石墨烯是当前世界上最轻的材料。因具有良好的抗拉强度及透光、导电和导热性能,它被誉为新世纪的“材料之王”。
一项新技术的诞生,蕴藏着改变世界的力量。自2004年英国曼彻斯特大学的两位俄裔科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫巧妙地利用机械剥离法分离出单层的石墨烯以后,石墨烯材料吸引国内外专家数十年的探索研究,市面上可见的“石墨烯+”产品如雨后春笋般出现,但从产品和技术周期来看,石墨烯的热度正在逐渐消散。当前石墨烯行业发展如何?业界如何看待石墨烯产业?未来行业聚焦产品领域在何方?
学术派的应用思考
蒋旭一直认为自己很幸运。从读研究生时就开始接触石墨烯材料,再到后来一手创办的南京先丰纳米材料科技有限公司,正赶上国内石墨烯产业发展的“快车”。
2008年,蒋旭是南京大学纳米学专业的研究生一年级学生,国内石墨烯的学术研究刚刚兴起。导师带着他一起进行技术实验,这也让蒋旭对石墨烯材料有了深入的理解。
“科研工作很枯燥,最初产品不稳定,每天从早上7点到凌晨都‘泡’在实验室,我们花了3个月的时间才解决产品问题。”蒋旭介绍,由于石墨烯在当时是新鲜事物,加上自己课余时间就喜欢逛纳米材料的论坛,结识了一个在北京做外贸服务的网友。
双方熟悉了之后,网友想购买1克石墨烯,供给他的国外客户。蒋旭得知后有些不情愿。
“因为石墨烯提取工艺复杂,需要处理得很精细,一天在实验室最多能提炼一两克。”蒋旭以忙碌为由拒绝了很多次,但是对方一直坚持,后来只能无奈应下。很快他就发现一个新问题,石墨烯材料在国内还未成规模,无从考量市场定价。蒋旭又查找国际石墨烯市场上的定价标准和产品,还是一无所获。
既然材料如此稀缺,蒋旭为了免受朋友的“骚扰”,索性定高了石墨烯材料的价格——600元/克。不料之后的需求量越来越大,买家也从国际扩展到国内,一个月可以赚得一两万元。
蒋旭再也坐不住了,便向导师汇报了情况,导师和辅导员对此表示支持,还给他介绍了很多科技企业的资源。2011年,正是国内石墨烯产业受到热捧的时期,初出茅庐的他在创业的第一年就完成了近百万的年销售额。
一路走来,蒋旭经历了很多行业故事。从创业初期,他就清醒地认识到,新材料的产业化道路是艰辛的,需要长期的坚持。在他看来,2014年-2015年是石墨烯产业的高潮,各家都在积极地探索应用,如石墨烯地热、壁画等产品也出现在市场上。
不过,蒋旭也看到目前石墨烯产业有很多需要完善地方。他认为,我国石墨烯产品的下游应用有些讨巧,一些企业越过技术难关,争抢做容易的环节。“之前我去考察一个厂家,主要是做石墨烯地热,号称年产值达到几亿元,后来我们计算了石墨烯的用量,发现含量很少,换算成本只有几万元,因为里面也会加入石墨材料,算不上高端应用产品。”
“我觉得中国的石墨烯企业应该做从0到1,而不是从1到100。”作为上游供应商,蒋旭希望看到石墨烯基础创新的长线产品,能够突破当前的框架,做出想象之外的应用,而不是单纯地依靠石墨烯概念,只做大商业部分。
技术后周期的市场反应
2015年,习近平主席参观曼彻斯特大学国家石墨烯研究院之后,石墨烯得到了政府、媒体、投资人等多方的关注,极大地推动石墨烯产业化的发展。有专家预测:20世纪是硅(Si)时代,21世纪将是碳(C)时代。不可否认,石墨烯产业的深度和广度都是其他材料不能比拟的。这种“神奇材料”集多种优异性能于一体,然而理想与现实总是存在差距的。
深圳华控赛格科技有限公司技术总监于灏博士在接受《经济》记者采访时表示,过去几年是石墨烯发展的机遇期。起初,石墨烯材料的制备受到较高的关注度。“大家都在尝试如何制作石墨烯原材料,石墨烯粉体、石墨烯浆料生产商不断涌现,国内的石墨烯产能得到迅速提升。”
目前,多个国家将石墨烯的发展提升至战略高度,我国就是其中的代表。特别是近年来,国内的各种石墨烯利好因素密集出现,高层关注、政策利好、资本推动、企业布局都在推着中国石墨烯行业的快速发展。同时,石墨烯的发现者、两位诺奖得主也频频访问中国,了解中国石墨烯产业化的情况。安德烈·海姆教授曾为科技日报的读者题词:“中国正引领石墨烯商业化。石墨烯与你们同在!”
在于灏看来,石墨烯产业在冰火两重天中前行。由于下游领域无法消化这些新生的石墨烯产能,导致产品同质化引发的恶性竞争。在此期间,一部分石墨烯原材料厂商开始寻求下游应用的破局思路,开发石墨烯的终端产品,通过提高产品在下游市场的渗透率来带动自身原材料的生产销售。于灏表示,“当时,业界都在讨论,到底是先提升原材料的品质,还是先把市场做起来”。
实际上,不仅仅是石墨烯,很多新兴技术在发展的过程中都会经历热炒、逐步务实到大规模发展等阶段。石墨烯正在度过炒作期的高点,进入到低调发展的阶段。
“我国石墨烯行业可以说是走在了世界的前列。2011年石墨烯企业开始出现,也申请了相关的专利,2014年-2016年迎来了石墨烯产业化的高潮。”北京吉泰亿阳科技有限公司董事长钟成告诉《经济》记者,行业高潮期主要以制备石墨烯为主,投资机构大举进入,追捧热点,很大程度上促成了石墨烯产业的瞬间爆发。
然而石墨烯产业迎来发展阶段顶点后,或将爆发新问题。一方面,相关技术及产品的发展达不到媒体和公众过度膨胀的预期;另一方面,过度理想的投资目标在实际市场中没能得到实现。
于灏认为,石墨烯产业化应用正在步入到一个新的阶段,即探索新的可渗透应用领域和已应用领域的差异化创新。“在这个阶段,风口、周期、时局可能是要被考虑的重要因素,因为决定产品成败的核心要素不仅仅是产品品质本身,外部的大环境同样变得越发重要。”
如果说石墨烯过去的产业化发展是站在自己的风口上,未来石墨烯产业需要自己创造风口。当新技术找到了自己的市场定位,其产生的利益与潜力被市场广泛接受,或许会迎来新一轮周期的黄金时期。
莫把石墨当作石墨烯
“一些地方把石墨烯与石墨资源混为一谈,只要当地发现了石墨资源,就打出石墨烯的概念,而且各地依托石墨资源规划的石墨烯产业园千篇一律,同质化非常严重。”在一次石墨烯研讨会上,中国非金属矿工业协会石墨专业委员会秘书长向琦忧心忡忡地说,“目前,石墨烯产业炒作成分过多,地方盲动性较大,应该回归理性了。”
石墨烯是通过天然石墨发明的,两者之间存在一定的关系,但不能简单地混为一谈。本质上,石墨资源是战略性矿产资源,石墨烯是战略性新兴材料。
石墨资源在我国储量丰富,产量占了世界70%左右。近年来,部分地区陆陆续续发现了石墨资源,计划打造石墨烯产业园。石墨烯分为两种:薄膜和粉体。石墨烯薄膜通过CVD法制备,其原料不是天然石墨,且产业化还需一定的时间。
去年底,晶质石墨被列为国家战略性矿产资源,在资源配置、财政投入、重大项目、矿业用地等方面加强引导和差别化管理,提高资源安全供应能力和开发利用水平。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》将石墨烯纳入其中,石墨烯新材料具有技术高度密集,研究与开发投入高,产品的附加值高,生产与市场的国际性强,以及应用范围广、发展前景好等特点。
就当前发展情况而言,石墨资源的开发和利用在国内已经是成熟的产业,而石墨烯产业目前没有形成规模。尤其是晶质石墨产业,平均每年70万吨晶质石墨产量。黑龙江鸡西、萝北,内蒙古兴和县及青岛南墅、平度等是我国重要晶质石墨主产区,已经形成了采选、提纯、深加工等完整的石墨产业链,为当地的经济发展作出一定的贡献。