石墨烯的研究看起來(lái)非常有前途,但仍然需要一段時(shí)間才能大規(guī)模并以合理的速度生產(chǎn),當(dāng)今市場(chǎng)仍以研究和興趣占主導(dǎo),主要方向是儲(chǔ)能和復(fù)合材料,更多的企業(yè)會(huì)通過(guò)中間產(chǎn)品獲益,避免終端用戶(hù)不確定性帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)損失。
生產(chǎn)能力過(guò)剩
作為應(yīng)用的第一步,目前石墨烯在工業(yè)上的應(yīng)用主要在手機(jī)觸摸屏方面,即以替代現(xiàn)有的ITO靶材,而三星已于近期生產(chǎn)出相關(guān)樣品——使用石墨烯材料的手機(jī)可隨意彎曲、捶打,并具有更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間、更清晰的屏幕分辨率。全世界已公布的石墨烯產(chǎn)能估計(jì)為近500噸/年,市場(chǎng)中大約有超過(guò)20個(gè)“玩家”,盡管基數(shù)不大,但是在第一階段的需求期過(guò)后,產(chǎn)能已經(jīng)處于過(guò)剩狀態(tài)。這顯然帶有盲目性,供應(yīng)商承擔(dān)了風(fēng)險(xiǎn),市場(chǎng)仍未做好準(zhǔn)備吸收產(chǎn)能。
石墨烯產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的發(fā)展處于上升勢(shì)頭,產(chǎn)能巨大,多個(gè)供應(yīng)商均發(fā)布了能夠提供大量石墨烯納米片和CVD石墨烯的公告。中國(guó)企業(yè)已經(jīng)申請(qǐng)了超過(guò)2000項(xiàng)與石墨烯相關(guān)的專(zhuān)利。與此同時(shí),韓國(guó)三星集團(tuán)對(duì)石墨烯也有強(qiáng)烈興趣,該集團(tuán)是碳納米管領(lǐng)域的最大專(zhuān)利持有者,LG集團(tuán)正在石墨烯行業(yè)利用自己的經(jīng)驗(yàn),特別是碳納米管方面,創(chuàng)建本地供應(yīng)鏈。
另一方面,石墨烯的產(chǎn)業(yè)投資也在繼續(xù)??傆?jì)約1.5億美元已經(jīng)投向新的石墨烯公司,投資分布在至少20家公司。投資組合也是多種多樣,包括風(fēng)險(xiǎn)投資和不同行業(yè)的戰(zhàn)略投資,如鋼鐵制造(例如浦項(xiàng)制鐵)、石墨開(kāi)采(如加拿大Focus Graphite)、消費(fèi)電子(如三星)、化學(xué)和材料(如韓華和DSM)、石油和天然氣(如雷普索爾)。
石墨烯的潛質(zhì)有多大
石墨烯經(jīng)常被與碳納米管相比較,因?yàn)樗鼈冇泻芏嘞嗨频牟牧咸匦裕瑑烧咭渤31惠浾摮醋鳌?/p>
碳納米管被發(fā)現(xiàn)可作為很多領(lǐng)域的合格添加材料,諸如可靜電噴涂的塑料車(chē)體部件、可消散靜電電荷的塑料燃料管/系統(tǒng)和鋰離子電池??傮w而言,在中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)和歐洲的引領(lǐng)下,預(yù)計(jì)產(chǎn)能為2003-2600噸/年。
石墨烯產(chǎn)業(yè)可以從碳納米管借鑒良多。然而,碳納米管的持久挑戰(zhàn)是集束難以分散,早期的科學(xué)研究結(jié)果表明,石墨烯更容易分散,這是一個(gè)機(jī)會(huì),也是區(qū)分與碳納米管的最大不同。
石墨烯能夠以薄膜形式生產(chǎn)(例如石墨烯CVD),這針對(duì)一組獨(dú)立的市場(chǎng),如透明導(dǎo)電薄膜,但是這個(gè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,無(wú)論是現(xiàn)在的解決方案(ITO),還是性能更好的替代品??紤]到石墨烯的表現(xiàn)平平,IDTechEx預(yù)期,出了觸摸屏那一小塊市場(chǎng),石墨烯目前很難在其他細(xì)分市場(chǎng)大有作為。
雖然現(xiàn)在明確說(shuō)明還為時(shí)過(guò)早,初期的一些跡象表明,石墨烯可能造成的健康和安全風(fēng)險(xiǎn)比碳納米管低。科學(xué)研究方面還有堆積如山的工作要做,一旦被證實(shí)危害風(fēng)險(xiǎn)較低,石墨烯有望加速發(fā)展。此外,石墨烯似乎更善于把一系列功能同時(shí)宿于主材料,反過(guò)來(lái)也像一個(gè)微分器一樣能夠發(fā)展多功能,這也是和現(xiàn)有的石墨粉、炭黑等的區(qū)別。
2015年及后期市場(chǎng)展望
現(xiàn)在,由于質(zhì)量參差不齊,供應(yīng)商也不同,因此石墨烯在市場(chǎng)上的價(jià)格成本并不統(tǒng)一,不過(guò)總體而言,其平均價(jià)格將會(huì)下降。2015年,將會(huì)看到許多有利可圖的細(xì)分市場(chǎng)會(huì)采用石墨烯,在復(fù)合材料作為添加材料,以及(長(zhǎng)期)能源存儲(chǔ)設(shè)備等,預(yù)計(jì)市場(chǎng)在原材料層面上,市場(chǎng)規(guī)模在2014年-2024年的十年間將從2千萬(wàn)美元增長(zhǎng)至3.9億美元。
對(duì)石墨烯來(lái)說(shuō),儲(chǔ)能是一個(gè)非常有吸引力的目標(biāo)市場(chǎng)。超級(jí)電容器是一個(gè)高速增長(zhǎng)的行業(yè)。IDTechEx預(yù)計(jì)這個(gè)市場(chǎng)在未來(lái)十年的復(fù)合年增長(zhǎng)率是30%。比表面積(即單位質(zhì)量物料所具有的總面積)高和早期的實(shí)驗(yàn)室成果可以讓石墨烯創(chuàng)造價(jià)值,但是技術(shù)方面還存在一些障礙,阻止了表面完整利用和平面內(nèi)的傳導(dǎo)保持。同時(shí),活性炭仍然占據(jù)主導(dǎo)地位,其價(jià)格低至5美元/公斤。然而,石墨烯的關(guān)注度和研究工作不減,預(yù)計(jì)市場(chǎng)將在2019年之后快速增長(zhǎng)。定位于鋰離子市場(chǎng)的幾個(gè)產(chǎn)品已推出,由于化學(xué)反應(yīng)的多樣性和鋰離子電池的設(shè)計(jì)問(wèn)題,性能基準(zhǔn)仍難制定。