引言
石墨由于特殊的性質(zhì),是傳統(tǒng)工業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所必須的礦物原料,廣泛應(yīng)用于科技工程領(lǐng)域。歐美等國家將天然石墨列為戰(zhàn)略資源,嚴(yán)格限制其開采及技術(shù)出口。
而我國石墨產(chǎn)業(yè)面臨著開采秩序混亂,資源浪費(fèi)嚴(yán)重;采選工藝落后,產(chǎn)能過剩,污染嚴(yán)重;原礦出口貿(mào)易失衡等問題。石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了眾多專家的高度重視,聯(lián)名上書呼吁把石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展納入國家戰(zhàn)略地位。
未來天然石墨將越來越被廣泛地應(yīng)用到高新技術(shù)領(lǐng)域,成為支撐高新技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。因此,石墨資源能否持續(xù)充足穩(wěn)定供應(yīng)關(guān)乎國家可持續(xù)發(fā)展。
石墨是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源,產(chǎn)量、出口量在世界市場上占主導(dǎo)地位。出口是以天然石墨精礦及初級產(chǎn)品為主,而進(jìn)口則以高、精、尖工藝需要的石墨產(chǎn)品為主。
在石墨的應(yīng)用方面,早期有學(xué)者預(yù)測了石墨在耐火材料、坩堝、鑄造、煉鋼等傳統(tǒng)行業(yè)的需求發(fā)展態(tài)勢,同時也指明了未來發(fā)展膨脹石墨、制動襯片、碳纖維等產(chǎn)品。
隨著近些年來對石墨結(jié)構(gòu)性能的深入研究,石墨將跨越傳統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用,成為新興環(huán)保材料、新興熱交換材料、儲能、導(dǎo)電材料、石墨烯及新型超級電容器材料等。
石墨的歷史消費(fèi)量保持相對穩(wěn)定,但未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和新能源領(lǐng)域?qū)⑹鞘M(fèi)的主要增長領(lǐng)域。
未來石墨戰(zhàn)略意義也將凸顯。基于以上研究,本文將從石墨消費(fèi)的主要部門,核算產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展對石墨的需求量,以期展望中國未來石墨的需求態(tài)勢,并根據(jù)未來石墨在傳統(tǒng)和新領(lǐng)域的發(fā)展形勢,刻畫未來中國石墨產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方向,為中國石墨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。
02 中國石墨供需現(xiàn)狀
2.1石墨應(yīng)用領(lǐng)域
天然石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物,有晶質(zhì)和隱晶質(zhì)兩種形態(tài)。其中,晶質(zhì)石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均優(yōu)于其他類型石墨。在19世紀(jì)以前,由于其耐高低溫和導(dǎo)電性,石墨主要用于耐火材料、顏料等的原料。隨著對石墨抗腐蝕、抗輻射、自潤滑等性質(zhì)認(rèn)識的深入,其應(yīng)用領(lǐng)域也愈加廣泛。
出現(xiàn)了高純石墨、核工業(yè)用石墨、石墨纖維、浸硅石墨等。特別是近些年來石墨烯的發(fā)現(xiàn),引起了電子通訊、鋰離子電池、航天軍工、生物醫(yī)藥、環(huán)保、太陽能、光電等新興領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。這些新材料的發(fā)展,構(gòu)成天然石墨產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容。
2.2中國晶質(zhì)石墨生產(chǎn)、出口及消費(fèi)情況
中國是世界上石墨的生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國。截止2013年底,中國石墨儲量5500萬t,是僅次于巴西的第二大國,占世界儲量的42.31%。2012年底,中國晶質(zhì)石墨礦物儲量2000萬t,查明資源儲量約2億t;隱晶質(zhì)石墨礦石儲量約500萬t,資源儲量約3500萬t。
中國是世界最大的石墨生產(chǎn)國,石墨產(chǎn)量由2000年的165萬t,上升到2006年的192萬t,而后逐漸降低。但不同種類的石墨生產(chǎn)呈現(xiàn)不同的態(tài)勢:晶質(zhì)石墨產(chǎn)量逐年遞增,而隱晶質(zhì)石墨產(chǎn)量呈減少態(tài)勢。2012年中國石墨產(chǎn)量為87萬t,其中:晶質(zhì)石墨47萬t,微晶石墨40萬t。
中國是石墨資源大國,但是長期以來卻以生產(chǎn)原礦和低端產(chǎn)品為主。中國是世界石墨的主要出口國,占2000年以來世界出口規(guī)模63%以上。近年來受國際政治及經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響,以及我國石墨產(chǎn)業(yè)的整合,石墨出口放緩,2012年中國石墨出口約26萬t。在深加工方面,向石墨高端應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展。雖然我國在石墨資源整合和深加工方面已經(jīng)實施了一些措施,但與發(fā)達(dá)國家的差距還很明顯。
十多年來中國天然石墨消費(fèi)量呈增長的態(tài)勢,由2002年的43萬t增長到2012年的67萬t(圖2),年均增長4%。消費(fèi)結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)耐火材料、鑄造、鉛筆等領(lǐng)域轉(zhuǎn)向新能源新材料領(lǐng)域。
中國與世界天然石墨消費(fèi)結(jié)構(gòu)基本相同,主要為耐火材料、冶金鑄造、導(dǎo)電、潤滑等領(lǐng)域(圖3)。但在功能材料生產(chǎn)與應(yīng)用方面與先進(jìn)國家有一定的差距。
03 未來石墨資源需求形勢
本研究從部門未來發(fā)展趨勢、石墨在各行業(yè)產(chǎn)品的單位需求量來預(yù)測2020年中國的石墨需求量。依據(jù)中國石墨消費(fèi)格局,將石墨消費(fèi)的主要領(lǐng)域分為:耐火材料、鋼鐵、密封、制動、電池等領(lǐng)域分別進(jìn)行部門預(yù)測。并依據(jù)現(xiàn)階段石墨烯發(fā)展現(xiàn)狀,判斷了石墨烯發(fā)展對未來石墨需求的影響。
3.1天然石墨在傳統(tǒng)領(lǐng)域的需求
天然石墨的一個主要用途是生產(chǎn)耐火材料,使得石墨需求與耐火材料和鋼鐵業(yè)緊密相連。雖然近年來石墨行業(yè)在其他新應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)有長足的發(fā)展,鋼鐵、耐火材料行業(yè)石墨占總消費(fèi)量的比重由20世紀(jì)80年代末期的67%~68%,減少為2012年的42%,但它仍然是石墨消費(fèi)量最大的工業(yè)部門。而在鉛筆行業(yè)石墨的需求仍將保持現(xiàn)在的狀態(tài)。
3.1.1耐火材料(鎂碳磚)石墨的需求
耐火材料石墨的需求量與鎂碳磚產(chǎn)量及其石墨加入量相關(guān)。石墨是生產(chǎn)鎂碳磚所用的一種主要碳原料,其種類和純度對鎂碳磚的性能影響十分敏感。一般選擇固定碳含量93%~95%,粒度0~100目晶質(zhì)石墨。
石墨的需求量隨鋼爐種類、使用部位和操作條件不同而異(表1)。歐洲多采用碳含量10%左右的鎂碳磚,而我國、日本一般都使用含碳量為12%~20%的鎂碳磚。
近年來,低碳鎂碳磚成為人們研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。李培等建議冶煉低碳鋼應(yīng)選擇碳含量在6%~8%的鎂碳磚。低鎂碳磚正在我國主要大型鋼鐵企業(yè)推廣應(yīng)用,并將并逐步替代高碳鎂碳磚。
依此估算到2020年中國鎂碳磚的石墨加入量將減少為7%。依據(jù)近5年來鎂碳磚產(chǎn)量的年均增長率2.5%,預(yù)計2020年中國鎂碳磚的產(chǎn)量將達(dá)到214萬t。耐火材料產(chǎn)業(yè)對石墨的需求量降低到15萬t,略低于現(xiàn)階段的需求量。
耐火材料的主要碳源為晶質(zhì)石墨,但一些鎂碳磚廠還附帶加入一些電極粉、土狀石墨等。電極粉粉碎后,少量加入時可以得到致密度較高的耐火材料制品。土狀石墨晶粒小,晶形不明顯,雜質(zhì)高,只能用來制造低檔鎂碳磚。
3.1.2鋼鐵鑄造增碳劑、電極的需求
(1)鑄件對增碳劑的需求。鑄鐵是工程領(lǐng)域中的基礎(chǔ)合金之一。我國是鑄鐵生產(chǎn)大國,但不是鑄鐵生產(chǎn)強(qiáng)國。2010年我國鑄件總產(chǎn)量達(dá)到3690萬t,鑄鐵件材料約占世界的40%,人均鑄鐵產(chǎn)量約為30kg,顯著的小于德國(53kg)、美國(45kg),這也說明我國的鑄造生產(chǎn)尚有很大發(fā)展空間,特別是新風(fēng)電、軌道交通對球墨鑄鐵鑄件、以及汽車行業(yè)對蠕墨、灰鑄鐵需求。有學(xué)者分析到2020年中國將從鑄鐵大國真正變成鑄鐵強(qiáng)國。
對1989-2010年中國鑄鐵件產(chǎn)量進(jìn)行擬合回顧,預(yù)測到2020年中國鑄件產(chǎn)量將達(dá)到7000萬t(Y=728.5e0.07x,R2=0.912),屆時人均產(chǎn)量將達(dá)到53kg。對于不同的鑄鐵,其增碳劑的加入量也各不相同(表2)。噸鑄件增碳劑加入量為2%,則鑄件增碳劑需求量將為140萬t。
(2)煉鋼對電極、增碳劑的需求。鋼鐵的規(guī)模、結(jié)構(gòu)及電爐電極單耗、增碳劑使用量等均決定了對石墨的需求。中國是世界鋼鐵生產(chǎn)第一大國,2013年粗鋼產(chǎn)量達(dá)到8.22億t,電爐鋼產(chǎn)量為7200萬t,電爐鋼所占比例為8.76%。依據(jù)《鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》預(yù)測我國粗鋼需求量最高峰(7.7~8.2億t)可能出現(xiàn)在2015-2020年期間,此后峰值弧頂區(qū)仍將持續(xù)一個時期。
基于以上研究成果,并同時考慮到出口等因素,本文設(shè)定峰值年2016年和2020年中國的粗鋼產(chǎn)量分別為8.4億t和8.2億t。
一些學(xué)者預(yù)測2020年中國電爐鋼比例可望達(dá)到25%,但2010年后中國電爐鋼發(fā)展緩慢,基于現(xiàn)階段中國電爐鋼占比重和人均鋼鐵消費(fèi)量將達(dá)到峰值后廢鋼產(chǎn)量的增加,本文預(yù)計到2020年中國電爐鋼所占比重將達(dá)到15%,噸電爐鋼的電極消耗量由5.82kg/t降低為4.98kg/t,噸鋼的增碳劑添加量為0.1%~0.4%時(增碳劑需求量取均值計算),預(yù)計到2020年煉鋼電極和增碳劑的需求量分別為61萬t和205萬t。
(3)鋼鐵鑄造對石墨的需求預(yù)測。天然石墨制成的電極難以用于使用條件較苛刻的電爐煉鋼,電爐用石墨電極主要是人造石墨。石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時可作為增碳劑,而用作增碳劑的替代材料很多。
20世紀(jì)90年代初期,我國開始試用微晶石墨作增碳劑。此后,國內(nèi)開發(fā)出了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石墨化石油焦增碳劑的技術(shù)。雖然石墨化石油焦的產(chǎn)量已完全滿足了國內(nèi)冶煉用優(yōu)質(zhì)石墨化石油焦的需要,但微晶石墨由于成本優(yōu)勢仍是增碳劑的來源之一。
以2010年天然石墨占增碳劑消費(fèi)總量的比重,預(yù)測了2020年天然石墨作為鋼鐵增碳劑的需求量為55.2萬t。
3.2新能源新材料領(lǐng)域的石墨需求預(yù)測
3.2.1密封材料對石墨的需求
膨脹石墨保持了天然鱗片石墨原有的優(yōu)良化學(xué)性能,又增加了許多獨(dú)特的機(jī)械性能,是一種理想的密封材料。密封材料功能作用決定了國家在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整中將是予以重點(diǎn)支持的工業(yè)領(lǐng)域。
隨著中國汽車、石油、化工、電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,石墨密封產(chǎn)業(yè)將具有廣闊的發(fā)展前景。2010年密封行業(yè)總產(chǎn)量為7萬t,預(yù)計到2015年中國密封材料總產(chǎn)量達(dá)到10萬t左右,年均增長率與中國汽車產(chǎn)量增速相當(dāng)。
隨著汽車、電力、化工等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,依據(jù)主要設(shè)備石墨需求參數(shù),本文預(yù)計到2020年中國密封材料產(chǎn)業(yè)將消耗石墨5.4~5.6萬t左右(表3),其中汽車行業(yè)是主要的消費(fèi)領(lǐng)域。
3.2.2制動材料石墨需求展望
剎車片產(chǎn)品的市場需求增長與汽車工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2010年我國摩擦材料行業(yè)年產(chǎn)摩擦材料制品42.6萬t,其中汽車用摩擦材料占總量的80%左右。
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,汽車工業(yè)近幾年來迅猛增長以及國外市場需求大幅增加,摩擦材料行業(yè)也得到了快速的發(fā)展,預(yù)計到2015年我國摩擦材料總產(chǎn)量將達(dá)到80萬t。
根據(jù)中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展增速7.8%,到2020年中國摩擦材料總產(chǎn)量將達(dá)到115萬t,制動車片石墨需求量0.4%~1.3%,預(yù)計消費(fèi)石墨0.5~1.62萬t。
3.2.3潤滑、吸附對石墨的需求
石墨材料良好的潤滑性源于石墨晶體結(jié)構(gòu),因此,應(yīng)用生產(chǎn)干粉石墨潤滑劑、水基石墨潤滑劑、油劑石墨潤滑劑等產(chǎn)品。
一些學(xué)者也研究了關(guān)于石墨在不同潤滑劑中的添加量的問題。如水基石墨潤滑劑中,石墨微粒的含量一般在20%~40%。在石墨吸附劑石墨含量研究方面,不同的配比基于不同的原料,石墨的混合比例也顯示出了巨大的差別。石墨潤滑劑、石墨吸附劑種類多種多樣,且未有詳盡的現(xiàn)狀及預(yù)測資料。
本研究分別基于制動、密封材料的發(fā)展?fàn)顩r,對其未來石墨的需求狀況進(jìn)行了粗略的判斷。預(yù)計到2020年中國應(yīng)用于潤滑劑、吸附劑的石墨需求量為5.5萬t和3.1萬t。
3.2.4電池電極對石墨的需求
石墨導(dǎo)電性能顯著地優(yōu)于其它非金屬材料,是目前應(yīng)用最廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料。我國的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)近些年來發(fā)展迅速。2013年,我國的鋰離子電池年產(chǎn)量已達(dá)到47.68億只。
近年因消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場趨于飽和,鋰離子電池需求的增幅將會持續(xù)下降。而在電動汽車領(lǐng)域鋰離子電池市場將進(jìn)入飛速發(fā)展的階段。因此,電池電極對石墨的需求大致會經(jīng)歷一個“V”字型過程。
未來鋰離子電池市場需求高速增長的動力主要來自交通工具及工業(yè)儲能領(lǐng)域。電子市場的石墨消費(fèi)量在趨于飽和狀態(tài)后呈下降態(tài)勢,到2020年電子產(chǎn)品市場石墨消費(fèi)量約為2.4萬t。而交通工具領(lǐng)域消費(fèi)則快速增長。
基于新能源汽車規(guī)劃生產(chǎn)能力,預(yù)計到2020年電動汽車產(chǎn)量將達(dá)到140萬輛左右,交通工具領(lǐng)域石墨的需求量將達(dá)到6.5萬t(表3)。
3.3石墨烯產(chǎn)業(yè)對天然石墨的需求態(tài)勢分析
石墨烯是由單層碳原子組成的二維材料,其強(qiáng)度是已測試材料中最高的,是鋼的100多倍;載流子遷移率是商用硅片遷移率的10倍;熱導(dǎo)率是金剛石的3倍。石墨烯是一種應(yīng)用潛力廣泛的碳材料,在電子器件、新能源、航天軍工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景,將成為下一個萬億級的新興產(chǎn)業(yè)。
世界主要國家都在進(jìn)行石墨烯的前沿研究,但多處于材料研發(fā)的初級階段,距大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用仍有一段距離。
學(xué)者預(yù)測石墨烯首先應(yīng)用于電子觸摸屏,用作儲能材料也將于近些年實現(xiàn),但用作高頻電路、邏輯電路則在更遠(yuǎn)的將來才能走向市場。
3.3.1石墨烯應(yīng)用發(fā)展展望
石墨烯具備完整的較強(qiáng)導(dǎo)電性、透光性、柔性及微電子等屬性,可作為感應(yīng)層或者驅(qū)動層,被使用在觸摸屏的模組里。2015年全球首臺石墨烯手機(jī)已經(jīng)在重慶發(fā)布。2014年全球?qū)ν该鲗?dǎo)電薄膜的市場需求量約為4000萬m2,根據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測,5年后需求量將翻一番,猛增至8000萬m2。其最大的市場為觸控領(lǐng)域,應(yīng)用于顯示器、平板電腦、智能手機(jī)等產(chǎn)品。
石墨烯具有極高的比表面積,這使得石墨烯可成為潛力巨大的儲能材料。石墨烯電池在比容量、成本、壽命等較其他產(chǎn)品有顯著的卓越性,2015年石墨烯聚合材料電池將在西班牙實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。石墨烯電池負(fù)極材料具有優(yōu)良的比容量。專業(yè)人士預(yù)計到2020年,中國儲能產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模至少可達(dá)6000億元。
石墨烯有望成為市場潛力巨大的電極材料。石墨烯材料能有效去除水中重金屬、染料和氟化物。吳艷等研究得到當(dāng)亞甲基藍(lán)初始濃度為100mg/L,石墨烯吸附劑投加量的最適濃度2g/L。
2012年中國工業(yè)廢水排放量為221.6億t。這表明石墨烯吸附材料在水處理領(lǐng)域上也有巨大的應(yīng)用前景??茖W(xué)家正在研究石墨烯的新應(yīng)用領(lǐng)域,主要集中于超輕型材料、太空線纜、石墨烯光電探測器等。
3.3.2石墨烯產(chǎn)業(yè)對天然石墨需求的判斷
石墨烯的制備主要有四種方法。機(jī)械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法的原材料為天然石墨,而氣相沉積法原材料多為甲烷。電阻觸摸屏石墨烯材料,多采用氫氣、甲烷等原材料先在金屬表面上催化生長石墨烯。
在作為吸附材料,不同的學(xué)者應(yīng)用氧化石墨烯和還原性石墨烯均取得了不錯的效果。制約石墨烯廣泛應(yīng)用的瓶頸在于難以大規(guī)模、低成本、可控的制備高品質(zhì)的石墨烯。
現(xiàn)在氧化還原法和化學(xué)沉積法均實現(xiàn)了石墨烯制備的產(chǎn)業(yè)化,并且產(chǎn)量也已達(dá)到噸級。但對于未來石墨烯的巨大需求,何種方法能大規(guī)模、低成本、可控的合成石墨烯,將主導(dǎo)未來天然石墨需求態(tài)勢。
隨著石墨烯研發(fā)的深入和產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn),中國涌現(xiàn)了幾十家石墨烯高科技企業(yè)。如上海新池、南京科孚納米、深圳貝特瑞等。
中國現(xiàn)階段石墨烯生產(chǎn)線在江蘇常州、泰州、浙江寧波、重慶、山東、寧夏等地投產(chǎn),生產(chǎn)規(guī)模在30~300t之間,且采用的原料多種多樣,江蘇第六元素公司采用石墨粉氧化還原、二維碳素公司采用甲烷等化學(xué)氣相沉積,而寧夏平羅采用碳化硅生產(chǎn)下腳料作為原料。由此可見,在2020年前石墨烯產(chǎn)業(yè)對天然石墨的需求量將保持在萬噸的規(guī)模,難以撼動天然石墨的消費(fèi)結(jié)構(gòu)。
04 未來中國石墨需求格局及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向
4.1未來中國石墨需求規(guī)模及格局
基于以上對石墨需求的主要部門的分析和未來趨勢判斷,得出:到2020年中國天然石墨的需求規(guī)模將達(dá)到100萬t,比2010年增長42.5%。并且石墨烯制備方法、應(yīng)用的不確定性將對石墨的需求造成巨大的影響(圖4)。
在剔除石墨烯發(fā)展的不確定性情況下,到2020年耐火材料的石墨量為15萬t,呈現(xiàn)下降的態(tài)勢,所占比重為14.93%;隨著鋼鐵需求的逐步回落,鋼鐵鑄造的石墨消費(fèi)量預(yù)計為55萬t,仍舊是消費(fèi)的最大行業(yè)。而密封材料、摩擦材料、潤滑劑、吸附劑對石墨的需求將保持快速的增長態(tài)勢,到2020年各部門對石墨的消費(fèi)量將是2010年的2倍以上。
電池電極對石墨消費(fèi)量也呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢,其增長主要來源于未來電動汽車對石墨的需求增長,電動汽車石墨消費(fèi)量將是2013年的46倍。
4.2中國石墨未來發(fā)展方向
科學(xué)利用和保護(hù)天然石墨資源,開發(fā)深加工技術(shù)和發(fā)展高端產(chǎn)品將是必然的選擇。中國石墨發(fā)展要依據(jù)未來石墨的需求格局變化,調(diào)整發(fā)展方向。從未來石墨的消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看,傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)κ男枨筅呌诜€(wěn)定,新能源新材料領(lǐng)域?qū)κ男枨笤鲩L強(qiáng)勁,而石墨烯產(chǎn)業(yè)將對石墨的需求帶來巨大的不確定性。
隨著科技創(chuàng)新的發(fā)展,為滿足新能源、新材料領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、專業(yè)化石墨材料的需求,石墨產(chǎn)業(yè)應(yīng)從材料級向?qū)I(yè)級產(chǎn)品和深加工產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展的趨勢。
未來中國石墨需求在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒈3址€(wěn)定。而在高精尖領(lǐng)域?qū)⒌玫皆絹碓綇V泛的應(yīng)用,成為戰(zhàn)略性新興材料。石墨的市場需求將會持續(xù)增加,戰(zhàn)略意義越發(fā)凸顯。
未來在鋰離子電池、密封、制動、潤滑等新能源、新材料領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。雖然中國是石墨資源大國,但也應(yīng)具有強(qiáng)烈的危機(jī)意識和戰(zhàn)略意識。
調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),鼓勵支持發(fā)展高附加值產(chǎn)品,帶動石墨產(chǎn)業(yè)鏈后向一體化發(fā)展,提升我國石墨產(chǎn)業(yè)的國際競爭力,努力使我國發(fā)展成為石墨資源強(qiáng)國。
05 結(jié)論與討論
在現(xiàn)階段石墨的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)情況下,本研究主要從石墨在耐火材料、鑄造等傳統(tǒng)領(lǐng)域和密封、制動材料、潤滑劑、吸附劑、電池電極等新能源新材料領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)部門需求的角度,研究了這些部門未來對石墨的需求情況,主要結(jié)論有:
(1)到2020年中國石墨的需求量將達(dá)到100萬t,比2010年增長42.5%。
(2)從消費(fèi)格局來看,傳統(tǒng)領(lǐng)域仍然是石墨的主要消費(fèi)領(lǐng)域,但所占比重將逐漸減低;新能源新材料領(lǐng)域石墨消費(fèi)將快速增長,其中電動汽車增長尤為明顯。
(3)在現(xiàn)在技術(shù)條件下,石墨烯對天然石墨的需求將保持在萬噸水平,難以改變已有天然石墨消費(fèi)格局。
中國主要石墨烯生產(chǎn)線的規(guī)模、工藝和原材料的差異,弱化了石墨烯產(chǎn)業(yè)對天然石墨的需求規(guī)模。石墨烯作為在儲能、吸附材料很大程度上將依賴于天然石墨,而觸摸屏利用則可能以甲烷等為原料。
(4)從本文的趨勢判斷來看,天然石墨生產(chǎn)企業(yè)的未來發(fā)展將以電池電極負(fù)極材料、膨脹石墨、柔性石墨等密封材料、及氟化石墨、各向同性石墨為主。
從產(chǎn)業(yè)需求的范圍來看,本研究重點(diǎn)分析了主要傳統(tǒng)和新型領(lǐng)域?qū)κ男枨?,而其他石墨功能性材料:?dǎo)電油墨、抗靜電橡膠和塑料、防輻射材料等均未包含在本研究內(nèi),研究范圍待拓寬;對鉛筆、潤滑、吸附等領(lǐng)域的應(yīng)用,
由于知識和相關(guān)文獻(xiàn)的制約,一些參數(shù)的設(shè)置如吸附劑、潤滑劑的消費(fèi)量、天然石墨在其中的比重、石墨烯天然石墨的消費(fèi)強(qiáng)度、石墨烯在主要應(yīng)用領(lǐng)域
(審核編輯: 林靜)
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