近日,福建省发改委正式发布《福建省石墨烯产业发展规划(2017—2025年)》。该规划提出,到2025年,石墨烯及其相关产品产值突破500亿元,带动形成产值超1000亿的产业链体系。省发改委相关负责人表示,这是全国第一部省级石墨烯专项规划。
据了解,福建省发展石墨烯产业有三大有利条件:石墨资源储量丰富,全省已探明石墨矿产地15处,储量超过300万吨;产业体系初具雏形,在石墨烯生产设备、石墨烯制备、电池电极材料、防腐涂料和环保材料等领域已涌现40多家具一定实力的企业;技术支撑能力较强,全省石墨烯专利申请量超过400件。
根据规划要求,在发展目标方面,到2025年,福建省成为全国石墨烯技术创新先导区、国际合作引领区、产业应用示范区;到2025年,形成1~2家具有国际竞争力和引领带动作用、年销售收入超100亿元的龙头企业,培育一批年销售收入超10亿的专业性骨干企;到2025年,突破一批石墨烯关键技术,具备自主知识产权的石墨烯材料及器件达到或接近国际先进水平,建成若干国家级工程(技术)研究中心、检测认证中心、应用研究中心,技术与检测实力达到国内领先、国际先进水平。
福建省还提出重点打造以福州和厦门为创新核心区,以厦门火炬高新区、泉州晋江和三明永安为产业集聚区的“两核三区”产业发展格局。其中,福州研发服务核心区将依托福州大学、福建师范大学、中科院海西研究院等高校、科研院所及相关应用企业,建成石墨烯检测、研发技术服务平台,在福州高新区承接石墨烯科技成果转化落地。
另悉,近日,福建省还出台加快石墨烯产业发展六条措施,重点从提升创新能力、培育壮大产业、强化人才支撑、加大金融支持、增强要素保障、营造发展环境等六个方面,围绕技术研发和产业发展两个主题,提出要继续组织实施省级石墨烯重大科技、技术研发和产业发展专项,在福州、厦门、泉州、三明等地创建一批省级创新平台等。
一、发展基础
(一)现状与问题
福建省石墨烯产业发展从无到有,不断壮大,在资源储备、产业培育、技术进步等方面取得一定进展,有力推动了福建省产业转型升级和新兴产业发展。
1.石墨资源储量丰富。高质量石墨是石墨烯重要原材料之一,截至2016年,全省已探明石墨矿产地15处,累计探明晶质(鳞片)石墨和隐晶质(微晶)石墨储量超过300万吨,以隐晶质(微晶)石墨为主,保有储量137.4万吨。主要分布在三明、龙岩、南平等地。其中,三明永安是我国南方主要的石墨储藏地。
2.产业体系初具雏形。目前,全省已基本形成从资源开采—材料制备—下游应用—终端产品及相关配套的产业链,在石墨烯生产设备、石墨烯制备、电池电极材料、防腐涂料和环保材料等领域已经涌现出40多家具有一定实力的企业,主要分布在福州、厦门、泉州和三明永安等地,产业集聚效应初显。
3.技术支撑能力较强。全省有多家高校及科研院所从事石墨烯技术研发,诺贝尔奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫等一批国内外院士专家与福建省全面合作,形成较强的技术支撑。全省石墨烯专利申请量超过400件,其中厦门大学石墨烯工程与产业研究院累计申报和拥有发明专利70多件,骨干企业累计申报和拥有发明专利50多件。
同时也要看到,福建省石墨烯产业尚处于培育阶段,创新平台数量不多,专业园区刚刚起步,骨干企业数量较少,资源要素有待整合,成果转化、孵化机制亟待完善,领军人物、专业团队比较缺乏,标准、评价、质量检测等支撑体系缺失,制约了福建省石墨烯产业持续、快速发展。
(二)形势与机遇
1.市场前景广阔。目前全球石墨烯年产能已达百吨级,未来五年到十年将达千吨级。预计到2020年,全球石墨烯市场规模将超1500亿元。我国石墨烯企业已突破千家,产业化应用不断加速,预计到2020年,我国石墨烯产业占全球比重将达到一半以上,市场规模突破800亿元。据初步预测,随着技术创新和应用市场的开拓,石墨烯将带动形成万亿级下游应用产业。
2.战略地位凸显。石墨烯正引领着新材料领域的颠覆性革命,英、美、日、韩、欧盟等国家和地区积极布局,抢占产业制高点,英国成立国家石墨烯研究院(NGI),美国、日本、韩国重点资助石墨烯项目,欧盟启动“石墨烯旗舰”计划。我国政府也高度重视石墨烯产业发展,党和国家领导人多次考察石墨烯企业及相关研究机构,《中国制造2025》将石墨烯列为前沿新材料,工业和信息化部、国家发展改革委、科技部等三部委联合出台《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》。
3.瓶颈有待突破。目前石墨烯产业发展总体上处于产业化突破前期,尚未形成“料(石墨烯)—材(石墨烯基功能材料)—器(基于石墨烯的各类器部件)—用(终端产品应用)”的完整链条,石墨烯低成本规模化绿色制备技术存在瓶颈,针对不同应用产品的修饰、改性、复合、集成、功能化等技术仍需提高,下游应用产品低端化、种类较少、规模不大,缺乏杀手锏级应用。
福建省应抓住历史机遇,建设具有国际水平的技术研发和产业孵化平台,加快石墨烯关键共性技术研发,带动相关产业技术进步;深化石墨烯在电子信息、化工、纺织鞋服等领域应用,促进传统产业转型升级;开发具有优异光、电、热、力性能的新型石墨烯功能性产品,推动供给侧结构性改革;发挥石墨烯在新能源、高端装备、环保等领域的带动作用,培育经济发展新动能。
二、发展目标
到2020年,建成较为完善的石墨烯材料研发、制备、应用等产业发展体系。到2025年,石墨烯产业成为福建省经济发展先导产业,部分石墨烯材料应用达到国际领先水平,福建省成为全国石墨烯技术创新先导区、国际合作引领区、产业应用示范区。
产业规模逐步扩大
到2020年,通过产业培育、示范项目推动和一批重大项目落地,实现石墨烯及相关应用产业产值突破100亿元,带动形成产值超500亿的产业链体系。
到2025年,下游应用市场全面打开,产业实现跨越式发展,石墨烯及其相关产品产值突破500亿元,带动形成产值超1000亿的产业链体系。
福建省石墨烯产业规模目标(单位:亿元)
主要方向 |
2020年目标 |
2025年目标 |
年均增长率(%) |
石墨烯材料制备 |
5 |
10 |
14.9 |
石墨烯复合材料 |
30 |
50 |
10.8 |
石墨烯热管理 |
15 |
50 |
27.2 |
石墨烯储能材料 |
30 |
150 |
38.0 |
石墨烯电子信息应用 |
10 |
150 |
71.9 |
石墨烯节能环保应用 |
5 |
50 |
58.5 |
石墨烯配套及其他 |
5 |
50 |
58.5 |
总计 |
100 |
510 |
38.5 |
三、七个重点方向
(一)材料制备
加快突破石墨烯材料规模化制备共性关键技术。实现石墨烯微片高质量、低成本、规模化、绿色、可控制备,进一步研发大尺寸单晶石墨烯薄膜制备技术。实现对石墨烯层数、尺寸以及表面官能团等关键参数的有效控制,提高石墨烯材料规模化制备的工艺稳定性、性能一致性。
(二)复合材料领域
立足福建省主导产业和战略性新兴产业,利用石墨烯的优良特性,对传统涂料、复合纤维、纺织面料、建筑材料、润滑剂、电磁屏蔽材料、电线电缆等材料进行改性,提升材料性能,拓展产品应用功能,并加大对前沿复合材料的研发。
(三)电子信息领域
加快研发石墨烯新型显示器件,重点推进高电导率大面积触控屏、大尺寸移动智能终端用导电薄膜的研发和产业化。研发用于健康医疗、可穿戴电子设备等领域的石墨烯传感器以及用于物流、移动通讯、支付及RFID电子标签等领域的石墨烯射频产品。前瞻布局石墨烯基下一代微电子器件、芯片,促进微电子与集成电路的发展。
(四)能源领域
加快石墨烯在超级电容、锂离子电池、铅碳电池等能源存储与转化领域的研发、应用和产业化;通过石墨烯显著提高非贵金属在燃料电池、电解水制氢、锂空气电池的活性和使用寿命,推进能源催化体系的应用和产业发展。
(五)热管理领域
加快设计和研发超薄石墨烯导热膜生产工艺和生产设备、新型LED灯散热外壳以及用于智能手机、平板电脑、大功率计算机散热的石墨烯导热膜、导热片等产品,满足高功率电子产品、能源系统对于高效热管理的市场需求。大力开发基于石墨烯薄膜、石墨烯功能纤维的发热器件和可穿戴产品。
(六)环保健康领域
利用石墨烯比表面积大、多孔结构、吸附性能好等特性,立足海水淡化、污染处理、颗粒吸附等环保需求,开发具有吸附、过滤、净化等功能的石墨烯环保产品和系统,研发石墨烯生物传感器、医用复合材料、量子点生物检测等产品。
(七)配套产业
开发石墨烯材料制备设备及专用检测仪器。加强科技成果转化、检验检测、知识产权保护和工业设计等配套服务。
四、五个专栏说明重点任务
专栏1石墨烯关键技术和重点产品研发工程 |
1.石墨烯及其他二维材料制备:重点突破高质量石墨烯微片低成本规模化量产,大尺寸单晶石墨烯薄膜制备技术等;重点研发PET基底单层石墨烯、硅片基底单层石墨烯、CVD石墨烯膜、石墨烯粉体、高质量低成本石墨烯微片、石墨烯微片衍生物、石墨烯透明导电薄膜、大尺寸单晶石墨烯薄膜、氟化石墨烯等产品。
2.石墨烯复合材料:重点突破石墨烯粉体高效分散、表面修饰等关键技术;重点研发石墨烯防腐涂料、绿色环保石墨烯水性无机涂料、石墨烯润滑油、石墨烯复合纤维、石墨烯复合功能膜、高档石墨烯服饰面料、石墨烯纺织品、石墨烯复合型建材、石墨烯电线电缆、石墨烯电磁屏蔽材料、防辐射材料、抗电磁干扰器件、石墨烯太赫兹探测器、安检仪、质量检测仪等产品。
3.石墨烯电子信息应用:重点突破石墨烯薄膜在显示和触控等领域的规模应用、低成本转移和高速高精度图案化等关键技术;重点研发石墨烯触摸屏、高电导率大面积触摸屏、大尺寸移动智能终端用导电薄膜、石墨烯传感器、石墨烯射频天线的无线发射放大及接收器件、基于石墨烯传感器的移动医疗设备、石墨烯导热封装材料等产品。
4.石墨烯能源材料:重点突破石墨烯储能应用材料与功能器件的应用、石墨烯导电添加剂、石墨烯涂层铝箔和活性石墨烯在高性能锂电池中和超级电容器的应用等关键技术;重点研发石墨烯基电池正极和负极材料、石墨烯基导电添加剂、石墨烯功能涂层铝箔、石墨烯/活性炭电极、石墨烯超级电容器和新型高性能催化剂等产品。
5.石墨烯热管理:重点研发石墨烯高导热复合材料、石墨烯导热膜、导热片、导热封装材料、超薄石墨烯导热膜生产工艺和生产设备、新型LED灯散热外壳、石墨烯智能暖贴、室内采暖画、石墨烯智能取暖服饰、智能便携式加热设备、汽车快速除霜膜等产品。
6.石墨烯环保健康应用:重点突破石墨烯吸附材料与过滤装置、石墨烯催化技术应用等关键技术;重点研发石墨烯吸附材料、海水淡化膜、石墨烯催化剂载体、过滤装置、工业废水处理装置、重金属污染去除系统、无病毒生物净化系统、生物传感器、抗菌复合材料、石墨烯骨材料、高量子产率石墨烯量子点靶向生物标记等产品。
7.石墨烯配套产业:重点研发大面积高品质单层石墨烯制备的专有设备、G-CVD石墨烯化学气相沉积系统、PE-CVD等离子体辅助化学气相沉积系统、石墨烯清洗线、等离子体刻蚀系统、磁控溅射机、石墨烯专用检测仪器等产品。 |
专栏2石墨烯首批示范推广工程 |
石墨烯改性防腐涂料应用示范项目。围绕石墨烯改性防腐涂层开展研究应用,开发不同活性官能团的改性石墨烯,研究易分散、高浓度、高稳定性、低成本的配方与工艺,研制耐大气、耐海水腐蚀两大系列涂料,开展生产线设计与定制,优化调整施工工艺,开展产品综合性能评估,实现石墨烯重防腐涂料的典型示范性应用。
石墨烯光电散热产品应用示范项目。围绕石墨烯散热器在节能灯等日常生活方面的应用,积极支持相关企业开展应用示范项目建设,做好产品、技术和设备的标准化工作,实现散热材料与终端产品同步设计、系统验证、批量应用与供货等多环节协同促进,并最终实现产业化和市场化。
石墨烯复合材料应用示范项目。围绕石墨烯在复合纤维、复合涂料、复合塑料等方面的示范应用,推动石墨烯复合材料与福建省纺织鞋服、精细化工等传统优势产业对接,并进行相关生产设备的标准化。
“互联网+”石墨烯应用示范项目。建立基于互联网的石墨烯创新创业平台,开展石墨烯设计解决方案、供需对接、信息咨询、检验测试等服务,营造开放、融合的产业生态。建立石墨烯数据库,通过物联网、云计算等技术,建立石墨烯材料数据库、工艺参数库、工艺知识库,支持对石墨烯专利、材料制备、生产研发等数据的有偿查询和共享。 |
专栏3石墨烯产业布局优化工程 |
两核:
一是福州研发服务核心区。依托福州大学、福建师范大学、中科院海西研究院等高校、科研院所及相关应用企业,建成石墨烯检测、研发技术服务平台,在福州高新区承接石墨烯科技成果转化落地。
二是厦门创新孵化核心区。依托厦门大学、华侨大学、中船重工725所厦门材料研究院等高校、科研院所及相关应用企业,设立开放实验室,构筑集研发、中试、产业化、成果评价、产品检测认证等于一体的综合性创新孵化平台。
三区:
一是厦门火炬高新区石墨烯产业聚集区。以现有在国内具有竞争优势的一批石墨烯骨干企业为主体,重点发展石墨烯导热、散热、防腐和微电子新材料产业,壮大产业规模,提高市场占有率,加快产业集聚,形成以石墨烯研发、设备、应用为一体的产业发展格局。
二是泉州晋江石墨烯产业聚集区。以福建海峡石墨烯产业技术研究院、三创园、晋江龙湖石墨烯产业园为依托,结合晋江纺织、鞋服、建材、机械装备等传统产业基础,加强石墨烯下游领域应用,前瞻布局石墨烯半导体材料,加快科技成果转化。
三是三明永安高端石墨及石墨烯产业聚集区。依托丰富的石墨资源,以清华大学、厦门大学、中国航发等产学研用平台为支撑,重点发展石墨负极材料、等静压石墨、核石墨等高端石墨和石墨烯制备,在锂电、储能、橡胶改性等下游领域拓展应用,建设永安市石墨和石墨烯产业园、石墨特色小镇,逐步形成产业集聚。 |
专栏4石墨烯服务支撑体系建设工程 |
1.创新研发平台
重点建设厦门大学能源材料和石墨烯创新平台、华侨大学石墨烯应用工程技术研究中心、中科院海西研究院石墨烯基纳米功能复合材料工程研究中心、永安石墨和石墨烯工程研究中心等。
2.检验检测平台
重点建设厦门石墨烯新材料公共测试平台、中船重工725所厦门材料研究院检测服务平台、海西石墨烯质量检测中心等。
3.双创服务平台
重点建设福州高新区石墨烯产品培育中心、海峡石墨烯产业技术研究院、永安碳材料研发中心和科技创新孵化基地等。 |
专栏5石墨烯标准体系建设工程 |
制定石墨烯材料标准。鼓励企业加快发布石墨烯材料的名词术语与定义基础标准,制定石墨烯层数测定、比表面积、导电率等标准,研制一批石墨烯材料、器件标准和计量装置。
制定石墨烯应用产品标准。以石墨烯散热器、石墨烯防腐涂料等福建省优势较为明显的产品为先导,鼓励骨干龙头企业、科研院所等联合开发,优先制定企业级或省级石墨烯应用产品标准,并在全省推广,力争上升到行业标准甚至国家标准。
完善石墨烯试验技术标准。完善石墨烯试验技术的计量标准。完善标准物质,支撑测量仪器校准、实验结果评价、产品质量控制等标准化和计量工作。建成全流程监测系统表征、质量控制标准体系和试验结果的时效性评价标准系统。 |
资料来源:福州新闻网
编辑整理:中国粉体技术网(未经授权,禁止转载)
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