摘要：石墨烯作為新材料之王，從誕生之日起就備受矚目，經(jīng)過了近十年的發(fā)展，國內石墨烯產(chǎn)業(yè)似乎進入了毀譽參半的尷尬境地，當前國內石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何?存在哪些問題?未來發(fā)展路徑如何?

　　石墨烯，是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯完美的結構賦予其良好的電學、熱學、光學、力學等特性，在化工、儲能、電子器件、生物醫(yī)藥、航空航天等領域廣泛應用。自2010年石墨烯的發(fā)現(xiàn)者獲得諾貝爾獎之后，全球掀起了石墨烯研發(fā)熱潮。2015年底，國家發(fā)改委、科技部、工信部三部委聯(lián)合出臺了《關于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》,明確要重點發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)，《中國制造 2025》、《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》等文件也多次提到石墨烯，石墨烯已經(jīng)成為新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。

　　國內石墨烯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　國內石墨烯產(chǎn)業(yè)從2010年開始興起，2014-2016年達到高速發(fā)展期，2017-2018年擴張速度逐漸回落，據(jù)《中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度報告2016-2017》統(tǒng)計，截止2017年2月，全國工商注冊的涉及石墨烯業(yè)務的企業(yè)已達兩千多家，其中實際從事石墨烯業(yè)務的有200多家。

　　全國30多個省市除新疆、西藏、青海、海南外，其它省市均成立了石墨烯產(chǎn)業(yè)園、研究院或有石墨烯項目落地。目前石墨烯產(chǎn)業(yè)最為集聚的地區(qū)為江蘇常州、無錫、浙江寧波、山東青島、廣東深圳等，此外，四川、福建、廣西、內蒙古、黑龍江也是目前石墨烯產(chǎn)業(yè)比較活躍的區(qū)域。北京是國內石墨烯科研實力最強的地區(qū)，依托于清華、北大等眾多高校和中科院各個院所等眾多頂尖科研機構，目前國內最頂尖的石墨烯研發(fā)機構北京石墨烯研究院就坐落在北京。

　　2016年全球石墨烯市場總體規(guī)模755萬美元，2017年約2000萬美元，2020年后市場規(guī)模可能會爆發(fā)，2025年全球石墨烯市場規(guī)模有望達到21.03億美元。

　　國內石墨烯產(chǎn)業(yè)當前面臨的問題

　　石墨烯自2004年首次被發(fā)現(xiàn)，如今已經(jīng)走過了十幾個年頭。從2017年至今，資本對于石墨烯的熱情已經(jīng)消退，石墨烯專利、論文的發(fā)表數(shù)量也大幅下降，這些充分說明石墨烯已經(jīng)走過了概念導入期，人們對石墨烯的期望開始回落，已經(jīng)將注意力逐漸轉移到實實在在的產(chǎn)品上。

　　與此同時，由于資本退潮，下游應用還未突破，政府補貼逐漸減少，國內很多石墨烯企業(yè)陷入經(jīng)營困境。當前國內石墨烯產(chǎn)業(yè)主要面臨如下問題

　　(1)生產(chǎn)應用方面的研發(fā)落后

　　目前，國內從事石墨烯生產(chǎn)和應用開發(fā)的企業(yè)多為小微企業(yè)，很多上市公司只是通過參股或控股參與石墨烯產(chǎn)業(yè)，并未作為主營業(yè)務有實質性投入。小企業(yè)雖然經(jīng)營靈活，但綜合實力弱，大部分都沒有自己的研發(fā)團隊，只能采取合作或委托研發(fā)的模式，關注的也是一些投入小、產(chǎn)出快的領域，比如電加熱、大健康、復合材料等，反觀發(fā)達國家，涉足石墨烯的都是三星、IBM、巴斯夫等行業(yè)巨頭，研發(fā)投入巨大，關注的都是相對來講比較高端、前沿的領域，如可穿戴技術、芯片、生物醫(yī)藥領域等，這也是造成國內外石墨烯行業(yè)差異巨大的原因之一。

　　(2)關鍵性技術還未獲得實質性突破

　　目前國內石墨烯粉體雖然已經(jīng)突破了規(guī)模化量產(chǎn)的瓶頸，但是不同的技術路線生產(chǎn)出的石墨烯粉體質量參差不齊，批次均一性難以把握。市場上石墨烯產(chǎn)品魚目混珠、質量參差不齊的現(xiàn)象非常嚴重。薄膜方面，大面積單晶石墨烯薄膜的制備和生長技術仍未突破，這也大大阻礙了石墨烯在芯片、柔性顯示、傳感器等高端領域應用的推動。

　　(3)市場需求尚未全面打開

　　據(jù)公開報道統(tǒng)計，目前全國石墨烯粉體理論產(chǎn)能已達7000多噸，但實際產(chǎn)品只有一兩百噸，造成這個問題的主要原因就是石墨烯下游應用尚未突破，很多應用領域目前仍處于實驗室階段或市場驗證階段，另外，石墨烯質量的參差不齊在一定程度上也限制了下游企業(yè)采購石墨烯的信心。

　　(4)國家層面缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、引導

　　國家政策的引導和諾貝爾獎光環(huán)的加持，很多地方政府盲目上馬石墨烯項目，目前全國興建的石墨烯產(chǎn)業(yè)園、石墨烯研究院、石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已有數(shù)十家。全國掀起了轟轟烈烈的“造烯運動”， 但是其中大部分項目都未經(jīng)過嚴密的科學論證，同質化建設非常嚴重，技術水平層次不齊，不能和當?shù)卦挟a(chǎn)業(yè)充分結合，造成了極大的資源浪費。

　　部分下游應用領域已形成突破

　　雖然國內石墨烯產(chǎn)業(yè)仍面臨很多困難和問題，但是經(jīng)過近十年的發(fā)展，國內已經(jīng)有一些企業(yè)在一些石墨烯下游應用領域取得了突破。新能源鋰電池導電劑是目前石墨烯下游應用最先打開的市場。據(jù)統(tǒng)計，國內目前已有8家企業(yè)生產(chǎn)的石墨烯導電劑打入了新能源汽車市場。以青島昊鑫、國軒高科、東莞鴻納為代表的企業(yè)的石墨烯導電劑產(chǎn)品已經(jīng)成功在比亞迪、國軒高科等企業(yè)的電池上應用，產(chǎn)值近億元。

　　此外，電能替代正成為石墨烯應用的一大熱點。借著國家“煤改電”政策的東風，目前全國已有26個城市出臺了相關的扶持政策。相比傳統(tǒng)電熱材料，石墨烯電熱膜是具有加熱均勻、升溫更快、壽命更長的特點，并且低碳節(jié)能環(huán)保。隨著國家清潔能源政策的推動，石墨烯電加熱行業(yè)迎來了高速發(fā)展期。

　　石墨烯防腐涂料是石墨烯另一個有望大規(guī)模應用的領域。就在不久以前，位于浙江舟山的世界最高輸電鐵塔就披上了石墨烯的“防腐外衣”。據(jù)統(tǒng)計，我國防腐涂料市場規(guī)模每年達2000億元，其中重防腐涂料需求年均增速超過20%，目前大部分市場份額被國外涂料品牌壟斷，如今國產(chǎn)石墨烯防腐研制成功，有望打破我國重防腐涂料被國外產(chǎn)品壟斷。

　　除此之外，石墨烯加熱理療產(chǎn)品、石墨烯改性紡織品等應用也正在慢慢成熟，中國已經(jīng)成為全球石墨烯應用開發(fā)最熱市場最大的地區(qū)之一。

　　展望未來 任重道遠

　　雖然國內石墨烯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了一些發(fā)展和進步，但是也有不少隱憂。石墨烯行業(yè)知名專家、中國科學院院士、北京大學教授劉忠范表示目前石墨烯產(chǎn)業(yè)僅僅是產(chǎn)業(yè)化初級階段，群眾運動式的發(fā)展方式并不可取。我們不僅要關注當前的石墨烯市場，更要關注未來的石墨烯技術，只有掌握了核心技術，才有可能在未來和歐美等發(fā)達國家分庭抗禮。

　　對于石墨烯產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展，筆者有如下幾點建議：

　　在國家層面，應該制定我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃，統(tǒng)籌國內石墨烯產(chǎn)業(yè)園、創(chuàng)新中心建設，合理規(guī)劃、科學布局，避免重復建設。另外，要重點加強在芯片、集成電路、柔性顯示、傳感器、生物醫(yī)藥等領域的科技研發(fā)投入。

　　在企業(yè)層面，加強對于初創(chuàng)型科技企業(yè)的扶持，充分發(fā)揮政策和資金的引導作用，鼓勵社會資本參與，培養(yǎng)一批綜合實力比較強的龍頭企業(yè)，促進人才、資源、資金等向優(yōu)勢企業(yè)集中。

　　在行業(yè)層面，要盡快建立規(guī)范的標準體系。根據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況，研究制定一批國家標準和行業(yè)標準，尤其對下游應用較為成熟的復合材料、涂料、鋰電池等應用領域，盡快完善相關產(chǎn)品定義、檢測和使用標準。加快研究制定石墨烯行業(yè)規(guī)范條件，從產(chǎn)業(yè)布局、生產(chǎn)工藝與裝備、清潔生產(chǎn)、質量管理等方面加以規(guī)范。