十四五石墨烯产业发展规划.docx

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1、十四五石墨烯产业发展规划石墨烯以其突出的高载流子迁移率、高强度、高透光率、优良的导热能力等特点,被誉为“新材料之王”,具有变革现有材料体系的潜能,被作为引领新一轮技术革命与产业革命构件。发展石墨烯产业对于推动传统产业转型升级、引领战略新兴产业创新发展、培育区域经济发展新动能具有重要意义。发达国家已投入大量资本与科研力量进行前沿技术与先导产业布局;我国也在“十二五”期间开始侧重布局石墨烯产业,引导高端创新资源链接、集聚与科技成果转移、转化。我市是高品质石墨矿产资源产地,又是石墨精深加工技术策源地,在石墨矿产资源开采、集散与大宗商品交易以及功能石墨产业发展上具备先发优势;而且,目前我市还集聚了一批

2、石墨烯科研机构和高端人才,诞生了一批创业型企业,并形成集聚发展的态势。通过实施规划引领,实现我市石墨烯产业的集聚与突破,对推动我市制造业高质量发展、带动传统产业转型升级具有重要意义。根据市“双百千”工程行动计划、石墨烯发展行动计划部署,贯彻新兴产业发展规划、新材料产业发展指南、关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见、新材料产业发展专项规划等文件精神,制定本规划。规划基期为2020年,规划期为2021-2025年。一、发展形势(一)国际行业态势石墨烯正在引领新一轮材料革命。自石墨烯被首制以来,二维材料凭其优异性能得到快速拓展,已形成包括MXenes(超薄碳化物或氮化物二维材料)、Xenes(单原子

3、层单质二维材料)、Organicmaterials(有机二维材料)、TMD(过渡金属二硫族化物)、Nitrides(氮化物)在内的五大二维材料体系,被认为是下一代信息器件和能源器件理想替代材料。石墨烯作为二维材料之首,与其他二维材料相比,目前在理论研究、技术工艺研发、技术产业化、市场应用等方面走在最前列,正在引领新一轮材料革命。石墨烯在电子信息、储能、生物医药等有广阔市场,其中超级电容器、复合材料、柔性电子和光电半导体等已经展现出良好产业化前景,有望可以直接催生出千亿级产业。发达国家走在石墨烯发展最前沿。发达国家从国家层面推进石墨烯战略,聚焦光电领域颠覆性应用,扮演着全球引领者角色,重视石墨烯

4、产业链和专利布局的前瞻性。其中,石墨烯技术与产业布局最全面,覆盖从材料制备到器件开发全产业链;目前主要侧重基础研发,技术积累丰厚,产业上集中在材料制备方面;在纳米器件领域取得领先优势;而主要在薄膜晶体管领域处于领先地位。行业龙头企业也积极参与其中,采取定向研发策略积极推进石墨烯技术创新及高端市场应用,技术专利较多,走在石墨烯技术与产业化发展的最前沿。技术与标准将引领石墨烯产业发展。龙头企业、风险资本和产业组织的合力推动下,石墨烯技术业已接近突破奇点。目前,低成本高质量石墨烯材料制备技术、储能与光电等高端应用技术的迭代与商业化进程不断加快,全球呈现出技术路径多元、成本不断降低、高端产品不断涌现的

5、局面,其中高质量CVD薄膜生长与转移、量子点制备、燃料电池石墨烯质子交换膜、高频通信、光探测与激光等技术均已达到产业临界点。(二)国内行业现状我国石墨烯技术与产业发展活跃。截止2018年底,石墨烯专利数量排名全球第一,主要分布在高校与中科院等高端科研机构,专利申请数量达3.7万件,占全球专利总量的比重高达66.6%,是石墨烯技术重要原创国。与此同时,技术专利积累带动我国石墨烯产业的发展,近两年重点在复合材料、能源及环保等领域初步实现规模化产业突破,出现了特种涂料、石墨烯导电剂、热管理(散热产品与健康产品)、大面积导电薄膜、超级电容器等系列产品;而在光电信息器件等高端领域,限于我国该类产业高端价

6、值环节缺失,市场应用承接不足,整体上以部分龙头企业战略跟进为主,强化技术专利积累,探索下一代技术突破。各地对创新资源的争夺日趋激烈。目前,全国有21家在建或已建成的石墨烯研究院或产业基地,虽路径各具特色,但“人才与资本”双轮驱动模式已成为产业发展共识。(三)机遇与挑战未来5-7年是石墨烯实现技术突破与产业化的关键时期,也是通过新材料推动制造业高质量发展的战略机遇期。国际上,新一轮经贸博弈与技术、产业革命共存。一是新一轮全球贸易博弈要求自主创新。随着全球化带来的社会利益的高度分化,世界兴起一股反主流、反建制潮流,贸易保护主义升温,自主创新成为迫切诉求,石墨烯作为新材料之首成为我国产业自主创新发展

7、的关键支撑点。二是先进技术成为全球经济复苏核心抓手。近10年得益于全球工业化发展,世界经济格局再洗牌,一方面是发达国家凭借核心技术与高端装备的“再工业化”战略,另一方面是基于技术升级、成本领先的产业梯次转移,而先进技术成为区域经济发展的首要抓手。三是新一轮技术革命推动新一轮产业变革。本轮技术革命由材料、能源、信息、生命等技术叠加构成,协同融合、互相推动,其中NICT、新材料与新能源技术为先导,技术驱动型“独角兽”企业为载体,生命科技革命为最高表现,石墨烯等新材料技术作为基础构件。国内看,经济与社会发展要求以及国家引导同步。一是我国经济升级需要石墨烯等新材料支撑。一方面我国传统产业大部分基础材料

8、技术受制于人,石墨烯具有推进我国传统产业弯道超车的潜力;另一方面我国战略新兴产业发展,石墨烯弥补关键材料空白,可引领战略新兴产业培育。二是消费升级、海归创业协同推动石墨烯产业发展。消费侧重以体验为中心的人际互动,带动消费电子、健康养生等产业发展,石墨烯作为多能材料得到业界普遍关注。同时,中国崛起带来更多机遇,促使海外高端技术人才回国创业,奠定产业人才基础。三是国家高度重视并持续、深入推进石墨烯发展。目前,我国已出台10余项促进石墨烯产业发展的法规与政策,其中中国制造2025将石墨烯列为战略前沿新材料,并给出重点领域技术路线图;关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见成为石墨烯领域首个国家指导性文件

9、,统一发展思路。本土看,国家战略、省支持与区域努力叠加。一是省战略需要石墨烯等新材料技术支撑。我市是示范区和“中国制造2025”试点示范城市、承接省实施“经略海洋”战略,在创新资源链接、海洋产业、先进制造、装备等领域形成战略通道与发展机遇,石墨烯作为“新材料之王”需要与国家、省战略协同融合,起到支撑作用。二是我市需要石墨烯等新材料推动。我市是拥有百年工业基因的城市,基本涵盖国家统计局制造业30大类产业,已形成较为完备的制造业体系,并在装备制造业、橡胶轮胎、家电电子、纺织服装等行业形成国内优势,石墨烯需要在我市传统产业转型升级中产生作用,形成引领。三是我市积极深度实施“一业一策”行动与“双百千”

10、工程,构建956产业体系,石墨烯作为基础性、引领性支撑。目前,石墨烯产业作为市市未来产业已由石墨烯行动计划给出定向且具体的行动策略与举措,“双百千”工程也在稳步落实,在石墨烯创新人才引进、全球石墨烯高地链接、重点项目落地等方面形成协同化推动力。二、发展基础(一)我市产业现状我市是全国高品质(大鳞片)石墨矿资源中心,矿产储量占全国22%,产量与黑龙江、内蒙形成三分之势,共占全国石墨矿产量的75%,主要集中在莱西南墅、平度田庄等地;同时,我市是全球著名的石墨精深加工与交易基地,其中省南墅石墨矿生产的“工矿牌”高碳石墨享有全球声誉。目前,我市正初步形成以高新区为核心、莱西和平度为两翼的石墨烯产业发展

11、格局,推进石墨矿产资源的高附加值开发利用。详见表1:表1 市市重点石墨烯企业产品、市场等情况表企业名称主导产品战略产品下游市场昊鑫新能源石墨烯粉末、碳纳米管粉末;导电浆料复合塑料能源存储-锂离子电池德通纳米石墨烯粉体、石墨烯浆料各类石墨烯功能复合材料(薄膜、涂料、建材等)能源存储、海洋防腐、电取暖、热管理、新型建材、轻质高强材料华高墨烯氧化石墨烯、石墨烯粉体、导电浆料、智能取暖系统防弹与保暖救生衣、导静电轮胎能源存储、电取暖、海洋、军工安固强增强橡胶、润滑油防腐涂料、复合导热膜(PI)轮胎、润滑、海洋防腐、电子散热赛瑞达半导体专用设备,晶圆加工与光伏设备纳米材料设备-CVD石墨烯薄膜生长设备电

12、子信息、能源与环保上惠纳米氧化纳米粉体氧化石墨烯瑞利特石墨烯水性漆、除醛剂环保除醛木器漆、防腐涂料(验证)家装漆、海洋防腐墨金烯碳石墨烯导电纸、石墨烯导热膜燃料电池石墨烯气体扩散层电取暖、新能源利用格瑞烯金属界膜剂金属表面处理替代磷化液蓝湾烯碳石墨烯预分散母粒轮胎、橡胶减震器立邦达科技压力传感器汽车、工业与民用安防、智能制造我市石墨烯产业发展的整体势头良好。2018年,我市拥有石墨烯生产、应用等重点企业11家,营业收入3.2亿元,其中规上企业1家。产业链条初步形成,我市有原材料制备企业5家,为德通纳米、昊鑫新能源、华高墨烯、上惠纳米、蓝湾烯碳;原材料制备装备研发制造企业1家,为赛瑞达电子装备;

13、应用企业5家,含市安固强、瑞利特、墨金烯碳、格瑞烯、立邦达科技。重点项目快速布局,2018年我市石墨烯产业在建亿元项目有5个,新建项目5个,竣工项目1个。Top-down石墨烯制备技术逐渐成熟。目前,我市石墨烯材料制备主要采用依托石墨矿产资源自上而下(Top-down)的方式,集中在氧化还原与机械物理法,空间分布在莱西南墅和平度新河。其中,昊鑫新能源氧化还原法重点突破了绿色环保、安全高效的石墨烯制备工艺,可规模化量产制备3-10层石墨烯粉体,工艺简易、高效;德通纳米、华高墨烯实现了机械物理法规模化、自动化制备石墨烯技术与工艺。且在与其他材料融合上突破了石墨烯在锂离子电池、轮胎、涂料、复合纤维等

14、领域的分散技术。其中,德通纳米已有年产超过5000吨石墨烯导电浆料产能,昊鑫新能源已实现年产超过500吨石墨烯材料。集聚了一批石墨烯产业创新资源。研发机构上,目前我市有10家创新机构,主要是高校院所,含本土机构6家、引进机构4家,在能源存储与转化、海洋防腐、海水淡化、纺织、环保、合金以及部分电子信息领域拥有一定专项研究基础;高端技术人才上,依托企业家人脉主要与国内京津、长三角及国外美欧日韩等地的机构、人才或团队建立创新链接。机构和人才能为我市石墨烯产业发展提供创新资源支撑。产业人才上,拥有一批来自高端科研机构的技术创业者和传统石墨企业的新生代企业家,具备面向市场的定向研发能力与推进产业商业模式

15、创新能力。其中,主要机构与高端技术人才详见表3与表4:表3 市市石墨烯创新机构类别机构名称专长领域团队带头人本土研发机构(6)青能所能源应用技术研究室先进储能材料与技术(高能量密度、高功率密度锂离子电容器)、先进界面技术、膜分离与催化技术、环境资源化与水回用技术、能源催化技术等领域崔光磊、金永成、江河清、张扬等青大材料科学与工程学院(石墨烯应用技术创新研究院)、青大纺织服装学院石墨烯及其应用产品的研发和产业化;非重金属量子点的制备及应用;RAFT可控自由基聚合功能高分子的合成及生物分子改造;电化学及电化学发光传感器的组装及应用;电磁流变智能材料的制备,高性能水基润滑液制备;无机非金属复合材料的

16、制备及在能源、防腐、吸波中的应用研发。刘敬权、曲丽君中石油新型碳材料研究室(重质油国家重点实验室)、理学院石油基碳材料在储能、催化和水体净化中应用,类石墨烯海水淡化膜吴明铂、燕友果青科大材料科学与工程学院纳米材料的制备及表征;新能源器件组装与性能测试(如:石墨烯量子点可控制备与电性能调控);反渗透膜改性研究。董立峰海大材料科学与工程学院研发光电子、防腐、碳材料的纳米结构、海水淡化等四个大方向陈同来(欧旗舰)、王昕青科大高分子科学与工程学院石墨烯在复合材料领域的应用张建明驻青高校院所(4)市中科应化技术研究院石墨烯增强铝基复合材料(项目)马贤锋哈尔滨工业大学市科技园高气密、高耐磨以及优异抗静电性

17、的功能化石墨烯/溴化丁基橡胶复合材料开发制备航空轮胎与汽车轮胎(项目)邱景辉四川大学市研究院石墨烯橡胶复合材料及轮胎、锂电池隔膜、绿色阻燃新技术等(资源)母校技术暂未转移河北工业大学市碳材料研究院金属材料-超高强度钢铁材料纤维状细晶组织运用(河北石墨烯研究中心-资源)殷福星表4 市市重点石墨烯企业实际科研带头人简介企业名称技术带头人基本简介昊鑫新能源董安钢即墨人,中组部“青年千人计划”专家。美国圣路易斯华盛顿大学化学系博士、宾夕法尼亚大学化学系博士后,在美国劳伦斯伯克利国家实验室任科学家2年。现任:复旦大学化学系研究员、博士生导师与复旦大学纳米晶功能材料实验室负责人。上惠纳米施利毅化工与新材料

18、专业毕业。现任:上海大学科技处处长,上海大学纳米科学与技术研究中心研究员、博导等。德通纳米萧小月石墨烯应用开发领域的知名专家和领军企业家。美国普渡大学化学博士,曾任清华大学材料科学与工程系副教授、新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室副主任等。现任:中国国际石墨烯创新大会主席、欧洲石墨烯大会国际科学委员会委员。Andre Geim2010年诺贝尔化学奖奖获得者。俄罗斯科学院固体物理学研究院博士、在俄罗斯微电子技术研究院工作三年。现为:曼彻斯特大学物理学家、科学家,曼彻斯特大学石墨烯研究所负责人。安固强张博增等中国千人计划海外特聘专家,美国麻省理工学院材料科学与工程博士,全球排名第一的石墨专利技术发明

19、家。曾任美国莱特州立大学工程与计算器学院前任院长,美国国家自然基金会复合材料研究中心主任等职务。与Zhamu博士共同创立Angstron,也是Nanotek仪器公司联合创始人。华高墨烯刘敬权等泰山学者,海外特聘专家。省大学学士、澳大利亚新南威尔士大学硕士与博士。现任:市大学教授、博导,澳大利亚迪肯大学荣誉教授,市大学石墨烯应用技术创新研究院院长。赛瑞达刘忠范中科院院士、北京大学教授。日本横滨国立大学硕士、东京大学博士、东京大学和冈崎国立共同研究机构分子研究所博士后。兼任:北大纳米化学研究中心主任,北大纳米科学与技术研究中心主任。瑞利特侯士峰省郓城县人士,国家“千人计划”特聘专家,蒙特克莱尔州立

20、大学(Montclair State University)终身教授,省大学国家胶体材料中心教授。格瑞烯马厚义省大学物理化学与电化学研究所教授,博导。山大物理化学博士、加拿大阿尔伯塔大学化工与材料工程系从事博士后、日本东北大学工学院应用化学系JST研究员。兼任:中国腐蚀与防护学会第七届腐蚀电化学及测试方法专业委员会委员。在储能、热管理等领域实现应用突破。储能领域是我市石墨烯产业发展主导领域,其中昊鑫新能源石墨烯导电剂已被比亚迪、国轩等国内主流锂离子电池厂商进行规模化、批量化应用,华高墨烯导电剂也获国内主流电池厂商认可。热管理领域是我市石墨烯即将实现产业化领域,其中华高墨烯(高速公路收费站智能取

21、暖系统)、墨金烯碳、德通纳米等企业依托石墨烯散热功能同时瞄准煤改电取暖市场,并进行了电热炕板等产品布局,安固强也正在推进电子散热膜的产业化。橡胶领域作为我市重点石墨烯技术应用突破领域,其中华高墨烯与森麒麟合作首条石墨烯导静电轮胎获得国家工信部重点推荐,生产线基本建成,双星、安固强参与的轮胎项目也正在积极推进。已具备发展光电器件等高端应用的条件。技术端,我市拥有单层石墨烯CVD薄膜工装制造能力,赛瑞达电子是国内综合实力顶尖的半导体工艺装备制造企业,目前与北京大学刘忠范院士合作在大批量石墨烯薄膜制备装备上走在国际最前沿,拥有系列化卷对卷石墨烯薄膜连续生长装备的核心专利,为高端石墨烯薄膜材料制备提供

22、技术与工装条件。市场端,我市有市海信宽带多媒体技术、镭视光电科技等一批光电行业骨干企业,随着新一代信息技术升级,面临产品、技术再次迭代,而石墨烯与硅基材料的融合为该类企业升级带来更多可能性,为我市石墨烯薄膜材料高端应用提供市场条件。初步构建起开放协同的产业资源网。全球化石墨资源,我市依托大宗商品集散能力与成熟精深加工技术吸收来自东北、内蒙及东南亚、美洲等矿产资源,并以高纯、改性等功能型石墨产品或石墨烯前驱体融入全球产业价值链。全球化创新资源,重点与京津、长三角及美、澳、英等国内外高端科研机构和高端人才建立了创新链接,并积极推进重点领域的协同创新。全国性市场资源,储能领域已与国内一线锂离子电池厂

23、商建立了紧密产业协同关系;热管理领域正推进石墨烯在家电电子散热领域应用。区域性产业诉求,通过平台我市一方面推进家电电子、橡胶塑料、装备制造等传统优势产业与石墨烯等材料融合;另一方面,NICT、AI等战略新兴产业发展也需要新材料支撑。全市石墨烯产业孵化高地基本形成。我市石墨烯产业孵化集中在高新区、莱西与平度。其中,高新区建有市国际石墨烯创新中心、国家石墨烯及先进碳材料特色产业基地,正筹建国家石墨烯产品质量监督检验中心,已引进30多个创业团队,公共平台、创新资源集聚、投融资环境与资本支撑、基本生活服务配套等条件相对完善。莱西南墅依托石墨精深加工技术底蕴与品牌建有石墨新材料集聚区,着重推进先进碳材料

24、产业发展,通过石墨新材料科研中心、政府投融资平台建设链接、引进创新资源,旨在建成国家级“碳谷”和国际一流的石墨烯新材料生产基地;平度新河生态化工基地是市市“十三五”规划的唯一一个化工类工业园区,是石墨烯Top-down原材料制备基地。(二)主要面临问题虽然我市石墨烯产业发展取得一定成效,但仍有以下问题:一是产业规模偏小,企业竞争力偏弱。产业规模上,我市石墨烯产业年产值不足5亿元,规模以上企业仅1家;而常州市石墨烯产业年产值已超过30亿元,无锡市石墨烯产业示范区已培育出3家规模以上企业,并在能源存储、电子信息两大高端领域形成先发优势。企业竞争力上,产品端性价比不高,性能普遍不稳定,且在成本上也未

25、完全形成对传统材料的替代性;运营端企业产品路线、市场路径、管理模式等不成熟,嵌入市场缺乏科学分析与设计,商业模式也有待深度探讨。二是创新资源偏少,产业创新能力不够。创新机构不足,表现为以驻青高校院所为主单一个体或小团队,缺乏成建制、成规模机构,研发上集中在石墨烯粉体制备和应用,缺少石墨烯薄膜和功能器件的高端研发,产出技术边缘化,系统性不强,可产业化的也很少。创新人才不足,目前仅有“千人计划”专家6名,长江学者、泰山学者各1名,高端工程技术人才严重缺乏,未出现产业领军型企业家,核心高端人才产业影响力不高,统领话语权不强。产业创新能力不强,缺乏发展后劲。三是石墨烯产业与我市优势产业缺乏融合。目前,

26、我市在家电电子、橡胶轮胎、纺织服装、塑料、汽车、装备制造等领域具有规模发展优势,面临转型升级的压力,石墨烯产业发展未能充分融入现有优势产业中。一方面对我市优势产业龙头企业的引导力度不够,未能将石墨烯作为企业转型升级的战略技术纳入到发展第一序列中;另一方面缺乏彼此融合的平台、机制与环境,石墨烯产业发展未打通从创新资源、材料生产、应用全价值链环节,下游龙头企业对石墨烯拉动力度不够。四是企业间协同性弱,区域间统筹性较低。企业间的协同性上,我市石墨烯企业虽在储能、热管理、复合材料等领域有共同市场,但缺乏面向行业共性问题的联合攻关,企业彼此封闭性较高。区域发展统筹上,我市对高新区、莱西、平度缺乏市级创新

27、、项目等资源统筹与产业差异化定位,未能在全市范围形成优势互补、相互支撑、协同发展、互动共赢的良好态势。由于缺乏协同、融合与统筹,石墨烯产业发展效率与质量不高。五是围绕产业创新发展的服务供给不充分。与常州市相比我市石墨烯产业孵化缺乏主导组织主体,在资源统筹、利益协调、发展共识凝聚等方面的效率偏低。公共平台建设上与无锡市、深圳市相比还不健全,检验、检测等行业基础平台不能有效支撑我市石墨烯技术开发与产业化。金融服务支撑不足,我市石墨烯产业以民营创业企业为主,普遍面临融资困境,企业融资通道未打通。同时,在创新交流与互动、服务配套、市场联动等方面缺乏协调,未构建起创新发展机制,阻碍产业孵化。六是缺乏靶向

28、性且强有力的政策扶持引导。目前我市尚未出台专门针对石墨烯产业发展的政策,普遍采用通用政策。一方面,政策靶向性不强,没有针对企业应用市场拓展难、融资难等问题,在市场进入、产品先行先试、产业保护、资本深度参与等方面缺少靶向性政策。另一方面,与常州市、无锡市等城市发展石墨烯产业相比,我市现有扶持政策缺乏竞争力,系统性不强,面临引进人才、项目难度大与现有企业外流等困境。三、总体要求(一)指导思想秉承“开放、协同、融合、创新、引领”的发展理念,紧跟新一轮技术革命和产业革命发展浪潮,遵循“料-材-器-用”材料产业发展规律,深入推进供给侧结构性改革,紧紧围绕石墨烯产业“规模化、高端化”发展主题,坚持以创新要

29、素链接、引进与运营为核心,以关键技术突破为驱动,以满足市场个性化需求为牵引,以基础公共平台与组织体系建设为抓手,以高质量、低成本石墨烯材料制备为着力点,不断促进石墨烯技术创新与市场应用的协同化发展,逐步构建起以创业企业为主体、以高校和科研机构为支撑、以市场龙头高度参与为特征的产学研用协同互动的石墨烯产业发展体系,努力把我市建设成为我国重要的石墨烯技术研发与产业化应用的重要基地,为我市率先实现新旧动能转换、建设先进制造业产业基地提供战略支撑。(二)基本原则1、坚持企业主体,政府引导。充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,强化企业在产业创新发展的主体地位,激发企业活力和创造力。加强政府顶层设计,积

30、极发挥政策激励、规划引导和组织协调作用,通过加强要素保障,完善投融资机制,进一步完善产业发展环境,形成推进石墨烯产业发展的合力。2、坚持应用牵引,技术推动。围绕我市优势特色产业转型升级与战略新兴产业培育的诉求,以市场需求作为石墨烯材料应用技术研发创新的起点,强化“产学研用”合作,协同开展关键技术攻关,释放技术的推动力量,立足石墨烯材料提质、降本、增效,不断完善我市石墨烯产业创新发展体系。3、坚持平台中心,机制通路。充分发挥平台集聚资源、促进不同产业主体互动的中心作用,链接运营技术、资本、人才,促进彼此系统融合。重点完善以产品为中心、项目为载体、需求与问题为起点的工作协作机制,打通石墨烯技术-产

31、品-应用产业链,在石墨烯技术创新与市场应用之间架起互动的桥梁。4、坚持战略引领,重点突破。以战略视野来推进石墨烯产业发展,明确战略思路,前瞻性布局关键技术,切入关键领域,抢占石墨烯产业发展制高点。同时,集中优势资源,聚焦主攻方向,以实现石墨烯材料规模化应用为出发点,突破制约产业化应用的技术、业态和商业模式上的障碍,加快推进示范应用。(三)发展目标1、总体目标力争用5-7年时间,将我市打造成东北亚著名、全国领先的石墨烯创新发展高地、国际合作引领区与规模化应用示范区。东北亚著名的规模化、高性价比石墨烯材料制备高地。以日韩技术链接、引进的方式推进我市由功能石墨加工向石墨烯新材料升级,以标准为引领率先

32、实现Top-down下高质量、低成本、大规模石墨烯材料制备,以装备为核心完成CVD法大面积石墨烯薄膜制备技术布局,形成石墨烯材料制备话语权。我国北方领先的石墨烯重点领域大规模应用示范区。基本建成在绿色家电、橡胶塑料、纺织服装等本土优势领域以及能源存储与新能源利用、海洋防腐与海水淡化、新一代光电与通讯器件等特色领域全产业链的技术示范应用体系,为全国石墨烯的推广应用提供样本,辐射带动传统产业转型升级。我国北方率先完成石墨烯产业发展生态布局的城市。在战略性关键领域率先完成“料-材-器-用”全产业体系布局,形成以技术为核心并与资本、管理、政策协同的创新要素运营体系,实现以企业为主体、机构为支撑、产业联

33、合性组织为载体的产业组织体系,具备引领区域产业跨越发展的核心能力。2、具体目标(1)近期目标(20192021年)石墨烯技术创新与产业发展良性互动,在关键领域实现石墨烯原料制备与产品开发、终端应用的协同发展,到2021年全市石墨烯产业产值达到6亿元,规模以上石墨烯企业达到5家,在导热、导电等复合材料以及能源存储方面实现规模化市场应用,着重在锂离子电池、橡胶轮胎、散热等领域实现产业化突破,并在海洋防腐、海水淡化、高端装备、光电通讯等领域做好高端价值环节的产业布局。(2)中远期目标(20222025年)关键战略领域全产业链布局完成,形成规模化终端应用示范,基本建成具有核心竞争力的石墨烯产业发展生态

34、。建成百亿级石墨烯产业价值链,石墨烯材料制备核心竞争力得到提升,在光电与通讯等高端领域实现突破,规模化应用企业超过百家。四、空间布局按照我市经济发展总体战略和主体功能区定位,立足现有石墨烯产业基础,结合科技人才集聚、资源条件和环境承载能力等,遵循突出个性、错位发展、有序竞争的布局原则逐步构建形成我市“一心两地四区”的石墨烯产业发展空间格局。(一)高新区石墨烯创新中心依托市国际石墨烯创新中心、国家火炬石墨烯及先进碳材料特色产业基地、市市石墨烯国际科技合作基地,着重拓展创新中心面积,加速推进国际石墨烯(市)产业研究院建设,完善以人才为核心的生产与生活服务功能配套。积极发展石墨烯技术研发、计量与检验

35、检测、认证、技术转移转化、咨询等增值服务业态,逐步构建起面向“技术-项目-企业”的产业孵化体系,吸引全球石墨烯高端研发机构、创新创业项目和企业入驻,建成我市集技术研发、孵化、计量与检验检测、技术转移转化、应用示范于一体的石墨烯创新中心。(二)莱西南墅石墨烯材料产业基地依托莱西南墅石墨精深加工产业基础与行业领军人才,进一步完善区域环保与节能综合配套体系,完善基础公共服务平台,优化城市软环境,建立石墨矿产大宗商品交易中心,科学发展石墨烯前驱体加工产业,强化石墨烯材料产业研发与制备,积极延伸产业链条,孵化其他先进碳材料,打造国际一流的石墨烯材料产业发展高地和国家级先进碳材料产业示范基地。其中,先进碳

36、材料孵化基地重点拓展除石墨烯之外的碳纳米管、富勒烯、纳米金刚石,碳纤维及复合材料、碳/碳复合材料,高比表面碳材料,功能性特种炭黑材料,核石墨等材料。(三)平度新河石墨烯精细化工产业基地平度新河,作为我市“十三五”期间唯一重点布局的化工产业基地,应在进一步完善区域化工产业发展节能环保配套基础上,优化软环境体系,打造形成石墨烯精细化工产业发展基地。依托化工基地内石墨烯产业集聚区,大力发展氧化还原法石墨烯材料制备,同时加速推进石墨烯材料与我市优势产业橡胶与轮胎、塑料、重防腐涂料、复合材料等融合,将平度新河打造成我市石墨烯精细化工产业发展基地。(四)西海岸、即墨等四大石墨烯材料应用示范区示范区以加速与

37、我市优势产业融合、推动我市区域战略与新兴产业发展为中心,选择重点行政区域作为示范载体,对石墨烯材料与应用市场融合项目或孵化基地建设予以扶持。西海岸新区依托军民融合、经略海洋战略以及家电、电子、海洋产业优势,重点推进石墨烯材料在家电、海工重防腐、海水淡化、污水处理、光电电子五大产业中的应用,支撑国家战略落地和传统产业升级,重点打造石墨烯海洋特色应用示范区。即墨区依托橡塑产业、纺织服装等产业优势,加速石墨烯在能源、复合材料中的应用,打造石墨烯复合材料应用示范区。专栏1 市市石墨烯产业发展空间布局高新区石墨烯产业创新中心重点围绕市国际石墨烯创新中心,该中心一期工程占地50亩,建筑面积3.6万平方米,

38、主要建设入园孵化器、技术转移平台、产学研合作平台、金融助推平台、公共研发及检测平台;二期工程规划100亩,规模化行政审批管理区、企业聚集区、物流服务、生活配套区、休闲娱乐区。截至2018年底,共有32家入驻企业,其中引进华高墨烯等2家资本市场挂牌企业、市赛瑞达电子科技有限公司等10家市市“千帆计划”企业,正在打造立足市、辐射全国、面向世界的石墨烯创新示范区。莱西南墅石墨烯材料产业集聚基地位于莱西市南墅镇,规划占地10000亩,创业园120亩,旨在打造国家级“碳谷”产业基地、国际一流的石墨新材料生产基地,规划建设石墨及碳材料专业技术公共服务平台。目前,该镇已经引进河北工业大学市碳材料产业研究院,

39、吸引了安德烈海姆教授、萧小月博士团队、中科院李玉良院士团队、河北工业大学副校长殷福星团队、中国石油大学吴明铂教授团队等入驻,并孵化出德通纳米、德安新碳等石墨烯企业。该镇现有高品质石墨矿石储量1亿吨,拥有规上石墨企业20家,产品涵盖国内石墨加工所有领域,部分产品技术国内领先,全国高等级石墨制品年交易额100多万吨,占全国1/2,已计划建立石墨制品展示、交易平台,打造全国石墨制品集散地等。平度新河石墨烯精细化工产业发展基地位于平度市新河镇,是市市“十三五”规划的化工基地,该基地规划建有专业石墨烯制备园区,目前以市昊鑫新能源科技有限公司为骨干的石墨烯粉体实现规模化生产,同时集聚了上惠纳米、市昱金硒新

40、材料等数家重点生产企业。西海岸、即墨、城阳、崂山四大石墨烯材料应用示范区应用示范区以加速石墨烯材料与传统优势产业、战略产业融合为方向,通过政府引导与项目载体加速石墨烯材料制备升级与市场拓展,放大石墨烯产业发展规模。在形式上初期选择以重点项目为载体,后期单独设立孵化基地予以支持,按照区域布局定位重点通过推进中试与大试等公共实验平台建设撬动石墨烯材料应用。城阳区依托轨道交通装备产业发展优势,重点加大石墨烯材料与高端装备的融合,打造石墨烯高端装备应用示范区。五、发展重点坚持石墨烯材料制备与石墨烯应用并举发展,以石墨烯产业发展生态集聚、转化创新资源,并在特色细分领域实现石墨烯材料制备技术与应用市场的贯

41、通,逐步形成产业竞争力。(一)打造高品质石墨烯材料制备高地加速创新资源集聚、链接与整合,以产业组织为主体、生态建设为核心、市场为导向打造高品质石墨烯材料制备高地。1、强化Top-down石墨烯材料制备技术竞争力。紧紧围绕石墨烯原材料高质量、低成本、规模化、智能化、绿色、可控制备以及表面改性、功能化,以标准化为核心、需求为导向、金融为手段,探讨建立石墨烯原材料大宗商品交易中心,推进国内外高端技术创新链接,增强我市Top-down下石墨烯原材料竞争力。性价比方面,立足材料性能稳定性、质量均一性、层数可控性、材料分散性以及价格对现有材料的可替代性,从市场规模化应用角度制定系列引领性标准,推进重点应用

42、领域石墨烯材料产业化发展。制备工艺方面,提升氧化还原法工艺标准,引领并不断普及机械剥离法大规模制备工艺标准,从原料、工艺方法、制备流程、核心设备、环境条件和制备过程精益化以及自动化、智能化角度,立足工艺稳定性、性能一致性和成本,制定相关引领性工艺标准,重点形成石墨烯剥离、分散、纯化及废水处理等共性技术的系统性解决方案。2、提高CVD法石墨烯薄膜规模化制备成熟度。紧紧围绕大面积单层石墨烯薄膜连续均匀生长以及无损、低成本转移,以“工艺-装备”为核心、市场应用协同为牵引,推进CVD法石墨烯薄膜技术布局,培育形成精益化、智能化工厂解决方案能力,推进大面积单层石墨烯薄膜制备产业化。工艺方面,通过技术转移

43、、转化以及与资本协同参与的方式加速CVD法实验室技术的产业化进程,重点关注并推进液态Cu基底与合金(Ni-Mo)基底上层数可控的大面积连续均匀石墨烯薄膜生长工艺的产业化进程,突破金属基底的重复回收利用技术,不断降低制备成本。设备方面,着力推进大管径CVD薄膜生长炉、卷对卷连续式CVD薄膜生长炉的产业化,在确保设备精度、效率、稳定性基础上不断提升装备的智能化水平,重点布局以CVD薄膜生长炉为核心、含有无损转移功能的石墨烯薄膜生长系列成套装备,并通过工艺调整与市场应用协同来提升装备水平。3、培育石墨烯材料企业面向需求定向研发能力。紧紧围绕下游市场对石墨烯材料性能应用诉求,引导石墨烯企业构建以技术管

44、理为核心、技术链接整合为通路、联合项目为载体的研发创新机制,强化定向研发能力。提升企业的技术管理能力,依托外部第三方专业管理咨询机构与信息化建设机构,加强对企业拥有的内、外部技术资源梳理、分类,提升技术数据标准化、规范化、协同化管理水平,制定技术专利的保护策略与路线,释放技术资源价值。拓展企业外部技术资源链接与整合边界,积极融入我市石墨烯创新资源网络,强化与京津、长三角、日韩等石墨烯创新资源高地的链接,鼓励企业以战略合作、专家顾问、技术服务、攻关项目等形式拓展创新资源边界。完善联合研发项目合作机制,以企业与企业对接为中心,面向市场诉求,建立开放项目合作框架与系统的联合研发内容,吸引多方参与关键

45、技术攻关,推动系列核心技术突破。(二)布局石墨烯材料重点应用领域以机制建设为中心,引导我市优势产业龙头企业在高端产品中应用石墨烯,深度嵌入经略海洋、军民融合等国家战略中。1、拓展石墨烯复合材料领域边界,做大产业规模。依托石墨烯增强、导电、导热特性,大力发展石墨烯橡胶复合材料、绿色环保家装涂料、复合导热材料、健康理疗材料,积极发展石墨烯纺织面料、特种塑料,充分利用我市优势产业,迅速放大石墨烯材料产业规模,进一步促进我市传统优势产业转型升级。利用石墨烯的结构增强、增韧等力学性能优势,全力推进我市石墨烯战略复合材料布局,重点研发石墨烯碳纤维、石墨烯合金材料,其中面向民用轻量化结构材料国产化诉求,突破

46、高性能、低成本碳纤维复合材料生产与应用技术,并重点突破高强度石墨烯纤维材料,引领军用领域材料应用;面向传统合金材料强度、硬度和韧性等性能提升诉求,开发用于轨道交通、航空航天等高端装备的石墨烯改性合金材料的生产与应用技术,重点研究解决石墨烯分散、制备工艺和界面反应问题,提升我市装备制造产业技术水平。2、丰富石墨烯储能领域产品种类,强化产业优势。石墨烯高比表面积、多孔结构和高导电性能(比电容、功率密度和能量密度)使其成为下一代能源器件的理想材料。结合我市产业特点,着重布局石墨烯锂离子电池、超级电容器、燃料电池三大领域。锂离子电池领域,强化石墨烯锂离子正极导电剂优势,释放产能,积极推进磷酸铁锂、三元

47、锂离子电池负极材料研发、应用与产业化,进一步提升产品能量密度、充电速度,重点解决石墨烯对锂离子消耗和石墨烯片层堆叠问题。超级电容器领域,战略性推进轨道交通、汽车、智能电网、分布式储能、MEMS微型电机等石墨烯超级电容器研发、应用与产业化,着重通过三维结构与掺杂技术研究解决石墨烯材料团聚问题。燃料电池领域,通过石墨烯来提高非贵金属在燃料电池、电解水制氢的活性和使用寿命,推进能源催化体系的应用和产业化,战略性布局石墨烯储氢、燃料电池质子膜材料。3、突破石墨烯环保领域重点应用,凝聚产业特色。石墨烯因高比表面积、多孔结构形成的超强吸附性能在环保领域拥有工业级的应用前景。结合我市“经略海洋”战略布局,着

48、重推进石墨烯在海洋重防腐、海水淡化、污水处理三大领域的应用,研究开发石墨烯重防腐涂料、海水淡化处理系统、吸附与过滤装置、工业废水处理系统、重金属污染去除系统等。海洋重防腐领域,着重推进石墨烯聚合物复合材料涂层的产业化,加快与现有涂层技术的融合,突破石墨烯剥离与功能化同步工艺,实现连续性、低成本、防腐效率高、耐腐时间长的石墨烯涂料的生产并在船舶海工、深海装备上实现规模化应用。海水淡化领域,面向反渗透技术脱盐率和渗透性相互制约的问题,积极布局氧化石墨烯复合薄膜过滤技术,升级海水淡化装置,重点推进我市工业用水领域的规模化应用突破。污水处理领域,重点突破低成本、高吸附率、低能耗、产物无污染的石墨烯复合吸附材料、石墨烯复合催化剂制备技术与产业化应用。4、点式布局石墨烯光电领域产品,抢占产业高点。石墨烯凭借超高的载流子迁移率、零带隙结构、宽波段的光电响应(光电特性可被外电场调制)特性,适

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