石墨烯,又一個被玩壞的概念?
寫這個文章是因為前一段又被刺激了一下。上個月30號發生的,省里突然又說建石墨烯產業園(我為什麼要說又呢),同事替我去做群演專家。回來後同事說是一家做苯板的企業,混了石墨烯就說自己變高大上的東西了,省里要給建個產業園啥的。我的天啊,真會玩啊,14年的時候忽悠了一波了,從省里要了不少錢(聽說要投資一個億)。當時請我們老大(實驗室主任,傑青)做的評審專家,當時老大極力反對,結果省里還是批了。這麼多年過去了,還是這玩意還能再玩一波。嗯,還是一樣的味道。幸好我沒去,要不我很可能當場就會說,「來,看我的嘴型!」
東經73°2959.79"E—135°2′30E,北緯3°3100N—53°33′N是一塊神奇的大地,這裡的人們勤勞聰明,思路開闊、靈活多變、善於創新。每每世界上有什麼新的動向,我們都能緊隨潮流,甚至每一樣新興科技我們都能立刻把概念用在生活中的產品上。納米技術剛被科普,滿大街的納米這納米那,對,當年還有賣納米水的(這智商稅收的);光催化和負氧離子被商家知道後,各種空氣凈化的設備,各種負氧漆,不知道買了這些產品的人長時間的使用後有沒有皮膚加速老化,有沒有得慢性呼吸道病;哪個生物技術得了諾獎啥的,馬上各種營養品保健品護膚品跟上,「來來來,智力提高了解一下,美白去皺了解一下,延年益壽了解一下」。這幾年輪到了石墨烯,而且這次時間維持特別長,從2010年「某特瑞」公司借著諾獎的風口開始炒,後續的企業一波波的跟著來,甚至做傢具的也玩石墨烯概念,一直持續到現在。也怪石墨烯太神奇了,神奇到什麼里都可以加,什麼都可以干,做內褲、做內衣、做化妝品、做套子,見過最神奇的應用是2015年在青島開會國際石墨烯大會,有個企業竟然要做石墨烯的personal lubricant。
而我所在的東北在石墨烯發展方面卻透著詭異。我們這裡有哈工大、哈工程、吉大、應化所、光機所、金屬所、化物所、大連理工,在科研實力上根本不比其他地區差,在石墨烯科研和技術開發上根本不落伍,我們課題組07年就開始做石墨烯研究了。可為什麼這裡的石墨烯的企業非常的少,更別說產業了。石墨烯院士成會明老師的技術為什麼在四川德陽落地?是這裡的企業思想太守舊,還是企業對技術不重視,是工業已經落伍,還是體制化太嚴重,又或者是....(知乎說這裡敏感)。反正表象就是投資不過山海關,新行業新東西到了這裡也都水土不服了。因為我不懂經濟,更不懂人性,所以我看不懂很正常。
就這樣,一個好好的材料在關內被玩到快要爛大街了,關外的人就圍觀它爛大街,最多就是一些做礦的,做低技術產品的偶爾來我們課題組借個東風。
吐槽歸吐槽,還是要理性的說說這個材料。理性是因為好多公眾號在發表關於石墨烯技術進展時的推文過分誇大,甚至把文獻中提出的方向性的技術直接說成已實現的應用。捧殺,無法想像文作者出於哪種目的。
其實很多科研人和一些投資人是堅信石墨烯未來一片光明的(當然也包括本人),但問題的根本還是要落在應用上。碳管、碳纖維、多孔炭、石墨,碳材料這麼多,石墨烯總要有個其他碳材料替代不了的應用。或者至少是在性價比上能夠替代某種碳材料才能實現商業價值。
借著我省石墨烯產業專家論證會上提的4個問題,我表達一些不成熟的想法。
1 石墨烯研發現狀、技術突破關鍵、及市場化前景。
首先還是要特別說明,因為石墨烯從結構上被分為了兩大類,薄膜石墨烯和粉體石墨烯,所以從技術上和應用上論也要分兩大類分別說。
從薄膜石墨烯領域,這種石墨烯主要是通過CVD方法製備,我國的技術發展一直處於領先水平,世界最大的單晶石墨烯,連續生產的千米石墨烯薄膜,生長在玻璃上的石墨烯,以多種類的有機氣體及液體製備石墨烯薄膜等等的技術都由我國首創,各中科院研究所和高校在實現這些技術上各有所長。而低成本廉價的製備薄膜石墨烯的技術我國一些企業也實現了。而粉體石墨烯也是類似的狀態,從方法上分,有氧化還原法(大多數企業和研究機構都用的方法)、有機質碳化法、石墨插層剝離法(化學剝離法,溶液電解剝離法和熔鹽電解剝離法)、石墨機械研磨/高速剪切法(石墨乳?)這些技術都已經實現了年產幾噸到幾百噸,有的品質高成本高,有的品質低產量大,各種各樣的特點也面向著各種各樣的應用需求。而且我國是粉體石墨烯生產量最大的國家,發展的勢頭也最強。
結合這兩點可以不嚴謹的說我國在石墨烯製備上已經國際領先了,各院所在製備方法上技術儲備期在2015前就結束了,只要有錢到了,招兵買馬,馬上都能批量生產。現在已經從製備這個技術的「點」過渡到應用技術開發的這個「面」上了。沒有了關卡式的技術突破關鍵,卻又處處都是技術突破的關鍵,因為面嚮應用有廣闊的空間,也有無限的難題,主要看要面向的是哪一種應用。這是一個「無人區」的狀態,因為它是全新的材料,帶來的也是全新的領域和無限可能的未來。所以市場化前景從長遠來看是毋庸置疑的,但從短期來看也是困難重重的。舉個例子,以常州二維碳素科技為例,公司成立與2011年12月,最早2012年公布首款石墨烯電容觸摸屏,2013年建立的世界首條年產3萬平米的石墨烯薄膜生產線,2014年成立子公司專門研究觸控屏,年產到達20萬平米,技術發展可以說是日新月。可是無法預測的是當年傳統觸摸屏價格大幅度下降,所有的投入成了「雞肋」。所以說新材料面臨的不僅僅是同行業者之間的競爭,更大的競爭來自於傳統產品和傳統行業,既要代替它,還要改變行業並得到認同,引導行業轉變和發展必然是困難重重的。這就像當年火車要代替馬車一樣,初期不被看好但長遠必然無可限量。剩下的事情就是堅持 「拓荒」,尋找新的切入點,以各種各樣的方法來解決未知的問題。
2.石墨烯產業化發展現狀,過程中的障礙,及前景。
幾乎每個新材料或新技術都大多要經過蓄勢期、爆發期、過熱期、冷靜期這幾個發展過程最終才能實現應用。石墨烯從04年發現開始到09年之前研究的人不多,而且研究的方向也主要偏重物理學方面,所以很多基本的理論和特性都在那時被發現,然後化學人介入開始開發合成方法和可能及不可能的應用。這個過程持續到2013年開始降溫,部分炒作概念的公司開始退卻,不過此時常州、蘇州、成都建立第一批石墨烯產業園。2015年是個轉折點,國際上對石墨烯的態度變得特別的關注,中國這些敏銳的商人們立刻順勢而動,概念玩的花樣翻新,於是石墨烯在全中國過熱。(突然讓我想起了2010年哥本哈根環境大會,碳排放概念的提出,讓沉浸20多年的CO2光催化or電催化又變得特別的火,每年文章無數。) 當年新註冊石墨烯企業超過50家,原本是一件好事的,但是很多不做石墨烯的企業也開始藉助概念,全民炒作石墨烯,甚至做傢具的也說自己是做石墨烯的。大量的資本進入,近十家企業上市,每年超過上百家石墨烯公司註冊。可是經過了沸沸揚揚的鬧騰之後,在中國市場上仍然沒有見到大量使用的石墨烯產品,包括名聲響亮的聖泉集團推進的石墨烯保健服裝產品,具體的銷量也不清楚。2017年石墨烯的發展最終還是回到了理性的狀態,一直安心做技術的科研機構及企業還是沿著原來應用探索穩步前行,許多資本在撈到一筆之後撤出了,盲目的要麼沉底了要麼隨著潮水的退去被捲走了。所有堅持生存的石墨烯企業還是回到了必須面對的問題,石墨烯到底怎麼用,用在哪,怎麼才能產生經濟價值,怎麼面對碳纖維、碳管、富勒烯的價格及性能優勢,甚至怎麼才有持續的競爭力?
統攬全國,石墨烯產業發展快,成規模的地區主要有以下四個,首先是蘇錫常地區,尤其是常州石墨烯發展最快,企業數量多也都比較成規模,例如第六元素、格菲、二維碳素等,上市公司也主要集中在這裡。此地依賴其強大的製造業基礎,發達的物流,及繁榮的經濟和創新能力,發展勢頭最是強勁。這裡石墨烯薄膜和粉體企業各佔一半,粉體企業在尋找與傳統製造業的結合,薄膜產業在探索新的產業。其次是山東省,因其有全國最大的石墨儲量,所以石墨烯產業發展受到重視,以產業升級為目標。企業主要以粉體石墨烯為主,企業主要分布在濟南和青島。山東聖泉集團是典型的企業轉型進入石墨烯領域的代表,企業主要從事酚醛樹脂及呋喃樹脂,在2014年全國上下減產能的大潮中轉型進入石墨烯領域。再次是珠三角地區,深圳周邊的城市。由於區域金融業發達,熱錢多,所以許多創業型的企業多選擇此處,部分創業者具有一定的技術特色,但多處於孵化期或潛伏期,等待市場的機遇或是政策的機遇,就如同當年的電子行業和鋰電行業一樣。最後就是成都重慶地區,最早一批建立石墨烯產業園,具體依據什麼發展個人不清楚。
總而言之,如今的石墨烯行業形勢就是投資趨於理性,收智商稅的風口過了。
行業發展的關鍵問題兩個字就是「應用」,如今每一個石墨烯企業都在做的事情就是找應用,大家公認的是不論是哪一種石墨烯,氧化的、插層的、還是石墨微片只有找到適合它的應用,他就是好產品。所有人都在針對自己的石墨烯的特點做特異性的應用開發,而開發時間最早開發最多的應用就是石墨烯防腐塗料和石墨烯複合材料,因這兩個行業涉及的實用領域最廣產生效益最快,所以幾乎所有的粉體石墨烯行業都在做這一領域的嘗試。
在前景上,可以預想到,經過一段時間的蟄伏,(不忽悠人的)石墨烯的應用產品會一個接一個的出現,有些是改變行業的,有的是提高性能的,有些是產品替代的。這一階段不會形成一家獨大的狀態,這是一個新興的領域,拓荒的階段就是各顯其能,無論是嫁接已有產業的,還是開發新產業的,不僅要看誰的路最先走通還要看誰的路越走越寬。所以在許多傳統的行業中都能見到石墨烯的身影,而許多新興的產品中,如壓力感測、觸摸感測,智能穿戴等等都會見到石墨烯的應用。而它能帶來具體多大的經濟效益這要被很多不確定因素決定,綜合考慮成本,技術,產業升級難度,行業壁壘,以及消費者認可度等等,這要具體產品具體分析,需要詳細的調研來判斷。總之前景美好,但蘊藏風險,不過商業反正就是如此,大家都在保密著悶著頭開發,誰知道公布時候會不會跟別人一樣了,或是功能重疊了,又或者直接被別人的產品技術跳躍替代了,也或者是技術超前不被市場認可了,或者乾脆就是被人抄襲了。
3.我省石墨烯產業化路徑,能否在能源汽車、醫療健康、複合材料相關走「石墨烯+已有產業」道路。(專家會上一個很具體的問題)
產業化路徑個人認為有幾種模式,一種是「開路模式」,就是源頭創新,開發一種終端產品可能會帶動大的變革。例如蘋果手機,徹底的改變生活,帶動整個手機行業的轉變,衍生出很多相關的產業,從每一個配件到每一個軟體,以及附屬的文化產業,娛樂產業。而石墨烯想要做開路模式,是非常難的(但也不是不可能的),因為石墨烯就是一個新的材料,不論它變身成什麼形式和構造,它最多也是以某一種配件出現在終端的產品中,它所展現和利用的就是它特有的物理化學性質。但也不是不可能,只是我個人想像力有限。
另一種是「修路模式」,也就是某一產業門檻越來越低或是競爭越演越烈,技術必須升級,在原有的產業上升級換代,引入新技術及新材料,不斷地提升,使其在原有的路上越走越順。這種模式很常見,尤其是製造業。
還有一種是「搭橋模式」,就是在產業邊緣進行跨界。通過新技術、新概念或新材料等衍生新的產業,也可以是借鑒兩個或幾個行業的技術為新材料建立專屬的新技術,從而使材料產生跨界的應用產品。這種模式對社會的變革推動也很大,例如互聯網貿易和互聯網金融,尤其是後者絕對是在跨界的過程中無形成長的巨人。
最後一種模式就是「走路模式」,就是走別人的路讓別人無路可走,這個好理解就是模仿,網路上流行的說法叫「微創新」,這個模式最常見,不必過多舉例絕對的中國特色。而且這個最保險,因為有風向標么,錯不了,外國有的換到中國來,這麼多人絕對有市場;先進地方有的,搬到落後地方也有的賺,打個時間差么;別人有的,我們來一些微改進,也能掙錢,要不怎麼摩拜單車比ofo起步晚還能套現成功並毫無下限的嘲笑了一下同齡人呢(腦補一下我吃不到葡萄的語調)。
不僅是我省的石墨烯產業化路徑,就是全國石墨烯發展也是選擇後三種,具體怎麼做這就要看手掌握的哪些資源了。賺錢么,為什麼非得用不一樣的方式去賺錢,新產品開發新市場不僅消耗宣傳成本還消耗時間成本,而且還面臨風險,到底面對的是不是一個成熟的市場根本未知。更重要的是只要是產品終究是有市場的,具體就是市場定位和利潤多少的問題,就像可口可樂當年市場定位在保健藥品領域,根本無人問津,結果變成飲料全世界大賣。「有產品可賣才有錢可賺。」商業的目的很簡單,就是賺錢。
「石墨烯+已有產業」道路是完全可以走通,問題的關鍵不在於可不可以,而在於怎麼執行,所有的問題都是這樣,不是目標行不行,而是執行堅決不堅決,執行的策略和方法對不對。
4.培育市場推動產業發展的政策提出意見和建議。
看到這個問題還是禁不住想吐槽,因為客套的建議提了也沒啥營養,苛刻的意見提了也不願意聽。首先是不知道本地區的培育政策具體是什麼,到出台了么還是需要我們提供建議他們再制定政策。其次是也不知道省里的目的到底是什麼,是像以前一樣假裝關心走走樣子,別冷落了石墨烯這麼熱門的東西,還是別的省有了我們也要跟著做的態度,又或者是真的發現本省還有幾個科研單位,有很多好技術應該好好發揮一下,給本省找幾個爆發點。再次是不知道省里想在這個過程中扮演一個怎麼樣的角色,是扶持者,聯絡者,還是宣傳者。如果是扶持者,那簡單啊,按照南方的模式照搬啊,給地批錢就行了,對石墨烯的創新企業直接扶持,給點力度大的扶持就像蘇州和常州一樣,如果考慮到本省經濟實力那就適當縮減力度。如果聯絡者,既然想做「石墨烯+已有產業」那就好好的徵集本省各企業升級改造的技術問題或是升級的意願方向,回饋給各研究機構,機構依據自身能力和技術基礎向企業提供技術支持或參與企業之中進行產業創新,政府在中間把溝通的問題解決。如果是宣傳者,那就沒有建議可提了。
(回想到開篇提到的那件群演的事,我發現關於這個問題的回答我還是天真了。)
多說兩句,「石墨烯+已有產業」是一個看似簡單,但在東北確實很難執行的方案,為什麼這麼說,最直接的原因就是需要多方配合,多方配合是一個變數最大的問題,不確定,還很難搞。首先,像上面說的,政府想幹什麼怎麼干不清楚?企業方面,整個東北經濟形勢就不好,現在減產能控環保,大部分民企就處在垂死的邊緣,哪有錢來升級技術,哪有心思去改造。國企想的是保持住別出亂子,這是個衙門口,不是企業,他要是想升級早就幹了,汽研就是典型的例子。再加上東北的創業氛圍,民間資本,投資環境和金融發達程度,創業就更難干,更別說石墨烯這樣的高投入緩產出的行業了。
問題自問自答完了。
其實靜下來想想,大部分人都是對自己的行業比較了解,所以才能看到它的不足,才會有發不完的牢騷。每個人、每個企業、每個行業都有各自的問題要面對,甚至無法解決。矮人有追不到的遠方,巨人有看不清的絆腳石。你有你的迷茫,他有他焦慮。尤其是在國家如此高速發展的時候,任何事情都是在不確定中尋找出路。既然認可了這個行業,就堅持走到底,見證它變得更好。
感謝潛心研究的科研人,和一無反顧的創業者,在石墨烯這條路上有幸與君同行。
以上
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