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制约我国石墨产业发展的因素分析和建议

更新时间  2021-06-16 16:10 阅读
本文摘要:1.石墨及制品已沦为高技术产业的基础性材料 天然石墨与稀土一样,有“工业味精”的称号,石墨新材料已沦为新兴产业的最重要组成部分,产业关联性极强,收缩石墨、各向同性石墨、氟化石墨、锂离子电池石墨负极材料、金属—石墨复合材料等已普遍应用于节能环保、新能源、新一代信息技术、新能源汽车、高端装备生产、新材料产业等新兴产业。2010年,欧盟委员会将石墨列入14种“对欧盟生死攸关的原料”之一。

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1.石墨及制品已沦为高技术产业的基础性材料  天然石墨与稀土一样,有“工业味精”的称号,石墨新材料已沦为新兴产业的最重要组成部分,产业关联性极强,收缩石墨、各向同性石墨、氟化石墨、锂离子电池石墨负极材料、金属—石墨复合材料等已普遍应用于节能环保、新能源、新一代信息技术、新能源汽车、高端装备生产、新材料产业等新兴产业。2010年,欧盟委员会将石墨列入14种“对欧盟生死攸关的原料”之一。

2013年,石墨烯和人脑工程选入欧盟“未来新兴旗舰技术项目”,各取得10亿欧元的专项研发计划资助。  2.天然石墨是我国寡占型矿产资源  石墨原料分成天然鳞片状石墨(晶质石墨)、天然土状石墨(隐晶质石墨)、人造石墨(原料主要为石油焦和沥青温)3种。根据美国地质勘探局资料,世界天然石墨储量为7100万吨,中国储量为5500万吨,占到世界的77%,其中晶质石墨资源储量占到全世界的2/3,隐晶质石墨资源占到全世界的1/10。  虽然在很多领域,人造石墨和天然石墨差异并不大。

但天然石墨由于其优良的特性,有一定的不能替代性。例如,隐晶质石墨由于其本身的物理性质,是做到各向同性石墨的最佳原料;在收缩石墨方面,人造石墨无法代替晶质石墨;在防水方面,天然石墨制品不但物理性能平稳,还会像磷系、氯系、溴系等其他阻燃剂产生有害物质。

  3.天然石墨的战略价值随技术变革大大提高  例如金属—石墨复合材料不仅具备金属基体的性能,还能充分发挥石墨,尤其是高纯石墨自润滑性好、化学稳定性低、隔热性好、导电导电、线膨胀系数小等特点,在航空航天、冶金、机械等领域有普遍用途。近期研发的石墨烯未来应用于空间更加极大,石墨烯可替代硅材料应用于在芯片领域,将芯片速度提升到THZ级别。

据有关机构测算,全球每年半导体晶硅的需求量在2500吨左右,石墨烯如果替代1/10的晶硅做成高端集成电路,市场容量最少在5000亿元以上。石墨烯做成的超级电容器,电池时间只需1毫秒。

2010年全球超级电容市场规模在50亿美元,并维持20%的增长率。  我国石墨产业正在重蹈稀土的覆辙  1.通过较低价值应用于和出口提供短期利益  总体来看,我国基于高纯石墨深加工及高端材料制取技术仍更为领先,石墨产品多数是中、低档原料产品。我国石墨或石墨制品现在的主要消费领域为,耐火材料占到总消费量的26%、铸15%、润滑剂14%、制动器衬片13%、铅笔7%、其他(碳刷、电池、收缩石墨等)25%。  在后端应用于无法关上的情况下,石墨与稀土一样,作为矿产资源低价出口供应全球。

我国在1954年就开始向欧洲出口铸用鳞片石墨,1980年后含碳耐火材料由于钢铁工业大量用于使石墨出口量很快减少。20世纪90年代以来,中国沦为全世界天然石墨仅次于供应国,由于石墨过量出口,1993—2004年国际市场石墨价格在谷底游走,这期间国际市场天然石墨90%源于中国。2005年后石墨出口价经常出现回落,我国出口量急剧减少,近年平稳在40万吨以上。

  2.发达国家利用天然石墨资源榨取高额利润  世界下有60多个国家和地区进口石墨,进口量多达万吨的主要是日本、美国、韩国、荷兰、德国、意大利、英国、新加坡和印度尼西亚等。目前,德国、法国、美国、瑞士、日本等发达国家都对自己国内的天然石墨资源展开堵塞,未予铁矿,却从石墨矿产输出国低价购置石墨初加工产品经过深加工后高价返卖,赚巨额利润。

例如,我国往往以5000元/吨以下的价格出口天然鳞片石墨,却分别以25000元/吨、多达200万元/吨的价格从国外进口由此石墨生产的球形石墨和氟化石墨。美国有90个石墨制品企业,天然石墨几乎依赖进口。  发达国家的企业在产业下游往往构成了寡头独占的态势。

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例如氟化石墨主要由美、日、俄生产;收缩石墨,美、日、德、法等国的产业居于领先地位,而且高纯收缩石墨只有日本生产。国外企业在很多领域早已做到了专利覆盖面积,例如美国一家公司将柔性石墨作为导电材料的涉及专利展开仅有覆盖面积,很难突破。

  制约我国石墨产业高端化发展的主要因素  1.技术创新能力严重不足  虽然我国在采选环节技术优势显著,但多年来矿业、选矿工艺没大的突破和变化,传统酸碱法、高温制备法等方法还不存在较相当严重的环保、能耗问题。同时,产业链后末端应用于层面技术创新显著严重不足。低硫可收缩技术、柔性石墨系列化、球化包敷改性、金属—石墨复合材料制取等众多关键技术还仍须要突破。装备水平与产业的发展市场需求不给定。

虽然在柔性石墨、燃料电池、人造金刚石、石墨复合材料等领域,获得了一定进展,但受到了涉及设备的相当严重制约。  2.创意的组织不存在结构性缺失  目前石墨产业的企业集中于在产业链前端,有少量产于在电池负极材料等领域。

企业尤其是产业链前端的企业,积极开展的技术创新活动还偏低,水平不低。前端企业同质化较相当严重,往往陷于价格战—利润上升—无力投放研发—之后仿效的恶性循环。

  在石墨领域,目前大学和科研院所是技术创新的主要承担者,但我国石墨材料学科建设和研究力量还较为脆弱,仅有极少数高校曾开办碳素专业,没专门的天然石墨研究机构。同时石墨的基础研究显著严重不足,对有所不同类型石墨矿物学特性研究还过于,前瞻性强劲的石墨新材料以及新概念、新的原理和新方法的研发推崇也严重不足。  3.政府对产业规制尚能不做到  目前中国石墨产业总体规模还稍小,矿产资源产于普遍,牵涉到到的产业部门明确而集中。

政府的产业管制还不做到,还没通过有效地的政策手段来提高竞争秩序,鼓舞企业展开技术创新。石墨产业整体的竞争尤其是上游企业之间的竞争还较为粗犷。

众多中小企业将污水、烟尘、粉尘微克随便废气。石墨浮选回收率仅有60%—80%,废气的尾矿中依然所含较大量的石墨,造成相当严重的资源浪费。

  涉及政策建议  1.强化行业规制,展开保护性研发  制定涉及技术标准。减缓制定石墨采选、深加工等环节的技术标准,希望发展绿色生产技术及工艺,尽早出局领先、污染的技术和工艺,逐步引领石墨矿产资源向高附加值、高技术的企业、产品配备。

希望行业和企业推广应用石墨新的技术工艺,通过评估应用于前后节能减排的指标量,给与适当的税收优惠,之后优化调整享用出口退税石墨产品种类,引领国内企业发展收缩石墨等技术含量较高的产品。  2.打造出创新型龙头企业,推展石墨产业集约和集群发展  通过根本性技术项目或样板工程造就企业的研发体系建设和新产品研发,减缓构成一批具备较强创新能力和核心竞争力的石墨龙头企业。完备产业链的重点环节,相结合资源优势,减缓构成以低集约度为特征的初级产品加工环节,以多出厂、小批量、自定义生产为特征的深加工环节,以高端应用于为特征的应用于环节,以优势资源为基础的产业集群,在此基础上包含多层次的产业链。相结合高新技术产业开发区、特色产业基地等区域,在矿山所在地或具备研发生产优势的地区,构成若干特色引人注目、国内外著名、具备国际竞争力的产业集群。

  3.创意研发的组织管理机制,增进新技术商业化  反对石墨产业技术创新战略联盟的发展,强化行业协会在搜集技术市场需求、编成技术路线图等方面的功能。相结合国家科技计划,横跨领域、横跨计划的组织实行一批石墨根本性创意产品(工程)的应用于样板,造就石墨产品向高端化发展。制订石墨产业专利战略。

持续反对积极开展石墨产业专利地图研究,在负极材料等重点领域,具体石墨产业专利布局方向,建构专利池。


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