【石墨烯专题】全球石墨烯产业概述

发布于2020-07-07 10:37:12

来自:安米微纳团队

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产业链

目前国内石墨烯全产业链布局已经初见雏形,基本覆盖了从制备及应用研究到石墨烯产品生产,直至下游应用的全环节。初步形成以北京为核心,东部沿海地区产业带和内蒙-黑龙江地区产业带为集聚区,多地点状分布式的产业发展格局。其中材料制备领域相关企业约300多家,产品以石墨烯粉体和薄膜两类材料为主,并且基本实现量产;应用领域相关企业超过600多家,覆盖了防腐涂料、热管理材料、储能、电子显示、大健康等多个领域。此外,还有一些技术服务、销售、投资、检测等企业,进一步完善了石墨烯全产业链体系。

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全球布局

目前,全球已有80多个国家投入石墨烯的研发、生产。美国、欧盟、日本、韩国等相继发布或资助了一系列相关研究计划和项目。特别是欧盟制定了石墨烯旗舰计划,计划投入10亿欧元。全球石墨烯研发、生产综合实力最强的前三甲是美国、日本、中国。不仅如此,IBM、英特尔、陶氏化学、三星等国际知名跨国企业纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向,而且还涌现出了大批专门从事石墨烯研发、生产和应用的机构和企业。

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专利申请
美国切萨布鲁夫(Chesbrough)提出技术生命周期理论(TLC),任何一种技术的演进都经历了从创意产生到成熟至淘汰的不同发展阶段,即所谓的萌芽期、成长期、成熟期和衰退期四个阶段。从相关专利申请数量来看,石墨烯相关专利申请在2009年之前维持平稳,2009年之后呈现指数级增长,每年都有大量新专利应运而生。

早在上世纪末就出现石墨烯相关专利,但是十多年来发展极为缓慢。进入2010年,全世界对石墨烯的研究热度大增,相关技术专利申请数量每年猛涨,而近2年,石墨烯专利申请数量增速开始放缓。截止2019年8月,2019年全球石墨烯专利申请共3257件。石墨烯下游产业应用暂未成熟,终端市场尚未打开,目前仍处于前期专利布局期。

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专利申请国

对石墨烯技术专利文献的最早优先权国进行统计分析后发现,在所有技术原创国中中国居于首位,来源于中国的专利数量大幅领先于随后其他各国家/地区,占据了66。57%的份额;韩国、美国、日本紧随其后,也是石墨烯技术的主要技术原创国。但是,来自韩国、美国和日本等的专利数量与中国相比存在很大差距。

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石墨资源

我国除了石墨烯相关专利申请数量具有压倒性优势外,从生产角度看,我国丰富的石墨资源为石墨烯产业发展提供了坚实的资源基础。我国石墨资源基础储量占世界总储量的24%左右,中国石墨的产量也位居世界前列,我国目前已查明晶质石墨储量5500万吨,位于世界前列。其中国内石墨储量47%分布在黑龙江,19%分布在内蒙古。

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国内产业布局
从2012年在新材料“十二五规划”中首次提出支持石墨烯发展开始,国内关于促进石墨烯发展的政策频频出台,在各界人士逐渐认识并认可石墨烯的广大应用前景后,支持石墨烯的相关政策在近几年愈演愈烈。成为引领新材料发展的重点布局方向,各地政策也纷纷露出水面。石墨烯在全国范围内正呈现出蓬勃发展之势。

目前中国已经基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为聚合区,多地分布式发展的石墨烯产业格局。我国石墨烯产业化势头强劲,多个具有石墨烯特色的产业创新中心已露雏形。尤其是长三角地区,“东方碳谷”常州因其石墨烯相关产业的高度集聚而备受关注,宁波有中科院宁波材料所作为支撑,外加上海高校与科研院扎实的科研能力,三地之间协同发展、优势互补,石墨烯生产制备技术不断取得突破,应用产业化步伐迅速。

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国内产能

目前市场化的石墨烯材料主要包括石墨烯粉体和石墨烯薄膜两大类:

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行业数据统计显示,目前国内石墨烯年产能维持在3000吨左右,而需求量仅为一百余吨,在汽车、纺织、军工等方面实现了应用了商业化的应用。业内人士表示,石墨烯的应用市场还有着进一步开发的空间,石墨烯的前景十分广阔。

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企业数量

得益于政策的支持和石墨烯极为广阔的应用范围与前景,近年来,国内石墨烯行业高速发展,竞争企业明显增多。近年来石墨烯相关企业数量急剧增加。2017年,国内石墨烯行业企业数量净增1041家,同比增长了28。9%,2018年石墨烯相关企业数量仍在迅速增长,已达到了6000家以上。

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从区域的角度来看,中国的石墨烯产业呈现出多点开花,集聚初现的特点。东部沿海地区起步早,政策支持力度大,产业化进程领先其他地区。东部沿海地区集中了70%以上的企业,集聚效应初步显现。随着石墨烯上下游产业链的不断成形,产品标准和技术规范逐步完善,现在初步形成了长三角、珠三角和环渤海地区三个主要的聚集区。以与石墨烯相关的上市企业分布为例,目前,长三角地区的上市企业数量占比超过了一半,主要以第六元素、二维碳素、江苏同创等企业为代表,而鸿纳新材料、烯旺科技等企业则分布在珠三角地区;京东方、烯碳新材等分布在环渤海地区。

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企业布局
从产业链环节来看,石墨烯行业包括研发、设备、制备、销售、应用、投资、检测、技术服务主要产业链环节。其中,应用类企业数量最多,占比高达39%,竞争最为激烈;此外,制备、研发、技术服务环节的企业数量占比也较大,均在10%以上;而销售、投资、设备、检测环节的企业则相对较少。

此外,从石墨烯整体产业链的布局来看,目前大多数大型,尤其是上市企业,主要布局在石墨烯产业上游(石墨烯制备)及中游(石墨烯粉体、石墨烯薄膜);下游集中在锂电池材料。目前上市的主要石墨烯相关公司共44家,主要涉及产业链如下:

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