中國(guó)石墨烯行業(yè)市場(chǎng)供需規(guī)模與競(jìng)爭(zhēng)格局貝特瑞、方大碳素等處于第一梯隊(duì)

中國(guó)石墨烯行業(yè)市場(chǎng)供需規(guī)模與競(jìng)爭(zhēng)格局貝特瑞、方大碳素等處于第一梯隊(duì)一、行業(yè)基本概述石墨烯屬于二維碳材料，是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性力學(xué)特性石墨烯是已知強(qiáng)度最高的材料之一，同時(shí)還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達(dá)1.0TPa，固有的拉伸強(qiáng)度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強(qiáng)度，平均模量可達(dá)0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經(jīng)氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會(huì)異常堅(jiān)固強(qiáng)韌。光學(xué)特性墨烯具有非常良好的光學(xué)特性，在較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內(nèi)，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學(xué)特性，且其光學(xué)特性隨石墨烯厚度的改變而發(fā)生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結(jié)構(gòu)。室溫下對(duì)雙柵極雙層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管施加電壓，石墨烯的帶隙可在0~0.25eV間調(diào)整。施加磁場(chǎng)，石墨烯納米帶的光學(xué)響應(yīng)可調(diào)諧至太赫茲范圍。熱性能石墨烯具有非常好的熱傳導(dǎo)性能。純的無(wú)缺陷的單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/mK，是為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的碳材料，高于單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當(dāng)它作為載體時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)也可達(dá)600W/mK。此外，石墨烯的彈道熱導(dǎo)率可以使單位圓周和長(zhǎng)度的碳納米管的彈道熱導(dǎo)率的下限下移。電子效應(yīng)石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/（V·s），這一數(shù)值超過(guò)了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率最高的物質(zhì)銻化銦（InSb）的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達(dá)250000cm2/（V·s）。與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm2/（V·s）左右。石墨烯主要分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯、多層石墨烯等類型。石墨烯分類單層石墨烯指由一層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子構(gòu)成的一種二維碳材料。雙層石墨烯指由兩層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛、AA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。少層石墨烯指由3-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。多層石墨烯指厚度在10層以上10nm以下苯環(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛、ABA堆垛等）堆垛構(gòu)成的一種二維碳材料。石墨烯作為目前人類發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)的一種新型納米材料，被材料科學(xué)家親切地稱為“黑金”。石墨烯不僅可以賦予不同種類纖維或織物優(yōu)異的導(dǎo)電、耐磨、抗菌、防紫外線等性能，同時(shí)基于其本身無(wú)毒無(wú)害、綠色環(huán)保的特性，也非常適應(yīng)于當(dāng)前中國(guó)環(huán)保型社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。近年隨著批量化生產(chǎn)以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用步伐正在加快，基于已有的研究成果，并已廣泛應(yīng)用于鋰電池、超級(jí)電容、光伏電池、油墨涂料、散熱材料、觸控面板、電線電纜、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域。二、行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀\t"/market/202208/_blank"顯示，近年來(lái)得益于石墨烯用于導(dǎo)電劑的粉體價(jià)格將突破成本瓶頸，石墨烯導(dǎo)電劑市場(chǎng)空間迎來(lái)快速發(fā)展，使得中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模。由2017年70億元增至265億元。三、行業(yè)供給情況中國(guó)具備發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的先天條件，石墨礦儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的近75%，年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%，是中國(guó)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的礦產(chǎn)之一。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)晶質(zhì)石墨資源主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古、四川、山西、山東，占比分別為43%、27%、7%、6。5%、5。4%，合計(jì)占比約89%。中國(guó)國(guó)內(nèi)隱晶質(zhì)石墨資源儲(chǔ)量約6485萬(wàn)噸，主要分布在內(nèi)蒙古、湖南、吉林、廣東，占比分別為58%、14。7%、13。7%、5。9%，合計(jì)約占全國(guó)的92%。近年來(lái)中國(guó)天然石墨的產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。雖然2020年由于新冠肺炎疫情的影響，產(chǎn)量略有下降。但進(jìn)入2021年以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇及石墨復(fù)產(chǎn)，產(chǎn)量增加至約73。5萬(wàn)噸。隨著耐火材料、潤(rùn)滑油和鋰離子電池等下游行業(yè)的需求不斷攀升，預(yù)計(jì)中國(guó)天然石墨產(chǎn)量將在2022年達(dá)83。8萬(wàn)噸。四、市場(chǎng)需求情況石墨烯產(chǎn)業(yè)目前的細(xì)分產(chǎn)品主要是石墨烯粉體和石墨烯薄膜。其中石墨烯粉體主要應(yīng)用于防腐涂料、鋰電池、超級(jí)電容、導(dǎo)熱塑料、消費(fèi)電子散熱片等。石墨烯薄膜可以應(yīng)用在導(dǎo)熱膜上，發(fā)揮其優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，用于智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備的散熱層；或利用石墨烯的導(dǎo)電透光以及高度柔性，可以用來(lái)制作柔性顯示屏、可穿戴設(shè)備等。近年來(lái)隨著下游市場(chǎng)的不斷發(fā)展，使得石墨烯需求不斷增加，從而也推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。具體來(lái)看：新能源汽車方面：由于石墨烯其高導(dǎo)電、導(dǎo)熱等特性備受儲(chǔ)能領(lǐng)域的喜愛，加上其復(fù)合材料能夠顯著提升鋰電池的電化學(xué)性能，使得新能源汽車行業(yè)成為其最大的下游需求領(lǐng)域?yàn)?，占比達(dá)70%以上。近年來(lái)得益于國(guó)家不斷推出政策支持，中國(guó)新能源汽車技術(shù)水平不斷進(jìn)步、產(chǎn)品性能明顯提升，產(chǎn)銷規(guī)模連續(xù)六年位居世界首位。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)新能源汽車產(chǎn)量為354。5萬(wàn)輛，銷量為352。1萬(wàn)輛。2022年1-4月，新能源汽車產(chǎn)量達(dá)160。5萬(wàn)輛，銷量達(dá)155。6萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)均為1。1倍，市場(chǎng)占有率達(dá)到20。2%。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，新能源乘用車占據(jù)市場(chǎng)主體，2021年新能源乘用車銷量333。4萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)120。6%，占新能源總銷量比例接近95%。隨著新能源車滲透率快速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展以及疫情的有效控制，中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)持續(xù)成長(zhǎng)，裝機(jī)量持續(xù)增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2022年上半年中國(guó)動(dòng)力電池裝車量110。1吉瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)109。8%。鋰電池方面：隨著中國(guó)新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，鋰電池行業(yè)也隨之快速發(fā)展，下游需求增加促進(jìn)了中國(guó)石墨烯行業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量逐年遞增，到目前已成為全球最大的鋰電池生產(chǎn)市場(chǎng)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量為232。6億只，同比增長(zhǎng)22。4%，2022年1-5月中國(guó)鋰離子電池累計(jì)產(chǎn)量為100。4億只，累計(jì)增長(zhǎng)10。4%。同時(shí)中國(guó)也是全球最大的鋰電池消費(fèi)市場(chǎng)。2021年，中國(guó)鋰離子電池行業(yè)以深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，加快提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平，全行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)，先進(jìn)產(chǎn)品供給能力不斷提高。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)鋰離子電池出貨量達(dá)到324GWh，同比增長(zhǎng)106%，約占全球市場(chǎng)的59。4%，這也是連續(xù)第五年成為全球最大的鋰電池消費(fèi)市場(chǎng)。由此可將，隨著鋰電池需求的持續(xù)升溫，石墨烯的需求量也隨之持續(xù)增長(zhǎng)，從而促進(jìn)石墨烯市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。智能手機(jī)方面：近年來(lái)隨著國(guó)家網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善升級(jí)，中國(guó)智能手機(jī)用戶規(guī)模呈穩(wěn)中上升趨勢(shì)，出貨量不斷增長(zhǎng)，到目前中國(guó)已擁有全球第一大規(guī)模智能手機(jī)市場(chǎng)。但近幾年來(lái)，智能手機(jī)行業(yè)表現(xiàn)不景氣，出貨量逐漸跌落。數(shù)據(jù)顯示，2022年1-5月，國(guó)內(nèi)智能手機(jī)出貨量1。06億部，同比下降27。0%，占同期手機(jī)出貨量的98。2%。自2021年以來(lái)，中國(guó)5G手機(jī)進(jìn)入發(fā)展“快車道”，機(jī)成為了越來(lái)越多的消費(fèi)者的選擇。但進(jìn)入2022年，5G手機(jī)市場(chǎng)有所放緩，出貨量有所下降。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)5G手機(jī)出貨量達(dá)2。66億部，較2020年增加了1。03億部，同比增長(zhǎng)63。19%，占全國(guó)手機(jī)總出貨量的75。78%。2022年1-5月中國(guó)5G手機(jī)出貨量8620。7萬(wàn)部，同比下降20。2%，占同期手機(jī)出貨量的79。7%。可穿戴設(shè)備方面：得益于政策環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境及社會(huì)環(huán)境的支持，中國(guó)可穿戴設(shè)備行業(yè)在過(guò)去幾年內(nèi)顯示出蓬勃生機(jī)。同時(shí)伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與居民可支配收入的提高，居民的購(gòu)買力逐漸增強(qiáng)，良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境推動(dòng)了中國(guó)可穿戴設(shè)備的普及。數(shù)據(jù)顯示，2016-2020年中國(guó)可穿戴設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模由147。9億元增至559。2億元。2021年中國(guó)可穿戴設(shè)備市場(chǎng)出貨量約為1。4億臺(tái)，同比增長(zhǎng)27。3%，市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)698。5億元。而預(yù)計(jì)隨著石墨烯制備水平的發(fā)展和石墨烯應(yīng)用技術(shù)水平的發(fā)展，石墨烯材料能夠應(yīng)用在更多的下游產(chǎn)品和領(lǐng)域中。目前最新石墨烯下游產(chǎn)品，包括石墨烯理療保暖產(chǎn)品，石墨烯內(nèi)暖纖維制成的服裝，第二代石墨烯手機(jī)，石墨烯防彈衣、石墨烯防靜電輪胎、石墨烯動(dòng)力電池等等，顯示出中國(guó)在石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域取得了很好的成績(jī)。此外，石墨烯對(duì)硅的替代有望帶來(lái)半導(dǎo)體領(lǐng)域顛覆性的革命，成為下一代集成電路、超級(jí)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)材料。未來(lái)石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)繼續(xù)拓展，促進(jìn)石墨烯行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。五、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局近年來(lái)中國(guó)石墨烯相關(guān)企業(yè)的注冊(cè)量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示，2020年石墨烯相關(guān)企業(yè)注冊(cè)數(shù)量為7408家，同比增長(zhǎng)了108。91%，增長(zhǎng)迅猛。2021年石墨烯相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量為13279家，同比增長(zhǎng)了79。25%。注；僅搜索“石墨烯”目前中國(guó)石墨烯市場(chǎng)呈現(xiàn)