筆者:我國石墨產業該如何發展?
向琦:一是推進資源與企業兼并整合,扶持優勢企業,提高產業集中度,增強企業市場競爭能力。二是加快石墨產業轉型升級。石墨產業要緊跟下游領域的發展要求,大力發展新產品及新興領域,不斷培育石墨產業新的經濟增長點。三是拓展多元化市場應用領域。石墨行業急需應用領域支撐發展,急需擴張到1000億元產值的規模。四是產業間的融合發展。要協同創新,以需求為牽引,加快上下游產業間的融合發展,加快新產品以及加工技術、應用技術的協同開發。六是完善產業政策,加強行業監管,促進石墨產業健康發展。建議有關企業從高成本搶占資源、熱衷資源轉讓交易中,轉向腳踏實地發展石墨產業,拓展多元化市場應用領域,做強做大石墨產業,促進石墨產業健康可持續發展。
筆者:我國當前的石墨產業政策主要體現在哪些方面?
向琦:2010年,歐盟委員會在分析41種礦產資源對經濟的影響和供應風險的基礎上,將石墨列為14種“對歐盟經濟影響生死攸關的原料”之一。2012年上半年,科技部戰略研究院開展了《石墨產業科技發展規劃》的研究和制定工作。該《規劃》提出:
一要實現清潔高效開發。應遵循資源開發與環境保護并舉的原則,以低能耗、低污染、低排放為基礎,實現集約、高效的無廢、無害、無污染生產。在采礦環節,開發應用能耗低、環境友好、生產能力強的綠色保護性開采技術和工藝,研制自動化、大型化的石墨礦專用開采裝備;在選礦環節,開發高效清潔且能保護石墨大鱗片的浮選技術及工藝,研制全流程自動化綠色選礦系統;在資源綜合利用環節,開發應用適用于石墨及伴生元素綜合回收技術、尾礦資源化利用技術、礦山生態治理與修復技術;在提純環節,開發節能環保型提純技術工藝,研制配套的大型連續式提純裝備;在深加工環節,突出應用導向,充分利用高技術增加石墨產品的價值。
二要適應戰略性新興產業發展。在新能源領域,需要突破動力型和儲能型鋰離子電池用石墨負極材料的制備技術和成型技術,攻克核反應堆用各向同性石墨、鋰氟電池用氟化石墨的制備技術等。在環保領域,需要突破低硫高抗氧化可膨脹石墨的制備技術,研制用于油污處理、污水凈化等民生領域的高效吸附材料,開發高強型、高導熱型、緩蝕型、超薄型、高純型、高導電型等系列高端柔性石墨密封材料。
三要創造新的應用需求。石墨產業作為典型的資源型原材料產業,必須以應用為牽引,在基礎科學和核心關鍵技術取得重大突破的基礎上,開發新的產品,開拓新的應用領域,創造新的應用需求。跟蹤發達國家的高技術發展態勢,研發具有自主知識產權的新技術、新工藝和新設備。根據國外石墨產業的發展趨勢和我國的現狀,突破浸硅石墨的規模化制備技術,攻克金屬/石墨的界面設計和調控技術等,進而創造更多的應用需求。
四是我國石墨產業轉型升級要從突出附加值提升和深度加工、關鍵技術攻關與財富創造、技術創新體系和創新鏈建設、龍頭企業培育和產業聚集、保護性開發等五個方面,按照“創新驅動和需求拉動相結合、系統布局和重點突破相結合、政府引導和市場機制相結合、經濟效益和社會效益相結合、近期效益和長遠效益相結合”的原則進行推進。
筆者:現在石墨烯炒得火熱。那當前石墨烯到底處于什么狀況?
向琦:總的來看,石墨烯產業目前還處于概念導入期、產業化突破前期,處在以研究為主的階段,產品大多處在實驗室階段,產業化進程相對較慢。當前在媒體、資本的熱炒下,呈現出產業化虛假繁榮的泡沫。將科學研究變為產品,需要經過5個階段:實驗室階段、實驗工廠階段(小試)、示范生產線(中試)、示范工廠、工廠,五個過程缺一不可。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年~10年,接下來如何“破局”是關鍵。目前,大多數企業尚處于小批量生產的探索階段,還不能形成穩定的規模化生產能力,且石墨烯的生產成本較高,原料供應也受限制,這也阻礙了石墨烯進一步走向市場。
當前石墨烯產業化存在的主要問題包括:一是技術問題。關鍵性技術尚未獲得實質性突破,還有綠色制備提純技術、應用技術、自身安全、生產環保等方面的制約。二是市場問題。下游應用領域研發落后,產業應用技術缺乏指導;市場需求尚未全面打開,亟待進一步加強上下游協調合作。三是成本問題。前期研發投入資金量大、周期長,制備成本需要進一步降低。
石墨烯產業面臨的產業發展環境是冷熱不均。學術界、資本界、媒體的熱與產業界的冷。資本市場的熱度持續高漲,不少上市公司、投資機構涉足石墨烯概念股,賽富基金、經緯中國等風投機構積極投資石墨烯研發中試和產業化。政府招商的熱與落地配套政策的冷。目前很多地方政府對石墨烯項目和產業的發展興趣很高,招商不遺余力,出手大方。但是,石墨烯產業存在的很多問題是系統性問題,僅僅靠資金和創業團隊不能得到很好解決。當前,石墨烯產業的環評、安全生產資質、廢料處理等方面沒有配套政策跟進。中國群眾式的熱和發達國家注重長遠的冷。我國的石墨烯研究基本上屬于自發性的群眾運動模式,一大堆人搶一塊很小的蛋糕,投入非常分散,缺少國家層面的全局性規劃,很難布局長遠的目標。而歐洲、美國、日本、韓國等許多國家和地區都進行了一系列相關研究,支持了許多項目,對推動產業發展做出了戰略部署。如歐盟就選定了石墨烯旗艦研究項目作為首批技術旗艦項目之一。
筆者:近年來,我國對石墨烯產業出臺了哪些支持政策?
向琦:近年來,國家出臺多項政策,鼓勵支持石墨烯產業發展。2012年,工信部發布《新材料產業“十二五”發展規劃》,將石墨烯作為發展的前沿材料之一,首次明確提出支持石墨烯新材料發展。國家科技重大專項、國家“973”計劃、國家自然科學基金圍繞“石墨烯宏量可控制備”、“石墨烯基電路制造設備、工藝和材料創新”等方向部署了1000多個項目。國家自然科學基金支持的石墨烯項目從2007年的1個增加到2012年的334個,5年間累計資助經費達33095萬元,科技部和中國科學院對石墨烯的累計資助經費分別達到5915萬元和4605萬元。2015年,《中國制造2025》提出,高度關注顛覆性新材料對傳統材料的影響,做好超導材料、納米材料、石墨烯、生物基材料等戰略前沿材料提前布局和研制。《<中國制造2025>重點領域技術路線圖》也對石墨烯中長期發展進行了部署,并納入《新材料產業“十三五”發展規劃》。2015年11月20日,工信部、發展改革委、科技部聯合出臺《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》,欲在2020年形成完善的石墨烯產業體系,實現石墨烯材料標準化、系列化和低成本化,在多領域實現規模化應用。2016年5月19日,中共中央、國務院印發了《國家創新驅動發展戰略綱要》,提出:發展引領產業變革的顛覆性技術,不斷催生新產業、創造新就業。發揮納米、石墨烯等技術對新材料產業發展的引領作用。2016年,《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》指出,要大力發展形態記憶合金、自修復材料等智能材料,石墨烯、超材料等納米功能材料。
筆者:要培育和做強我國的石墨烯產業,應該遵循什么路徑?
向琦:要推動我國石墨烯產業做大做強,必須堅持“1344”總體格局,即圍繞“打造成先導產業,推動石墨烯產業做大做強”的目標,堅持“企業主體、政策引導,創新驅動、典型示范,需求牽引、技術推動”三大原則,突出“推進產業發展關鍵技術創新,推進首批次產業化應用示范,推進產業綠色、循環、低碳發展,推進拓展應用領域”四大抓手,抓好“加大政策扶持,加強投融資引導,建立適合國際、國情的石墨烯標準體系,加強行業管理和服務”四大措施,真正做到“政府引導、企業主體、產研融合、共促發展”,加快“資源集聚體系、產業集聚體系、技術創新體系、成果轉化體系、企業成長體系”五大體系建設,逐漸搭建“產業金融服務平臺、國防應用示范平臺、信息技術應用示范平臺、海洋產業應用示范平臺、裝備與制備技術示范平臺、石墨資源交易平臺”六大平臺,促進我國石墨烯產業的快速健康發展。
筆者:目前,我國石墨烯產業亟待需要哪些政策支持?
向琦:就石墨烯業內而言,現在比較期待國家出臺的政策有以下幾方面:設立國家級石墨烯研發機構,建立若干國家級石墨烯創新中心;將石墨烯產業發展寫入國家“十三五”規劃;設立石墨烯發展專項計劃和專項基金;將石墨礦確定為戰略性礦產資源;打通應用環節,形成上下游一體化的產業鏈條;加快制定正確的技術路線和材料標準、應用標準等標準規范;做大做強采、選、冶一體的高科技龍頭企業集團,建立石墨烯產業基地;鼓勵和引導社會資本進入石墨烯產業領域。