深入分析：中國石墨工業(yè)發(fā)展的機遇、問題和建議！
深入分析：中國石墨工業(yè)發(fā)展的機遇、問題和建議！
石墨是一種非金屬礦產(chǎn)資源。石墨具有耐高溫、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、潤滑、化學(xué)穩(wěn)定性、塑性、抗熱震性等多種特殊性能，作為耐火材料、潤滑劑和摩擦材料，石墨主要應(yīng)用于冶金、鑄造、機械等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域。很長一段時間，注意力不集中。
隨著新一輪全球工業(yè)革命的到來，石墨深加工技術(shù)不斷突破。石墨的理化性能得到了深入的發(fā)展。它已成為新能源汽車、儲能、核能、環(huán)保、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的關(guān)鍵材料，資源戰(zhàn)略價值迅速提升，石墨烯的成功制備和工業(yè)應(yīng)用又一次促進(jìn)了石墨、鉻的發(fā)展。結(jié)晶石墨已成為國家礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020）確定的24種戰(zhàn)略礦產(chǎn)之一。
石墨產(chǎn)業(yè)鏈包括上游資源開采和礦產(chǎn)加工、上游材料級產(chǎn)品加工和下游終端應(yīng)用。沿著產(chǎn)業(yè)鏈，已經(jīng)形成了一個非常復(fù)雜的多級石墨產(chǎn)品體系，沿著石墨產(chǎn)業(yè)鏈，石墨產(chǎn)品分為三個層次：原材料層次、材料層次和特殊層次。本文對分類體系進(jìn)行了擴展，根據(jù)產(chǎn)品的縱向價值，將物料級產(chǎn)品分為前沿產(chǎn)品、高端產(chǎn)品、中端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品（圖1）。
從圖1可以看出，石墨產(chǎn)品豐富，可用于制備新能源汽車、儲能、環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的尖端石墨烯材料和高純石墨、球形石墨、膨脹石墨等高端材料。同時，石墨的低端產(chǎn)品也可用于鋼鐵、鑄造等基礎(chǔ)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，石墨是工業(yè)體系中許多工業(yè)部門的基礎(chǔ)原料，在工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。
隨著中國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)已成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎，為了促進(jìn)高端制造業(yè)的發(fā)展，2015年5月，國務(wù)院發(fā)布了《中國制造2025》（國發(fā)2015 28），預(yù)計開辟了新一代信息技術(shù)、節(jié)能新能源汽車、電力設(shè)備、新材料等十大關(guān)鍵領(lǐng)域，石墨烯是一種高端、前沿的石墨材料，廣泛應(yīng)用于中國制造2025的許多關(guān)鍵領(lǐng)域（表1），在許多高科技產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。UCTS。
石墨烯被認(rèn)為對未來的工業(yè)發(fā)展具有顛覆性的影響。石墨是制備石墨烯的重要原料之一。
根據(jù)原料的不同，石墨烯的制備方法可分為兩類：一類是以天然石墨為原料，氧化還原法、液相汽提法和微觀機械汽提法；另一類是以甲烷、乙烯、乙炔等碳?xì)浠衔餅樵稀２捎脷庀喑练e法（CVD法）、SiC外延生長法（圖2）制備S原料。
目前，用天然石墨制備石墨烯是最商業(yè)化的方法。石墨烯工業(yè)的發(fā)展直接引發(fā)了石墨資源開發(fā)的熱潮。
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS），2017年全球石墨儲量為2.7億噸。土耳其、巴西和中國是最豐富的資源，分別占全球資源總量的33%、26%和21%，占全球資源總量的80%（圖3）。
在美國地質(zhì)勘探局的統(tǒng)計中，中國是世界第三大石墨資源國，但中國的石墨資源應(yīng)該在世界上更加突出。盡管土耳其擁有世界上最大的石墨儲量，但其資源主要是隱晶質(zhì)石墨，主要用于低端產(chǎn)品。它的戰(zhàn)略地位很低。巴西和中國主要是結(jié)晶石墨，其戰(zhàn)略地位高于土耳其。
在新能源汽車、石墨烯等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動下，我國石墨資源勘查的熱沒有下降。從2012年底到2017年底的五年時間里，我國結(jié)晶石墨的勘探成果不斷增加。資源儲量從1.9億噸增加到3.67億噸左右，增長93%（圖4），是24種戰(zhàn)略礦產(chǎn)中增長最快的礦產(chǎn)資源儲量。
根據(jù)美國地質(zhì)勘探局的統(tǒng)計，同期中國的石墨儲量保持在5500萬噸。雖然計算方法和標(biāo)準(zhǔn)不同，但美國地質(zhì)調(diào)查局對中國石墨儲量的統(tǒng)計明顯落后于中國的實際情況。數(shù)據(jù)中沒有反映中國近年來新增的石墨儲量，這意味著中國的全球石墨資源狀況可能高于美國地質(zhì)勘探局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
豐富的石墨資源使中國成為世界上最大的生產(chǎn)和出口國，控制著全球石墨資源的供應(yīng)，2017年中國石墨產(chǎn)量達(dá)到78萬噸（圖5），占世界總量的65%。除了滿足國內(nèi)消費外，中國大量的石墨資源還被用于出口。根據(jù)聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，2016年全球天然石墨出口總量為404400噸，其中中國出口240100噸，占59.91%，居第一位；朝鮮出口47.3萬噸，占11.08%，居第二位；巴西第三大出口量僅為24噸。.90萬噸，占總量的6.21%，受地緣政治因素影響，全球第二大出口國朝鮮石墨基本上出口到中國。據(jù)估計，中國可以控制全球石墨出口市場的72%。
石墨消費長期集中在耐火材料和鑄造領(lǐng)域，但隨著世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個緩慢的時期，特別是我國鋼鐵消費的高峰期，與鋼鐵工業(yè)相關(guān)的石墨消費增長率，包括這兩個領(lǐng)域，W。我會減速，甚至開始下降。新能源汽車、儲能、核能、電子信息等戰(zhàn)爭中的石墨高端材料產(chǎn)品，新興產(chǎn)業(yè)消費快速增長，石墨消費正從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。
石墨是鋰離子電池最廣泛使用的正極材料。新一輪石墨消費轉(zhuǎn)型的主要原因是新能源汽車工業(yè)的快速發(fā)展和鋰離子電池需求的不斷增長。電池行業(yè)已成為石墨消費增長最快的行業(yè)。
由于石墨消耗數(shù)據(jù)的可得性較差，根據(jù)2014年的統(tǒng)計，耐火材料和鑄造廠占全球石墨總消耗量的52%和14%，在這兩個地區(qū)的消耗比例最高。電池消耗量約占8%（圖6），但電池行業(yè)石墨消耗增長最快，達(dá)13.95%，耐火材料和鑄造材料僅占1.74%和3.93%，石墨消耗量占重量，心臟轉(zhuǎn)移明顯（圖7）。
2014年以來，全球鋰離子電池出貨量從2017年的72GWh增加到了1435GWh，年均復(fù)合增長率為26%，鋰離子電池消費量增長迅速。
中國目前是世界新能源汽車工業(yè)發(fā)展最快的國家。2017年，中國新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到79.4萬輛，連續(xù)三年位居世界第一。鋰離子電池出貨量達(dá)到74.8GWh，占全球出貨量的52.1%，居世界第一。
《中國汽車工業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》分別制定了2020年和2025年200萬輛和700萬輛新能源汽車的發(fā)展目標(biāo)。未來，鋰離子電池的出貨量將迅速增加，對鋰離子陽極材料的需求也將增加。這將為我國高端石墨材料的發(fā)展提供廣闊的市場空間，使我國石墨消費的重心繼續(xù)向石墨消費的方向轉(zhuǎn)移，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。
本文出自東莞市捷誠石墨制品有限公司官網(wǎng)：http://m.qcwgm.com 權(quán)威發(fā)布， 東莞市捷誠石墨制品有限公司是一家集銷售、應(yīng)用開發(fā)，產(chǎn)品加工的石墨專業(yè)廠家，專門為模具行業(yè)、機械行業(yè)、真空熱處理爐、電子半導(dǎo)體及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)等提供石墨材料、石墨電極和相關(guān)的石墨制品，歡迎致電13549365158更多關(guān)于石墨制品方面信息，可回本網(wǎng)站產(chǎn)品頁面詳細(xì)了解點擊：石墨制品 石墨模具 石墨坩堝 石墨轉(zhuǎn)子 石墨軸承 石墨板 石墨棒 石墨匣體 石墨熱場 真空爐石墨制品 電子石墨模具
歐洲、美國和日本在石墨深加工領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位。以德國Sigli Carbon Group、中國Japangraphite加工技術(shù)為代表的國際大型企業(yè)起步較晚。高純石墨、膨脹石墨等高端石墨產(chǎn)品加工技術(shù)落后，長期依賴進(jìn)口。
經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國在高純石墨、石墨陽極材料、工業(yè)發(fā)展等高端石墨材料的研究與開發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展，根據(jù)筆者在黑龍江省雞西、鶴崗的研究與開發(fā)，我國的一些企業(yè)是石墨高純技術(shù)。他們掌握了化學(xué)酸堿法和物理高溫法生產(chǎn)高純石墨。產(chǎn)品含碳量可達(dá)99.99%，甚至99.999%，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
此外，球形石墨工業(yè)已擴展到鋰離子電池正極材料領(lǐng)域。經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國鋰離子電池正極材料產(chǎn)量已從2012年的282200噸增加到2017年的146000噸，占世界總量的70%以上，成為世界最大的負(fù)極材料生產(chǎn)國。
我國涌現(xiàn)出一批石墨材料龍頭企業(yè)，如Bertray、Sugiyama等，在石墨陽極材料領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。為三星、LG、松下、索尼等電池企業(yè)提供產(chǎn)品。許多企業(yè)正在積極探索石墨的綜合高效開發(fā)利用模式。一些與高端石墨產(chǎn)品相關(guān)的上市公司集中在東部地區(qū)。
石墨烯是新一輪石墨深加工技術(shù)的亮點。目前尚處于研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的初始階段。從發(fā)表論文和技術(shù)專利申請數(shù)量來看，我國處于世界領(lǐng)先地位，截至2017年2月10日，我國石墨烯研究論文47264篇，占34.2%，居世界第一，截至2016年底，我國申請石墨烯相關(guān)專利17603項，占全球?qū)＠倲?shù)的58%。艾爾道達(dá)爾，在世界排名第一。
截至2017年2月，我國石墨烯制備、銷售、應(yīng)用、投資、檢測、技術(shù)服務(wù)企業(yè)2059家，其中研發(fā)企業(yè)884家，生產(chǎn)制備企業(yè)141家，應(yīng)用企業(yè)218家。企業(yè)數(shù)量最多的三個省份是江蘇、廣東和山東，中國石墨烯的生產(chǎn)能力約為3000噸（部分企業(yè)見表2）。實現(xiàn)了船舶重工業(yè)防腐涂料和蓄電池導(dǎo)電劑的大規(guī)模應(yīng)用。
華東依托區(qū)位優(yōu)勢，吸引了大批人才和資金，成為石墨烯的研發(fā)中心和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，部分企業(yè)在探索石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面積累了一系列經(jīng)驗。標(biāo)準(zhǔn)體系逐步建立，產(chǎn)業(yè)政策體系不斷完善，我國石墨烯研發(fā)、制備和應(yīng)用初步形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，意味著我國石墨烯產(chǎn)業(yè)有可能實現(xiàn)曲線超越，引領(lǐng)世界。
近年來，石墨勘探的成果不斷，但目前，對石墨消耗增長的實際拉動作用是新能源汽車對鋰離子電池的消耗。根據(jù)新能源汽車消耗40千克負(fù)材料的經(jīng)驗值和2025年700萬輛規(guī)劃目標(biāo)，總消耗量小于28萬噸。此外，替代技術(shù)的發(fā)展也將降低鋰離子電的需求，對池中石墨的需求量，雖然我國的結(jié)晶石墨資源儲量為3.67億噸，但兩者之間存在很大的差異。
石墨烯應(yīng)用的巨大潛力給石墨烯需求的增長帶來了巨大的潛力。目前，我國石墨烯粉體的生產(chǎn)能力約為3000噸。按照60%的產(chǎn)量，滿負(fù)荷生產(chǎn)需要5000噸石墨烯。但是，由于下游石墨烯終端應(yīng)用產(chǎn)品較少，對石墨烯的需求不足，我國石墨烯加工企業(yè)基本處于銷售和生產(chǎn)能力利用固定生產(chǎn)狀態(tài)，石墨的實際消耗量很小。
未來，石墨烯對石墨需求增長的促進(jìn)程度取決于石墨烯制備技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，這是不確定的。
另外，目前還存在一些由非石墨制備石墨烯的方法，如通過氣相沉積碳?xì)浠衔镏苽涫┍∧?。雖然以天然石墨為原料制備的石墨烯粉末的商業(yè)化程度很高，但很難確定哪種方法將成為未來的主流。
一般來說，石墨烯對石墨資源需求的影響程度很難確定，因此，盡管石墨產(chǎn)業(yè)在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，但需求增長仍存在許多不確定性。目前，我國石墨資源十分豐富。如果繼續(xù)加大對上游石墨勘探的投入，資源開發(fā)產(chǎn)能過剩的局面將進(jìn)一步加劇。
雖然我國的高端石墨材料取得了長足的進(jìn)步，具有較強的新型石墨材料生產(chǎn)加工能力，但進(jìn)一步加工成終端產(chǎn)品并獲得較高附加值的能力還不夠。在整個石墨產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈中低端，仍處于原材料供應(yīng)商的地位。
例如，在膨脹石墨和等靜壓石墨領(lǐng)域，還存在著我國無法生產(chǎn)的低性能、單一品種、大規(guī)格、高性能產(chǎn)品等問題，目前我國企業(yè)很難生產(chǎn)出高質(zhì)量、高附加值的導(dǎo)熱油。手機用鋰離子電池；雖然中國是一個負(fù)材料的大生產(chǎn)國，但汽車用鋰離子動力電池的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)能力不及日本，30%的負(fù)電極材料出口到國外，其中相當(dāng)一部分被用作日本B的原材料。電池企業(yè)。
在新一輪技術(shù)變革下，石墨消費的重心發(fā)生了深刻的變化，但現(xiàn)有的石墨資源和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系落后于工業(yè)發(fā)展，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測標(biāo)準(zhǔn)的缺乏使企業(yè)生產(chǎn)舉步維艱，產(chǎn)品在市場上混為一談。d、監(jiān)管部門不能依賴，這不利于行業(yè)的長期發(fā)展。
首先，石墨資源評價標(biāo)準(zhǔn)不涉及規(guī)模大小、微量元素含量等指標(biāo)，對鋰離子電池正極材料、石墨烯等高端石墨材料的制備工藝有很大影響。由于缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)很難選擇標(biāo)準(zhǔn)化的原材料。
其次，以石墨烯為代表的先進(jìn)石墨材料缺乏材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如：嚴(yán)格來說，石墨烯應(yīng)為單層石墨，但在10層以下使用時，稱為石墨烯材料。石墨烯層數(shù)、尺度大小、雜質(zhì)類型和含量等諸多因素影響著石墨烯材料的性能。由于我國尚未建立石墨烯材料的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，尚未形成不同企業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列和石墨烯產(chǎn)品，技術(shù)指標(biāo)差異較大，質(zhì)量參差不齊，阻礙了終端應(yīng)用的發(fā)展。
同時，一些下游深加工產(chǎn)品由于缺乏新材料的國家標(biāo)準(zhǔn)，即使性能優(yōu)越、成本低，也不能在市場上推廣應(yīng)用。例如，石墨烯在重防腐涂料領(lǐng)域的性價比明顯高于傳統(tǒng)涂料，但由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)限制，其推廣應(yīng)用受到限制。
首先，石墨烯終端應(yīng)用不到位，一方面，石墨烯的制備工藝不夠完善，性能穩(wěn)定的石墨烯的連續(xù)制備難度大、成本高，目前石墨烯的市場價格高，成本高，限制了其推廣應(yīng)用。另一方面，作為一種前沿材料，終端產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)尚未取得重大突破，下游應(yīng)用領(lǐng)域仍處于探索階段。
目前，石墨烯在重防腐、電池導(dǎo)電液等領(lǐng)域的小規(guī)模應(yīng)用還不多，但仍缺乏可大規(guī)模用于促進(jìn)工業(yè)發(fā)展的終端產(chǎn)品，石墨烯企業(yè)都是按銷售額固定生產(chǎn)，生產(chǎn)能力閑置較多。石墨烯生產(chǎn)成本高，終端產(chǎn)品缺乏，導(dǎo)致工業(yè)發(fā)展停滯。
二是各地區(qū)高度重視石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將其視為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)標(biāo)志，甚至不顧當(dāng)?shù)刭Y源、環(huán)境、區(qū)位、產(chǎn)業(yè)等基本條件，建立了石墨烯和石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
據(jù)不完全統(tǒng)計，我國石墨烯工業(yè)園區(qū)有13個，建設(shè)規(guī)劃仍在繼續(xù)。石墨烯工業(yè)正處于一個小而分散、混亂的狀態(tài)，通過研究發(fā)現(xiàn)氧化還原法在目前石墨烯粉末制備中得到了廣泛的應(yīng)用。生產(chǎn)1噸石墨烯需要80-110噸硫酸和280-450噸水，生產(chǎn)150-220噸廢酸。負(fù)面環(huán)境影響巨大，華東地區(qū)有79家石墨烯生產(chǎn)企業(yè)，占總量的56%，無疑會給東部地區(qū)環(huán)境承載力達(dá)到極限的地區(qū)帶來沉重的環(huán)境壓力。
為了遏制資源和產(chǎn)能進(jìn)一步過剩的趨勢，各級國土資源管理部門要統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)調(diào)和有序發(fā)展石墨產(chǎn)業(yè)上下游，避免重復(fù)稀土的錯誤。
建議對新建、擴建和投產(chǎn)石墨項目的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行大幅度、全面的升級。通過資源整合，淘汰中小礦山，提高石墨資源開發(fā)的規(guī)模和集約水平。將資源配置給產(chǎn)業(yè)規(guī)劃鏈條長、綜合開發(fā)能力強、產(chǎn)品多樣化、污染物排放量零的企業(yè)，鼓勵礦業(yè)開發(fā)、礦產(chǎn)品生產(chǎn)和高檔石材生產(chǎn)，將油墨加工作為園區(qū)高效開發(fā)利用之一。在模式上，完善高端材料生產(chǎn)技術(shù)，搶占石墨產(chǎn)業(yè)價值鏈的頂端。
隨著中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的實施，英國、法國、德國等國家宣布從2025年到2040年禁止汽車和柴油車的銷售，我們可以預(yù)期全球電動汽車的時代即將到來，以全球電動汽車的發(fā)展為例。以產(chǎn)業(yè)為契機，建議國家通過補貼、稅收優(yōu)惠等激勵手段，大力推動石墨陽極材料和動力電池技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，搶占石墨產(chǎn)業(yè)價值鏈的頂端。
根據(jù)新產(chǎn)業(yè)和新技術(shù)的發(fā)展需要，制定了《石墨地質(zhì)勘探規(guī)范》、《石墨品位評價標(biāo)準(zhǔn)》、《石墨烯產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》、《石墨烯產(chǎn)品檢測標(biāo)準(zhǔn)》、《石墨烯終端應(yīng)用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》等一系列標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。n及時制定和修訂。
技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本動力。為促進(jìn)石墨烯工業(yè)的發(fā)展，擴大終端應(yīng)用市場，擬建立三級石墨烯技術(shù)創(chuàng)新體系。
一是建立國家財政資助的國家石墨烯研究所，引進(jìn)國內(nèi)外人才，重點開展企業(yè)和一般研究機構(gòu)不能完成的重要基礎(chǔ)研究，開發(fā)具有重大影響的關(guān)鍵技術(shù)和高端產(chǎn)品。對超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體器件、超級電容器、儲能設(shè)備、傳感器、生物響應(yīng)等行業(yè)的全面發(fā)展起到了一定的推動作用。
其次，通過政策鼓勵、資金支持、稅收征管、專利保護(hù)等方式，支持企業(yè)加大研發(fā)投入，建立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體，使企業(yè)成為石墨烯應(yīng)用研發(fā)技術(shù)創(chuàng)新的主體，加快石墨烯應(yīng)用研發(fā)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。研發(fā)成果。近年來重點研發(fā)項目可實現(xiàn)導(dǎo)電玻璃、超石墨烯纖維、鋰離子電池導(dǎo)電劑、防腐涂料等產(chǎn)業(yè)化。
第三，建立研發(fā)基金和產(chǎn)業(yè)孵化器，政府和企業(yè)應(yīng)合作吸收社會資本，建立以實用技術(shù)創(chuàng)新為導(dǎo)向的研發(fā)基金，提供石墨烯制備企業(yè)的試驗樣品和實驗室共享，鼓勵科技人員和研究生進(jìn)入。參與終端產(chǎn)品研發(fā)活動，建立石墨烯創(chuàng)業(yè)孵化器，鼓勵科技創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化，有效形成大眾化、產(chǎn)業(yè)化、創(chuàng)新態(tài)勢，實現(xiàn)終端應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)多領(lǐng)域突破。發(fā)展。與上述兩個創(chuàng)新體系不同，第三級研發(fā)基金和工業(yè)孵化器專注于民用技術(shù)，將石墨烯產(chǎn)品融入人們生活的方方面面。