也不必甚麼都要買設備進來。但還有一種困擾是,某些公司怕與材料商合作會把技術外泄,有時候也只有割愛了。
問題八:石墨烯短期不會有殺手級的應用產品上市嗎?
答:
有人說從 2004 年發現石墨烯的存在,到今天也不過只有短短 12 年。石墨烯科學和石墨烯產業都處於早期的發展階段,石墨烯產業尚沒有一個真正的「殺手級應用」。雖然行業內對石墨烯塗料、超級電容器、透明導電膜等等方向都非常看好,也投入了大量的資源,但是至今為止仍然不能說上述產品是真正的產業化突破,也沒有如預期中產生巨大的經濟和社會效益。
過去因為石墨烯成本高,企業多半以嘗試心態進行,現在價格掉下來了,卻發現氧化還原法無用論,真是欲哭無淚。誠如前面所云,石墨烯要先實現的產品還是要回到工業製品上,而且是「接地氣」像塗料、高分子及水泥這種門坎低、銷量大的產品。像志陽為常州某廠商開發出熱導率超過 15 的散熱塗料,及阻隔性提升 2500 倍的真空隔熱板就是循著這個思路來進行開發。
問題九:目前石墨烯產業化還存在技術、市場以及成本這三個主要問題嗎?
答:
提出這個觀點的調研機構還是只看到表面,沒有蹲下去真正看到很多產品已經做到了「進口替代」。這幾天我跟常州某家做石墨烯薄膜的朋友談到這個問題,他們很有信心地說已經供貨給國內大廠,也陸續進行了很多薄膜的新項目。所以不僅志陽低調把項目做實,在中國還是有著不炒作能苦幹、實作的石墨烯公司值得鼓勵。
我們認為,市場不是一開始就要做「高大上」的技術,石墨烯的成本已經低於每噸 20 萬元,以用量比都已經比導電碳黑或活性碳更具競爭力;在技術方面志陽也已經幫客戶做出很多高性價比的產品了,至於市場當然就是先席捲現有市場,幫工業客戶解決問題,而這些突破的技術也是目前其他材料做不到水平的領域先走。依據我目前開發成功的經驗,塗料、塑料及水泥最先可以普及。
問題十:石墨烯產業化成熟還需要 5~10 年嗎?
答:
這樣看來即便「中國製造 2025」中宣示要到 2018 年才有石墨烯產品出現、2020 年才能實現石墨烯產業化,志陽已經證明可以提前三年實現。目前通過客戶驗證的石墨烯產品不僅可達到「進口替代」的水平,而且相關技術都能領先全球,更讓我們堅信石墨烯是中國在材料界「彎道超車」的絕佳機會。
最後,我們要說的是:石墨烯現階段並非大家看到的步履蹣跚,反而是真正在做事的我們不懂去宣傳自己,讓那些有心之士忙著炒作,但我們相信大家眼睛是雪亮的,一旦石墨烯產品陸續發表上市,就可以喚回各位當初對石墨烯的期望的。
目前,新材料產業「十三五」規劃編制基本結束,已於近期送至相關主管部門審議,預計將於今年上半年正式公布。據悉,新材料產業「十三五」規劃中,在前沿新材料領域,將重點發展石墨烯、3D列印、超導、智能仿生等 4 大類 14 個分類材料。此前發布的《中國製造 2025 重點領域技術路線圖》進一步明確了未來十年我國石墨烯產業的發展路徑,總體目標是「2020 年形成百億元產業規模,2025 年 整體產業規模突破千億元」。
石墨烯科技成果的轉換在中國目前主要有三種模式,第一種可以稱為「常州模式」,當地政府建立產學研的平台——江南石墨烯研究院,人才引進、資金獲取、發展路徑均以市場化方式運作。第二是學院派模式,以寧波墨西和重慶墨希為代表,在國家科研經費支持下形成了一些知識產權和研究成果。第三種是大學模式,在中國主要依靠教授單打獨鬥,影響甚微。但幾年過去了效果還是有限,未來也不太樂觀。
為此,我們提出志陽版的「中國石墨烯旗艦計劃」,目前正在華北幾個省籌備中。首先,推動以實際可落地石墨烯應用技術項目為主軸的各省產業聯盟,亦即通過合作開發或委託志陽開發形成閉鎖式聯盟;第二,積累各項石墨烯成果成立四大地理區的石墨烯研究院,或與具渠道實力的公司成立功能型石墨烯研究院,對外演示並招攬更多有潛力的上下游企業加入;第三,在各省成立志陽合資公司,涵蓋生產基地、研究中心、檢測中心及孵化器,引進當地優質課題組參與合作開發,作為整個平台延伸的研發力量;第四,成立石墨烯產業園,引進優惠政策在各地形成結合當地產業特色之專屬石墨烯產業園;第五,協助優質公司或課題組公開發行及上市,引進資金提高產能。
這樣,不僅從一開始就解決企業轉型的壓力,在發展的過程中也一併解決就業、創業及政府稅收的問題,真正為實踐中國製造 2025 而努力。而且不必等到 2020 年才實現,我們已經快有成效了,請大家繼續支持我們。
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