我國多地近年上馬石墨烯及相關(guān)產(chǎn)業(yè)熱情高漲,這一新興產(chǎn)業(yè)在加速發(fā)展的同時(shí),重上游輕下游、重科研輕應用、重噱頭輕實(shí)干等“泡沫化”端倪初顯。專(zhuān)家稱(chēng),若放任自流,恐將導致我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展“起大早、趕晚集”。建議制定國家層面的產(chǎn)業(yè)科技路線(xiàn)圖,積極搶奪全球石墨烯產(chǎn)業(yè)話(huà)語(yǔ)權,避免我國在石墨烯產(chǎn)業(yè)國際競爭中先發(fā)后至。
投資熱源于GDP沖動(dòng)
目前,我國一些石墨烯龍頭企業(yè)發(fā)展水平位居世界前列。不過(guò),在產(chǎn)業(yè)發(fā)展亮點(diǎn)頻現的同時(shí),一些急功近利現象值得警惕。當下,政府鼓勵發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè),加之其巨大的商業(yè)價(jià)值,政企高漲的投資熱情致使大批資金流向石墨烯領(lǐng)域,行業(yè)規模急速膨脹,“泡沫化”傾向初顯。
經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展,我國石墨烯產(chǎn)業(yè)基本形成以江蘇省為聚合區,其他多地碎片化存在的產(chǎn)業(yè)格局。
作為國內較早發(fā)展石墨烯的省份,江蘇在常州、無(wú)錫、泰州、南京等市均有石墨烯企業(yè)分布,其中常州市最為集中,共有石墨烯原料制備及應用領(lǐng)域規模以上工業(yè)企業(yè)33家,高新技術(shù)企業(yè)16家;無(wú)錫市于2013年12月成立石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范區,攜手中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟共建石墨烯產(chǎn)業(yè)園,成功培育出格菲電子、積匯新能源等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。
《經(jīng)濟參考報》記者粗略統計,除江蘇外,重慶、寧波、青島、德陽(yáng)、河北、北京等地亦在布局石墨烯產(chǎn)業(yè)。重慶將石墨烯列為十大戰略性新興產(chǎn)業(yè)之一。寧波發(fā)布了《寧波市石墨烯技術(shù)創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展規劃(2014-2023)》,將力爭用10年時(shí)間把寧波打造成全球最大規模石墨烯原材料生產(chǎn)基地,到2023年,關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)值實(shí)現千億元。
一些專(zhuān)家認為,當下的石墨烯熱與當年的造船、光伏投資沖動(dòng)如出一轍,反映出企業(yè)和政府根深蒂固的投機性。
一位石墨烯企業(yè)負責人甚至直言,這固然有企業(yè)家的盲目,但更多是地方政府的GDP沖動(dòng),背后蘊藏的“泡沫化”風(fēng)險不容小視。
上游強下游弱
我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛,但上游強下游弱、重科研輕應用、噱頭多實(shí)干少等現實(shí)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟須突破的瓶頸。
眼下,我國石墨烯薄膜和粉體制備初步實(shí)現量產(chǎn),甚至擁有全球最大規模石墨烯生產(chǎn)線(xiàn)。不過(guò),在附加值更高、應用更廣的石墨烯產(chǎn)業(yè)下游,我國仍處弱勢。
常州第六元素材料科技股份有限公司總經(jīng)理瞿研說(shuō),未來(lái)5年,石墨烯將成為一個(gè)萬(wàn)億級產(chǎn)業(yè),其中絕大部分體現在下游應用。
“現在幾家國際大公司大量向我們購買(mǎi)石墨烯粉體,用以研發(fā)下游應用,2016年預計達百?lài)。我國未?lái)產(chǎn)業(yè)下游被其他國家超越是最大隱憂(yōu)!宾难姓f(shuō)。
生產(chǎn)石墨烯手機散熱薄膜的常州碳元科技發(fā)展有限公司董事長(cháng)徐世中表示,下游應用都是高附加值行業(yè),若下游長(cháng)期發(fā)展不力將導致巨大利潤拱手讓人,更嚴重的是還將制約上游發(fā)展,最終使得我國產(chǎn)業(yè)初期積累的優(yōu)勢盡失。
《經(jīng)濟參考報》記者調研發(fā)現,當下美國、日本和歐洲的石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)都以企業(yè)為主體,如IBM、諾基亞等,韓國更是以三星公司為龍頭引領(lǐng)產(chǎn)學(xué)研結合的多維格局。而在我國,石墨烯相關(guān)技術(shù)的研發(fā)主體仍然是大學(xué)和科研機構。企業(yè)雖然已經(jīng)申請了一定數量的專(zhuān)利,但整體研發(fā)力量薄弱而分散,不利于石墨烯技術(shù)跨越式發(fā)展。
清華大學(xué)深圳研究生院院長(cháng)、碳材料專(zhuān)家康飛宇說(shuō),我國雖然在石墨烯論文發(fā)表量上位居全球首位,但不少科研院所并不知道產(chǎn)業(yè)界到底要什么,我國鮮見(jiàn)“石墨烯助力電動(dòng)車(chē)快速充電”等類(lèi)似爆炸性新聞,科研和應用脫節問(wèn)題突出,可謂“只見(jiàn)樓梯響、不見(jiàn)人下來(lái)”。
常州二維碳素科技有限公司總經(jīng)理金虎認為,國內石墨烯市場(chǎng)浮躁現象突出,有人急功近利想通過(guò)資本市場(chǎng)實(shí)現大量利潤,踏踏實(shí)實(shí)做事的企業(yè)和個(gè)人越來(lái)越少。一些本來(lái)與石墨烯業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的企業(yè),近年來(lái)改名換姓在資本市場(chǎng)圈錢(qián)。
深圳國創(chuàng )新能源研究院院長(cháng)、國家“千人計劃”專(zhuān)家茆勝表示,有些企業(yè)缺少核心技術(shù),卻打著(zhù)石墨烯的旗號去融資,導致市場(chǎng)魚(yú)龍混雜。公開(kāi)報道顯示,深圳一家上市公司甚至曾因涉嫌發(fā)布石墨烯虛假信息抬升股價(jià)而遭到證監會(huì )調查。
爭奪主導權
2012年,工業(yè)和信息化部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》將石墨烯作為前沿新材料之一。國家科技重大專(zhuān)項、國家973計劃圍繞“石墨烯宏量可控制備”“石墨烯基電路制造設備、工藝和材料創(chuàng )新”等方向部署了一批重大項目,取得了一批創(chuàng )新成果。然而諸多業(yè)內人士認為,我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展不能止于規劃和立項層面,還需更多謀劃和思考。
常州武進(jìn)區委書(shū)記周斌建議,把石墨烯提高到國家戰略性新材料的高度來(lái)認識和布局。他說(shuō),目前發(fā)改委、科技部、工信部等國家部委均對石墨烯產(chǎn)業(yè)有一定關(guān)注,若能將各自“碎片化”的支持擰成合力,將極大推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
康飛宇認為,作為一種新型材料,石墨烯運用方向技術(shù)難度不一,產(chǎn)業(yè)化輕重緩急亦有講究?山梃b歐盟經(jīng)驗,集中優(yōu)勢力量盡快制定石墨烯產(chǎn)業(yè)科技路線(xiàn)圖,按照先重后輕、先易后難原則穩步推進(jìn),防止一些地方和企業(yè)走彎路。
常州市副市長(cháng)王成斌表示,國內不少城市提出或者已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè),有積極性固然是好事,但要避免一哄而上造成產(chǎn)能過(guò)剩,國家可在產(chǎn)業(yè)初創(chuàng )期給予適當引導,對全國發(fā)展情況進(jìn)行評估并綜合布局,結合各地產(chǎn)業(yè)實(shí)際錯位分工。
徐世中建議選擇石墨烯發(fā)展相對前沿的省份,建立石墨烯產(chǎn)業(yè)部、省合作共建機制,并積極爭奪全球石墨烯領(lǐng)域的主導權。比如,可考慮編制并發(fā)布“全球石墨烯指數”。
記者了解到,得益于美國國防部高級研究計劃署出資設立的碳電子射頻應用項目,IBM的研究人員發(fā)明了迄今為止頻率最高的射頻石墨烯晶體管,速度高達100GHz,而此前的最好成績(jì)是40GHz。
江南石墨烯研究院院長(cháng)張朝暉表示,由于石墨烯產(chǎn)業(yè)孕育和成長(cháng)期較長(cháng),在產(chǎn)業(yè)化前需要巨額投入,中小企業(yè)在相當長(cháng)的時(shí)期內面臨較大的虧損壓力,因而美國軍方支持重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行研發(fā)突破的經(jīng)驗值得我國借鑒。
從海外引進(jìn)多個(gè)石墨烯研發(fā)團隊的深圳清華大學(xué)研究院原院長(cháng)馮冠平認為,可參考美國模式,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期加大投入力度,政府推動(dòng)引導資金向高科技資金、孵化器企業(yè)傾斜,利用企業(yè)的主體地位推動(dòng)創(chuàng )新。
針對目前國際上研究石墨烯的頂尖團隊大多有華人華僑參與這一現狀,常州市西太湖科技產(chǎn)業(yè)園科技局副局長(cháng)陳順明建議,每年由國家部委組織開(kāi)展石墨烯國際人才及項目對接會(huì )等活動(dòng),拓寬石墨烯國際頂尖人才及項目的引進(jìn)渠道,并支持地方出臺吸引石墨烯國際頂尖人才的相關(guān)政策,完善引才、用才、育才、留才的良性體系。
此外,有企業(yè)反映,其生產(chǎn)的石墨烯防腐涂料能夠有效替換掉原有涂料中的鋅粉,防腐效果大幅提升,但受制于我國對高強度防腐涂料的鋅含量有明確標準,導致缺鋅的新產(chǎn)品“不達標”而難以推廣。
業(yè)內人士認為,隨著(zhù)石墨烯產(chǎn)品逐步替換舊材料,類(lèi)似問(wèn)題將越來(lái)越多,建議國家對此予以重視,抓緊制定、修改相關(guān)行業(yè)標準。
材料、能源和信息技術(shù)被譽(yù)為當代文明的三大支柱,而新材料石墨烯跟這三者均息息相關(guān)。自2004年被成功從石墨分離出來(lái)后,石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,目前美歐韓均在搶占這一戰略制高點(diǎn)。
石墨烯可謂“材料之王”、“材料之最”。它是人類(lèi)已知的強度最高、韌性最好、重量最輕、透光率最高、導電性能最好的材料,在未來(lái)可廣泛運用于新能源、新一代信息技術(shù)、復合材料、生物醫藥和節能環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域。
深圳國創(chuàng )新能源研究院院長(cháng)、國家“千人計劃”專(zhuān)家茆勝說(shuō),石墨烯目前已知的運用價(jià)值主要體現在五個(gè)領(lǐng)域:儲能技術(shù)、柔性顯示器、高精度傳感器、快速導熱導電技術(shù)以及阻隔滲透技術(shù)。
比如,在儲能技術(shù)領(lǐng)域,使用石墨烯有望制造出超級電池和超級電容器。據西班牙《世界報》去年年底報道,西班牙一家公司已經(jīng)研制出世界上首例石墨烯聚合材料電池,8分鐘的充電時(shí)間可以讓電動(dòng)車(chē)續航1000公里。
在電子消費品領(lǐng)域,石墨烯可以制造出柔性顯示設備,大幅運用于將來(lái)的可穿戴設備上,韓國電子巨頭三星目前正在抓緊該領(lǐng)域的研究,以求在下一代移動(dòng)設備的競爭中奪得先機。
在阻隔滲透領(lǐng)域,去年一個(gè)中英合作項目發(fā)現氧化石墨烯薄膜具有“快速精密篩選離子”的性能,可以高效率地過(guò)濾海水中的鹽分,這意味著(zhù)制造一個(gè)幾分鐘內可將一杯海水淡化成飲用水的過(guò)濾裝置有望成為現實(shí)。
值得一提的是,石墨烯在軍工領(lǐng)域也有廣闊的運用前景,幾乎所有“上天入!钡能姽ぎa(chǎn)品都可用石墨烯改進(jìn)性能。通過(guò)添加石墨烯,江蘇一家公司已經(jīng)可以生產(chǎn)出高強度防腐涂料,可運用于我軍艦艇和海上項目上。
清華大學(xué)深圳研究生院院長(cháng)、碳材料專(zhuān)家康飛宇說(shuō),石墨烯特殊的聲光學(xué)性能,可運用于隱身材料上,超輕防彈衣,制造高能炸藥,其柔性顯示可用于未來(lái)的單兵作戰系統,頭盔、衣服、手套和襪子等都可以與之相結合,并可用石墨烯開(kāi)發(fā)出快速的人體、水質(zhì)和食品檢測工具等等。
由于石墨烯具有的優(yōu)異性能,世界上主要國家和大企業(yè)均對其高度重視,紛紛出臺計劃或支持措施,扶持石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,期望在石墨烯帶來(lái)的材料革命來(lái)臨之前,搶占這一戰略制高點(diǎn)。
2013年1月,歐盟委員會(huì )將石墨烯列為未來(lái)新興技術(shù)旗艦項目之一,計劃十年提供10億歐元資助,將石墨烯研究提升至戰略高度。英國已經(jīng)至少投入了7000萬(wàn)英鎊資助石墨烯研究項目,受益單位包括劍橋大學(xué)和全球最大軍火商英國B(niǎo)AE系統公司。英國還建立了有望領(lǐng)先世界的國家石墨烯研究所。
相關(guān)資料顯示,2002年-2013年,美國國家自然科學(xué)基金會(huì )關(guān)于石墨烯的資助達到500項,投入經(jīng)費3310多萬(wàn)美元。同時(shí),美國國防部及其下屬機構國防高級研究計劃署開(kāi)展多項石墨烯研究項目,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)更輕、更小、更快和更高頻的電子器件。
而在東亞的韓國,2012年-2018年,韓國原知識經(jīng)濟部預計將向石墨烯領(lǐng)域提供2.5億美元的資助。2013年,韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部宣布,包括韓國科學(xué)技術(shù)院在內的41家研究機構將與6家企業(yè)形成石墨烯聯(lián)盟,在聚焦領(lǐng)域由特定的企業(yè)或研究機構牽頭完成相關(guān)項目。
業(yè)內人士表示,石墨烯研究是我國位于世界前列的科技領(lǐng)域之一,與國際先進(jìn)水平相比具有起步較早、發(fā)展快速、水平相當、部分領(lǐng)先等特點(diǎn)。我國正面臨難得的歷史性機遇,將有可能在石墨烯領(lǐng)域實(shí)現“彎道超車(chē)”,變追趕為引領(lǐng),為我國從制造大國向制造強國提供保障。
首先,中國具備發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)得天獨厚的條件。據統計,我國石墨礦儲量占世界總儲量的75%,產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%,是我國少有的幾種具有國際競爭優(yōu)勢的礦產(chǎn)之一。
其次,我國文獻發(fā)表量和專(zhuān)利數量都已經(jīng)位居全球首位,在石墨烯研究領(lǐng)域正和發(fā)達國家一樣處于起跑階段。
最后,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面,目前國內骨干研究人員大都有國際石墨烯機構研究經(jīng)歷,我國在石墨烯制備、手機觸摸屏、鋰離子電池以及復合材料等領(lǐng)域都取得了一定的研究成果,在一些領(lǐng)域處于國際先進(jìn)水平。