今年6月,河北省唐山建华实业集团带着30多项发明专利、70多个石墨烯研究成果和完整的石墨烯生产设备整体搬迁到哈尔滨新区,将满负荷生产300吨石墨烯产品,预计10月末投产,明年可实现产值5亿元以上。
业内人士分析指出,被誉为“新材料之王”的石墨烯系列产品,是未来工业经济发展的“调味剂”,也是行业竞争的新焦点。哈尔滨新区引进的这个行业龙头企业,在未来的三至五年间,将引领新材料及碳产业实现跨越式发展,为黑龙江省提出的打造石墨烯等15个千亿级产业集群打下牢固的基础。
新兴石墨及石墨烯产业为工业经济添加新材料
2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
研究表明,1毫米厚的石墨烯包含大约300万层结构,它的直径是头发的100万分之一,比"蝉翼"还更轻薄,甚至是接近于透明;石墨烯的柔韧性、强度以及弹性非常好,出色的柔韧性使得它能更好地变换形状,可以添加到绝大多数工业品中,形成石墨烯复合材料。同时,石墨烯几乎是目前人类已知材料中导热性最高的,所以它可以更好地进行散热。此外,石墨烯的强度是钢铁的200倍,不用担心出现损坏。
建华集团黑龙江碳谷工贸有限公司执行董事孟英说:“我国石墨储量占全球储量的70%左右,黑龙江省石墨资源又占全国的62%左右。富集的原材料、丰盈的科技成果、政府优惠的招商政策、优质的营商环境等吸引我们在哈尔滨新区投资兴业。”
据了解,建华集团早在2010年开始,先后投资7.6亿元与两家院士工作站、国内36所高校、110位博士生导师、10多家科研院所共同构建了高端石墨烯研发体系。预计10月末,建华集团黑龙江碳谷工贸有限公司一期将投产的石墨烯产品,包括用于医疗及公共场所消毒液产品5000吨等,可实现年产值5亿元以上。
石墨烯研发及应用领域广阔需要开拓新市场
从石墨烯被从石墨中成功分离,到石墨烯产品在智能手机、平板电脑、锂电池、电缆、电碳、汽车轮胎、服装、鞋帽等产业领域广泛应用,石墨烯产品正在被越来越多的生产企业认可和应用。但是,由于石墨烯生产成本偏高,每克在100元以上,每吨就是100万元以上,考虑到成本支出方面,有些下游企业应用的意愿不强。
分析人士指出,以我国传统优势的汽车轮胎产业为例,全世界约70%的轮胎生产在中国,企业生产的高、中、低档轮胎产品销往全球,但它的利润只有4%左右,如果在气密层、静电层、耐磨层添加石墨烯,在提高汽车轮胎的性能、延长使用寿命和使用周期的同时,必然会增加企业生产成本。从另一个角度看,也会导致企业产品积压、资金周转时间过长。
从石墨烯产品供给侧来看,如果想把石墨烯产品卖出去,让需求侧企业“用得上”“用得起”“用得好”,出路只有一条:千方百计降低研发、生产成本,让下游生产企业在应用石墨烯产品过程中有利可图,愿意参与上下游企业联动。
黑龙江省石墨谷产业集团股份有限公司是一家生产石墨烯导电浆料和隔热散热材料的高科技生产企业,落户哈尔滨新区5年来,已实现产值6亿元。该公司由一家万鑫石墨谷科技股份有限公司,迅速发展成拥有导电浆料、双鸭山天然石墨、涂料事业部等8家子公司,在石墨及石墨烯产业领域完成布局,并计划到2023年达到50亿的产业规模。
黑龙江省石墨谷产业集团董事长方振辉认为,石墨及石墨烯生产企业在发展过程中,同样遇到降低成本的问题。他认为,降低石墨烯成本的途径之一,可以通过实现石墨烯产品批量化生产,把石墨烯的生产成本降到每克100元以下。另一个途径就是尽快形成包装、物流、原料采购等配套产业集群,多方合作、共同发展。
集群式发展聚集石墨及石墨烯产业新动能
哈尔滨新区提出,依托建华集团黑龙江碳谷工贸有限公司、黑龙江省石墨谷产业集团两家石墨烯产业龙头,形成两个石墨烯产业园区,打造百亿级产业、千亿级产业集群。从黑龙江省一级层面看,目前已经确定了石墨及石墨烯产业“采选链在矿区完成,初级产品在地市转化,高端产品在新区集聚配套”的发展目标。部分受访人士表示,要打造千亿级石墨及石墨烯产业需要集聚产业、组合配套、发展。
哈尔滨新区发改局博士后李红说,哈尔滨新区已出台碳产业三年行动计划,并确定了碳化硅、密封散热、特种石墨等九个产业链条,同时积极推进产业政策制定,形成“以石墨烯塑品牌,碳材料聚集产业”,经过三年努力,将新材料产业发展成立区产业。具体而言,通过先进的工艺和量产的方式把成本降下来,产业搞上去,引导更多更大的石墨及石墨烯及配套产业向哈尔滨新区聚集。
黑龙江省石墨谷产业集团董事长方振辉认为,目前,石墨烯负极材料、电池材料、新能源汽车材料产品供不应求,每一个产业链条都需要有大批企业去参与,石墨烯领域无限宽广,同行业企业可以在同一舞台上各领风骚。随着石墨烯产业的进一步发展,需要更多有实力的企业进入,原材料供应、产品包装、仓储物流、高科技企业集聚在一起,让市场要素迅速优化配置,形成集聚效应。
石墨及石墨烯产业发展潜力巨大,做大市场“蛋糕”,参与者共同分享。孟英认为,除了有效集聚产业,还需要政府、企业、科研院所、高等院校向同一领域聚集,按产业链分工各司其职。这样一方面促进了科技成果的转化,另一方面为石墨烯产业发展提供了源源不断的动力,助力石墨及石墨烯产业长期健康发展。