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我国石墨烯产业园发展现状和建议

来源:新材料产业 编辑:pvnews 时间:2019-03-18
导读: 石墨烯是一种新型的二维纳米材料,2004年由英国曼彻斯特大学教授安德烈盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)通过微机械剥离高定向热解石墨中剥离出来。2009年,这2位科学家在单层和双层石墨烯体系中均发现了整数量子霍尔效应及常温量
  石墨烯是一种新型的二维纳米材料,2004年由英国曼彻斯特大学教授安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)通过微机械剥离高定向热解石墨中剥离出来。2009年,这2位科学家在单层和双层石墨烯体系中均发现了整数量子霍尔效应及常温量子霍尔效应,因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。随着这一奖项的授予,石墨烯这一在力学、电子学、磁学、光学等领域展现出巨大优势的纳米材料引起了科学界和产业界的高度关注,世界各国纷纷开始战略性布局石墨烯材料产业的发展,以期在新一轮产业升级中占领先机。
 
  2015 年,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、国家科技部联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,明确提出引导石墨烯产业创新发展,助推传统产业改造提升、支撑新兴产业培育壮大、带动材料产业升级换代。此外《中国制造2025》《新材料产业发展指南》等文件也明确将石墨烯产业作为发展重点。因此,我国石墨烯产业步入加速发展和布局的快车道。
 
  一、石墨烯产业园的发展现状
 
  目前我国大部分省市都在发展石墨烯产业,其中在江苏、浙江、山东、重庆、四川、福建、北京等经济发达、科研力量雄厚的地方相对集中。各地方为促进区域石墨烯产业在本地的集聚,纷纷规划和组建石墨烯产业园。据不完全统计,截至2018 年 6 月,我国各地成立了20余家石墨烯产业园/创新中心/生产基地,北京、江苏、山东、浙江、黑龙江、重庆等多个省市均有分布,其中江苏省最多(有4个石墨烯产业园,分别为常州、无锡、南京和苏州产业园),其中部分产业园已形成较完整的产业链。表1列出了我国部分石墨烯产业园及其成立时间。
 
  表1 我国部分石墨烯产业园名称和成立时间
 
  
  
  由表1可以看出,常州石墨烯科技产业园是我国成立的第一个石墨烯产业园,成立于2011年。目前常州、青岛、重庆、无锡、北京、宁波、南京、厦门、哈尔滨等地均已建有或正在筹建石墨烯产业园。
 
  二、较具代表性的石墨烯产业园
 
  1.常州石墨烯科技产业园
 
  常州石墨烯科技产业园于2011年启动建设,于2015年5月18日开园,是一个以石墨烯为发展重点的碳材料产业专题园区。该园投资规模25亿元,重点发展石墨烯及其复合材料等先进碳材料产业,呈“一核三区”总体布局(一核:江南石墨烯研究院;三区:孵化加速区、产业拓展区、综合配套区)。
 
  常州石墨烯科技产业园主要具有以下3个特点:
 
  (1)建成国内首个石墨烯研究院——江南石墨烯研究院
 
  江南石墨烯研究院成立于2011年10月18日,由常州市政府、武进区政府共同出资建设。目前,该研究院已拥有实验室13个、省级分析测试中心1个、外籍院士工作站1个,并是国家石墨烯标准化推进工作组的“通用基础专业组组长单位”。
 
  (2)涵盖石墨烯全产业链,先发优势明显
 
  常州是我国较早开展石墨烯材料制备及其应用产业化之路的城市之一,自2011年启动发展以来,常州市石墨烯产业集聚成势,先发优势明显,产业基础扎实,成为我国石墨烯产业版图上不可忽略的重点城市。2013年,常州第六元素材料科技股份有限公司(以下简称“第六元素”)建成并投产了全球首条产量高达100t/a的石墨烯粉体生产线,常州二维碳素科技股份有限公司(以下简称“二维碳素”)建成全球首条产量高达3万m2/a的石墨烯透明导电薄膜生产线。2014年以来,常州重点瞄准石墨烯下游应用领域,已在电子触摸屏、储能材料、传感器、加热散热材料等领域率先完成布局,生产出石墨烯电容触屏手机、石墨烯发热地板、石墨烯智能发热服、石墨烯复合屏蔽浆料、石墨烯超级电容器等一系列创新产品。
 
  (3)引进培育石墨烯企业100多家,培育多家上市公司
 
  常州园区引进培育了二维碳素、第六元素、碳元科技等多家极具代表性的石墨烯企业。产品涉及石墨烯粉体、石墨烯浆料、透明导电薄膜材料、储能材料、电发热材料、散热器件等领域。据常州西太湖管理委员会统计,截止到2018年10月底,常州石墨烯科技产业园已累计引进石墨烯企业140家,形成了涵盖石墨烯设备研发、原料制备与应用研究、产品生产、下游应用等较为完整的产业链。2014年,第六元素成功登陆新三板,成为国内石墨烯行业首家新三板挂牌企业。随后不久,二维碳素也于2015年挂牌新三板。2017年3月,碳元科技在上海证券交易所上市,成为常州第一家本土培育的石墨烯主板上市企业。新纶科技、中超电缆、烯碳新材等3家上市公司也被陆续引进,资本的持续注入与撬动,为常州石墨烯产业发展带来了新的活力。
 
  2.重庆石墨烯产业园
 
  重庆石墨烯产业园于2013年12月25日在重庆高新区金凤电子信息产业园正式揭牌开园,规划占地面积66.67公顷,重点布局以石墨烯显示触控屏、石墨烯散热材料、石墨烯储能材料、石墨烯晶体管等为代表的电子材料领域应用方向。重庆墨希科技有限公司(以下简称“重庆墨希”)、波士顿投资有限公司、深圳川马电子股份有限公司等企业与重庆高新区签约,引进总投资14亿元的波士顿投资公司电容触控屏、川马电子液晶显示屏等3个项目入驻。同时,园区内建成并投产了由上海南江集团与中国科学院重庆绿色智能技术研究院(以下简称“中科院重庆研究院”)联合投资的产量为1 000万片/年的大面积单层石墨烯薄膜生产线。
 
  重庆石墨烯产业园主要具有以下4个特点:
 
  (1)借助电子信息产业园优势,打造石墨烯电子器件应用科技创新园区
 
  产业园自开园以来,凭借自身在电子信息领域的优势,积极开展石墨烯在电子信息技术领域的应用,着力打造特色鲜明的石墨烯电子器件应用科技创新园区。根据产业园前期规划,产业园计划到2019年左右培育石墨烯应用研发企业20家以上,引进、发展下游应用生产企业100余家,建成产值1 000亿元的国家级石墨烯产业化示范基地。
 
  (2)由中科院重庆研究院参与成立和组建重庆石墨烯研究院有限公司
 
  2016年6月12日重庆石墨烯研究院有限公司成立,以服务重庆市石墨烯产业集群发展为目标,兼具企业化的科研院所与科研化企业双重特征,定位为科技创新孵化器为主,兼具众创空间性质。目前已经与中科院重庆研究院、中国科学院山西煤炭化学研究所、美国亚利桑那州立大学、清华大学、南开大学等60多家从事石墨烯科技创新的科研院所、大专院校、企业、社会组织建立了合作关系,围绕石墨烯在储能技术、电子传感器、复合材料、生物医疗、显示触控屏等领域的应用进行科研和产业布局。
 
  (3)率先在国内实现石墨烯单层薄膜材料大规模产业化,成功填补技术空白
 
  2013年,中科院重庆研究院与上海南江集团共同出资成立重庆墨希科技有限公司,并在重庆石墨烯产业园共同投资建设大面积单层石墨烯薄膜生产线顺利实现投产运行。该生产线是当时全球技术领先的规模化石墨烯薄膜生产线,填补了我国在该领域的空白。2015年3月,重庆墨希与嘉乐派科技有限公司共同发布了全球首批量产石墨烯触摸屏手机,拉开了石墨烯薄膜产业化应用的序幕。
 
  (4)推出产业促进优惠政策,助力企业和产业人才引进
 
  在吸引企业和产业人才方面,重庆产业园区推出多项相关优惠政策:建立产业发展专项资金、推出厂房租赁优惠政策,并为产业人才提供技术入股、住房及安家补助费等多种人才引进方式助力产业园区建设。
 
  3.青岛石墨烯产业园区
 
  青岛国家石墨烯产业创新示范基地于2014年9月投入使用,设有孵化器、公共研发检测平台、协同创新、应用推广展示和综合服务平台等5大平台。2015年8月国家火炬青岛石墨烯及先进碳材料特色产业基地正式获批建设。
 
  青岛石墨烯产业园区主要具有以下4个特点:
 
  (1)借助国内石墨生产基地的优势,突出海洋特色
 
  青岛有着丰富的石墨资源,是我国3大石墨资源产地之一。在发展石墨烯特色产业过程中,青岛将石墨烯材料的先进技术和应用方向与传统优势产业相结合,推动传统产业升级。在青岛市战略性新兴产业中,新能源、微电子、节能环保、生物医药等产业都可与石墨烯产业联动发展,促进产业升级,提高企业的核心竞争力。青岛高新区在石墨烯产业上的超前布局,加快了青岛在这一领域从资源优势向产业优势的升级。
 
  (2)吸引人才和石墨烯企业入驻园区,产业链雏形初现
 
  截至目前,园区已了吸引“千人计划”专家、海归博士在内的众多行业专家落户园区,并引进了一批石墨烯企业入驻,其中不仅包括青岛华高、青岛瑞利特新材料科技有限公司、青岛赛瑞达电子装备股份有限公司、青岛元盛光电科技股份有限公司等国内石墨烯企业,也包括香港THD工业控股有限公司港资企业和韩资企业韩国标准石墨烯有限公司。青岛华高于2016年1月在新三板挂牌上市,是中国北方唯一主营石墨烯的新三板公司;青岛元盛光电制造了世界首台65寸电磁电容触控一体机,使用了石墨烯替代了常规触控一体机的氧化铟锡(ITO)触摸屏;瑞利特投资建成了石墨烯相关产品研发中心和石墨烯功能涂料生产线。
 
  (3)布局石墨烯轮胎——首条石墨烯导静电轮胎下线
 
  2016年9月,青岛森麒麟轮胎有限公司和青岛华高发布全球首条石墨烯导静电轮胎。该轮胎通过石墨烯复合和改性橡胶的技术,改变了普通橡胶轮胎导静电能力差,车辆需通过拖曳防静电带的方式导出车体静电的导静电方式。车辆只需通过轮胎胎面与地面接触,就可导出车体的静电。
 
  (4)制定人才引进和资金优惠政策
 
  该园区根据引进企业和人才需求情况积极制定了资金优惠政策,根据每个项目具体需求情况可提供天使基金支持。对入孵项目,青岛市科技局提供一定金额的孵化无偿资助,青岛市高新区给予一定金额的创业扶持资金支持;对符合青岛“人才特区”标准的项目,青岛市高新区给予创业扶持资金、购房安家补助等。
 
  三、我国石墨烯产业园存在的主要问题
 
  1.产业园区“遍地开花”,缺乏系统科学的产业规划,盲目跟风建设
 
  随着《新材料产业发展指南》、《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017版)》等利好政策的不断颁布,石墨烯产业整体发展形势向好,各地方政府纷纷提前布局石墨烯产业,一些地方政府迫切地想要把石墨烯材料及其下游应用作为新的经济增长点来培育,以带动地方传统产业转型升级和经济增长。
 
  在轰轰烈烈的建园过程中,部分产业园缺乏系统科学的产业规划、盲目跟风建设,分散了有限的产业资源、项目、以及人力和物力并对其他已较具规模的石墨烯产业园区也造成了冲击。部分地区产业园总体产业定位不清,缺乏地方特点。与其他园区主导项目相似,同质化发展倾向明显。多数石墨烯产业园区规模偏小,产业集聚水平低,规模效应不明显,无法形成产业集群,不利于我国石墨烯产业优势资源集中,不利于在国际产业上形成具有中国特色的石墨烯产业核心竞争力。
 
  2.园区公共服务体系不完善,科研、创新、服务能力弱
 
  公共服务能力影响着园区对企业的吸引力和行业竞争力,我国多数石墨烯产业园为小型产业园,园区规模小,园区支持服务体系建设滞后,真正具有科研服务、企业咨询、融资等综合服务能力的园区很少见。产业园区内基础服务体系、信息平台和公共检测平台的缺乏都影响着园区内企业间的交流、合作和技术创新能力的发展。
 
  四、对我国石墨烯产业园的发展建议
 
  1.科学规划,突出产业特色
 
  随着国家级、省市石墨烯产业园的陆续建设和规划,石墨烯产业园间的竞争日益激烈。规模较大的产业园可以综合化和多元化发展综合示范性园区,规模小的产业园可以结合当地的优势资源,充分发挥特色产业,差异化、错位化和专业化发展特色石墨烯产业园区。
 
  2.建设完善产业园区配套设施
 
  产业园区应完善基础服务体系、信息平台、公共研发和检测平台和污染物处理平台等配套设施。建设完善产业园区基础服务体系和信息平台,包括基础信息服务、企业增值服务、金融服务、营销服务、办公应用服务等基础服务,为入驻企业提供一个可以及时获取资讯与政策的平台,从而促进园区企业快速健康成长。配套公共研发和检测平台,既能提升园区技术创新能力,又能提高资源利用效率,节约园区企业建设运营成本,提高经济效益。建设污染物处理平台,可以提高废弃物的再利用,降低污染物处理资源和资金消耗。
 
  3.加强各产业园区间交流互动
 
  近几年随着我国石墨烯产业的飞速发展,我国石墨烯产业在原材料的制备,在散热、导电及复合材料等方面上的应用,已迈入产业化门槛。石墨烯电池、电热壁画、电热膜、发热衣物等一系列应用产品走出了实验室。但是与先进发达国家相比,我国虽然石墨烯类科技成果很多,但顶尖性、原创性成果较少,重大创新不多。截至2017年底,我国已是拥有石墨烯专利数量最多的国家,但是我国石墨烯的核心专利数量少含金量低。产业园之间、企业之间的交流与合作将有利于各个产业园之间、企业之间的产业链延伸、产业协同和资源融合发展,有利于我国石墨烯产业整体水平的提高,提升产业的国际竞争力和影响力。
 
  4.密切关注石墨烯粉体制备企业对周边环境带来的影响
 
  众所周知,部分石墨烯粉体和氧化石墨烯粉体制备过程都是高耗水且产废酸的,规模化的生产对周边的生态环境有着很大的影响,产业园区在引进石墨烯制备企业前,应做好环评工作,严格把关企业的后端污染回收问题,降低环境污染风险。
 
  综上所述,我国石墨烯产业园在建设上还需进一步优化园区规划,突出产业特色,建设完善产业园区公共服务体系、公共检测平台等配套设施,加强产业园间的互动和交流合作,促进我国石墨烯产业科技进步,从而提高我国石墨烯产业在国际市场上的竞争力,推动我国石墨烯产业的进一步发展。
责任编辑:pvnews

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