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  政策解读之加快石墨烯创新发展  
  激活应用市场需求  
     
 

石墨烯因其神奇的光、电、热、力等性能,极具应用潜力,可广泛服务于经济社会发展,而引起广泛关注,"集万千宠爱于一身"。继《中国制造2025》、《关键材料升级换代工程实施方案》等国家战略性文件将石墨烯纳入重要的前沿性新材料之后,工业和信息化部、发展改革委和科技部三部委于2015年11月30日联合发布的《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》(以下简称《意见》),助推石墨烯产业化进程,引领石墨烯产业化发展方向。

 
六大亮点指引石墨烯产业创新发展

亮点一:明确将石墨烯产业定位为先导性产业

《意见》摈弃了从背景、现状、问题等出发的传统文件格式,以目标为导向,直入主题,提出要抓住机遇培育壮大石墨烯产业,将石墨烯产业打造成先导性产业。

石墨烯作为一种新材料,有很多潜在的功能和应用。

发展石墨烯产业,对于传统产业改造提升、支撑新兴产业培育壮大、带动材料产业升级换代、激活潜在消费,以及促进下游产业技术进步、创新能力提升等,都有着重要的现实意义。

尽管目前石墨烯在能源装备、交通运输、航空航天、海工装备等产品上初露锋芒,但是由于制备工艺不成熟、产品性能不稳定、成本高、下游产业对接不够等因素,还没有大规模应用,但是如果未来技术能有突破,市场规模将难以限量。

我国石墨烯材料正处于从实验室走向商业化的关键时期,《意见》"把石墨烯产业打造成先导产业",体现了国家看好其未来在多个领域能产生的效益,这是政府对产业的战略性考虑,希望提升制造业和材料品质,真正为制造业强国而提供可靠的材料支撑和保障。

《意见》的出台能够对推动我国石墨烯产业发展起到积极的引导作用。

亮点二:以"四个推进"作为抓手

《意见》不仅目标明确,而且将"四个推进"作为石墨烯产业化发展的抓手,措施得力。一是推进首批次产业化应用示范。重点抓三个方面:创新石墨烯材料产业化应用关键技术、开展终端应用产品示范推广、促进军民融合发展。《意见》充分发挥市场在资源配置和产业化发展中的决定性作用,提出研究建立石墨烯产品首批次应用示范风险补偿机制,从政策上支持和鼓励石墨烯商业化应用。二是推进产业发展关键技术创新。目前石墨烯产业化发展所需技术大都在处于研发和中试阶段,规模化、商用生产刚处于试验阶段,技术制约是阻碍产业化进程的关键。因此《意见》提出通过关键技术创新推动产业发展,重点任务包括:突破石墨烯材料规模化制备共性关键技术,加强知识产权体系建设,搭建产业发展服务平台。三是推进产业绿色、循环、低碳发展。石墨烯作为前沿先导材料,对传统产业改造升级和新材料产业发展都具有重要意义,但其生产过程也要消耗大量能源,排放大量的废水、固废等。石墨烯产业的发展必须摒弃传统产业"资源-产品-污染排放"的发展模式以及"先污染、后治理"的治理模式,从一开始就将绿色理念牢牢地植根于石墨烯产业创新发展之中。《意见》在引导石墨烯产业发展中植入"绿色"理念,推进绿色技术发展,加快产品创新,实现石墨烯产业绿色、循环、低碳发展。四是推进拓展应用领域。围绕国家重大工程和战略性新兴产业发展需求,促进石墨烯产业链纵向延伸。主要包括国家航空航天、武器设备、重大基础设施以及海工装备、岛礁工程等设施工程;同时不断拓展在工业领域、民生服务等领域的应用,促进传统产业改造升级和新兴产业的培育。

亮点三:确立了以终端产品需求来拓展应用领域的发展模式

虽然石墨烯应用潜力巨大,但是目前尚处于从实验室走向商业化的阶段,商业应用领域窄。

究其原因,主要是现阶段石墨烯发展的针对性不强。

虽然实验室研发成果遍布多产业领域,但是没有打通单个产业体系的生产链和市场链,针对生产企业的衔接性研究不够,导致消费企业的接受度也不强。

因此,《意见》指出石墨烯产业的发展"坚持需求"导向,并确立终端产品需求为主导的发展模式。

这样有利于将实验室的创新链、生产企业的产业链、下游企业的市场链有机结合,坚持市场链的主体地位,实现产学研用的深度融合,避免三链条间存在信息孤岛,使创新链的研发成果与产业链无缝接合,使市场链的终端需求实时反馈到创新链,从而快速推进石墨烯产业化进程。

亮点四:强调首批次产业化应用示范的推进路径

石墨烯的下游应用广,但依据研发难度的不同,可以分为高端应用和低端应用。能够体现石墨烯核心价值、打造万亿级产业链的半导体和微电子等高端应用,需要克服的产业化瓶颈难度大,比如大面积、低夹杂单层石墨烯的连续化、低成本生产就是所有石墨烯工作者亟需解决的一大难题。5-10层之间的石墨烯粉体可以作为添加剂用于功能涂料、复合材料、散热材料、电池等低端领域,已经有部分实现小批量规模化生产。目前要同步实现石墨烯的全方位产业化不符合产业发展现状。因此,《意见》提出以首批次产业化推进全方位产业化。一是可以提高石墨烯的市场活跃度和接受度。通过大力推广现有中低端石墨烯产品,可以使大范围的生产企业和消费市场接受石墨烯,使石墨烯活跃在创新链、产业链和市场链中。二是可以充分了解市场对石墨烯的需求。通过市场对首批次产业化石墨烯产品的反馈,石墨烯创新链和产业链可以实时调整现有战略布局,有针对性的研发市场所需石墨烯产品,简化研发与产业化之间的流程,加快产业化进程,形成以市场促研发的高效机制。三是可以为全方位产业化夯实研发基矗石墨烯的各产业领域存在共性关键技术。首批次产业化的石墨烯则可实现部分共性关键技术的突破,为后续产业化领域提供技术支持,分批次夯实研发基矗。

亮点五:坚持走绿色、循环、低碳发展之路

石墨烯作为先导产业,在发展上要摒弃传统的"先污染,后治理"的老路,重视资源的高效利用和环境友好,以新的发展理念引领产业发展。

因此,《意见》将推进石墨烯产业绿色、循环、低碳发展作为四大抓手之一,从一开始就强调绿色发展。

《意见》不但对石墨烯生产线的规模、技术、生产选址、环保等都提出了严格的要求,而且通过打造产业示范基地,鼓励石墨烯企业实现集群发展应用产业,形成集聚效益。

此外,《意见》还提出石墨烯的生产工艺和设备要符合能效1级或节能产品推广目录的产品和设备;生产过程要采用清洁生产技术、推行循环性生产方式,并建议采用智能化生产,以实现污染物排放和能耗、物耗的有效管理。并提出要建立生产过程污染物的标准规范。

亮点六:坚持企业主体和市场化主导的发展思路

企业是产业发展和技术成果转化为现实生产力的主体。

而目前,我国做石墨烯的主要是科研人员和他们自己设立的小企业,过分偏重研发,技术研发和应用需求严重脱节,而国外生产石墨烯的均是大企业,包括空客、巴斯夫等。

科研人员懂技术却不懂市场,花费大量人力精力做出的产品,可能市场根本不需要。大部分应用企业对石墨烯还停留在概念上,并不清楚如何使用,或应用时不针对产品特性改进加工工艺。

个别企业虽申请了一定数量的专利,但整体研发力量薄弱且分散、缺乏资金和市场经验,迫切需要一些大型龙头企业牵头加强技术研发,推动石墨烯的规模化发展。

 
推进首批次产业化应用示范,激活石墨烯的市场需求

二、首批次应用示范是打通产业化瓶颈的关键

万事开头难。虽然从石墨烯的性能和应用研究来看,石墨烯的应用前景广阔,市场潜力大、产业带动性强,但是受生产技术成熟度不高、标准化建设滞后、商业化应用路径不明确等因素制约,石墨烯应用存在一定风险和市场接受度低等问题。此外,当前被替代传统材料已达到极佳性价比,下游企业应用石墨烯要额外支出研发、改变生产工艺和生产线、培训员工、市场推广等方面的巨额费用,且周期较长。风险、资金及效益等方面的压力,也阻碍石墨烯下游应用市场的发展。

为了突破市场瓶颈,《意见》将推动石墨烯材料的首批次应用示范作为打通上下游瓶颈、激活应用市场的关键,提出专项补助办法、风险补偿机制等措施保障,以期让企业对石墨烯产品"敢用,愿意用,用得起"。

《意见》明确了首批次应用示范的重点推广领域:一是国家重点工程建设,包括航空航天、武器准备、重大基础设施等;二是工业领域,特别是新兴产业,包括高端装备制造、新能源及新能源汽车、节能环保、电子信息等;三是民生消费需求方面,包括智能休闲健身、安全防护、医疗卫生、环境治理等。并且提出,扶持一批具有行业带动作用的企业率先在重点需求领域树立应用标杆,同时构建与各类应用相适应的市场化运作机制,形成一批高水平示范项目和行业领军企业,并逐步将应用模板和成功案例在全国范围内规模化推广。

通过上述措施,降低石墨烯下游应用风险,减小市场阻力,而且通过推广应用新技术、新产品,也可有效推动技术成熟和标准完善。此外,通过应用示范项目为投资者描绘出行业发展前景,吸引更多的社会资本参与。

一、市场需求是石墨烯产业化的源动力

作为目前已知的世上最雹最坚硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料,石墨烯未来在触摸屏、传感器、蓄电池、生物医药、复合材料等领域蕴含着的无限应用潜力,但是目前石墨烯总体仍处于产业化初级阶段,应用市场尚未激活,成为制约其产业化发展的最大瓶颈。

市场需求是技术、应用创新的动力,但我国石墨烯产业技术研发和应用需求严重脱节,过分偏重科学研究;大部分应用企业对石墨烯还停留在概念上,并不清楚如何使用,或应用时不针对产品特性改进加工工艺,导致造成"材料好、用不好"。这就需要建立和健全的推进石墨烯产业化发展的创新体系,深化"产学研用"合作,激活应用市场的需求。

为此,《意见》提出了"坚持需求牵引,技术推动"的原则,并且提出三个方面的措施:一是健全共性关键技术研发体制机制,整合相关资源,支持石墨烯材料生产企业与下游用户、科研院所联合共建工程实验室以及公共研发、检验检测、技术转化、信息交流、知识产权运营等一批产业技术开发平台和创新发展服务平台;二是推动建立一批由企业、高效和科研院所共同参与的产业发展联盟,支持联盟承担重大应用研发和推广任务;三是结合国家科技重大专项、计划及国家重大工程建设等,突破并掌握生产及应用核心技术,推动重大技术成果工程化。

三、企业应该是推动石墨烯产业化发展的主体

企业是产业发展和技术成果转化为现实生产力的主体。而我国石墨烯相关技术的研发主体仍然是大学和科研机构,与市场严重脱节;企业虽申请了一定数量的专利,但整体研发力量薄弱且分散。

为此,企业自身应加大应用研发投入,建立技术中心,加强与科研院所的协同合作,收购兼并海外研发机构和应用创新企业,中小企业可采取共同委托、联合出资等方式进行合作开发。与此同时,政府应重点支持和引导发展要素向企业集聚:一方面,完善投入机制,通过税收政策、财政贴息、财政投资、融资担保、政府采购、以及设立企业创新发展基金等措施,帮助企业降低技术研发和创新应用的成本和风险;另一方面,帮助企业加强应用研发能力,建立由骨干企业牵头实施国家重大科技项目的机制,面向企业开放和共享国家工程实验室、国家重点实验室和重要试验设备等科技资源,使企业真正成为研究开发投入、技术创新活动、创新成果应用的主体。

 
将绿色发展植根于石墨烯产业创新发展

石墨烯作为前沿先导材料,对传统产业改造升级和新材料产业发展都具有重要意义,但其生产过程也要消耗大量能源,排放大量的废水、固废等。例如,目前公认的最容易实现石墨烯工业化生产的氧化还原制备法,其生产过程中涉及一系列化学反应,需要添加强氧化剂,产生的废水和固废若处理不当将会对环境造成一定的危害。因此,石墨烯产业的发展必须摒弃传统产业"资源-产品-污染排放"的发展模式以及"先污染、后治理"的治理模式,从一开始就将绿色理念牢牢地植根于石墨烯产业创新发展之中。

保障措施为绿色发展护航

《意见》分别从完善标准规范体系和加强行业管理两方面加强保障,一是加快完善石墨烯材料生产过程的污染物排放的标准规范,研究石墨烯材料认证技术要求;二是发挥第三方机构作用,发布产业发展冬天信息,防止盲目投资和低水平重复建设,组织推广节能减排、安全生产等共性技术,为实现石墨烯产业绿色、循环、低碳发展保驾护航。

原料制备领域绿色化

《意见》提出,新建石墨烯材料生产线原则上要进入化工园区,符合化工园区环保准入条件和园区规划环评要求,粉体生产线装置规模不低于10吨/年,薄膜生产线能够连续自动转片。

石墨烯材料制备过程中会产生大量的废水和固废,要求生产线进入园区,一方面能够利用园区标准提高石墨烯材料生产线规模和环保门槛,防止出现低水平重复建设,引导石墨烯产业健康有序发展;二是通过园区集聚发展,对生产过程中产生的废水、固废进行集中处置,不仅能够节约人力、物力、财力,而且利于监督管理,能够有效控制甚至消除污染危害。

工艺流程绿色化

《意见》指出,优化石墨烯材料生产工艺,完善生产装备,鼓励选用符合能效1级或节能产品推广目录中的产品和设备,发展石墨烯材料清洁生产技术,推行循环型生产方式,实现石墨烯材料生产过程废物的综合利用及达标排放。

生态文明建设就是要实现物尽其用,减少对一次性能源的消耗,石墨烯产业要实现绿色、循环、低碳发展,势必要从整个工艺流程入手,加大节能减排相关技术研发和应用推广,尽量实现单位产品的污染物排放最小化、能源消耗最小化、资源利用率最大化。

下游应用领域绿色化

《意见》指出,支持中小企业发挥自身"专精特新"优势,利用石墨烯材料开发适销对路的新技术、新产品、新材料、新装备,支持开展形式多样的应用创新、创新活动,集群发展石墨烯材料应用产业,形成聚集效应,打造产业示范基地。

石墨烯的下游应用领域极为广泛,目前虽然在部分领域实现了应用突破,但总体仍处于产业化初级阶段,未来在生物医药、电动汽车、物联网、复合材料等下游领域有着广泛的应用,前景广阔。《意见》强调石墨烯材料的下游应用要适销对路和创新应用,通过产业集聚、打造产业示范基地,朝着"专精特尖"方向发展,防止石墨烯像稀土等材料一样被贱卖、贱用,真正做到优材高质利用,实现下游应用绿色化。

 
"四措施"助力石墨烯产业创新发展

    给政策助发展

《意见》指出,顺应我国经济发展进入新常态的宏观经济形势,石墨烯产业的发展应当坚持"以企业为主体、创新为驱动力、需求为牵引"的三大原则,统筹各类资源,在产业规划、行业规范标准、财政金融、人才培养等方面制定相应保障政策和措施,以充分激发市场主体积极性,支持企业开展石墨烯产业相关业务、高校和科研院所开展石墨烯研究,鼓励各行业开展石墨烯产品应用,促进石墨烯产业全面健康发展;逐步将发展石墨烯技术和产业列为重点,加大石墨烯材料制备关键工艺和装备研发力度,鼓励新技术、新业态和新商业模式在石墨烯领域的协同创新发展,积极交流,加强专业人才培养,着力发展高端石墨烯产品,提高产品质量和性能,组织实施重大应用示范项目等一系列举措,助力石墨烯研究和产业化在全国推广。

    投融资促发展

《意见》指出,充分发挥政府的引导、市场和企业的主导、金融资本的支持作用,综合统筹各界力量,综合布局规划,加强对石墨烯研发和产业化的投融资支持力度。设立专项资金,鼓励科研院所和企业积极将石墨烯研究成果产业化;鼓励银行对石墨烯相关单位降低贷款门槛,通过减息、降息、国家及地方贴息等方式,提供资金支持;鼓励有条件的地区设立石墨烯产业发展专项资金,让有条件的地区率先走在全国石墨烯产业发展前列;加快引导基金、股市、民间资本等各类资本参与石墨烯企业股权并购和高端项目开发,降低资本进入风险和成本;支持产融携手创新,打造完整石墨烯产业链,着眼终端产品推广应用的互惠合作融资模式;研究石墨烯产品首批次应用示范风险补偿机制,鼓励石墨烯商业化应用。

    建标准引发展

《意见》指出,目前我国较少有石墨烯相关的技术标准或行业规范出台,应当加紧建立适合我国石墨烯产业特点,并与国际接轨的石墨烯标准体系,按照分类指导原则,尽快开展制定完善石墨烯领域术语、产品、工艺以及生产过程污染物排放等标准规范的相关工作,统筹前沿领域标准,开展预先研究,鼓励制定先进的生产工艺、产品、行业标准,并积极开展石墨烯材料、产品、企业等的相关认证资质要求研究和制定工作,避免行业无序发展以及更好地促进业内交流和合作,引导石墨烯研究和产业化规范、健康、持续发展。

    强管理共发展

《意见》指出,要加强行业管理,建立覆盖石墨烯产学研用各环节的公共管理平台。以完善行业运行监测和预警机制,充分发挥第三方机构作用,发布产业发展动态信息,防止盲目投资和低水平重复建设,组织推广高效、节能、无污染、安全生产等共性技术,加强国际合作交流,探索相关产品认证程序,避免知识产权等领域的侵权或被侵权纠纷,防止不正当竞争与虚假宣传,强化行业自律,维护市场秩序。

 
 
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