石墨烯項目商業(yè)計劃書

石墨烯項目商業(yè)計劃書I石墨烯項目商業(yè)計劃書石墨烯項目商業(yè)計劃書（說明：此文為WORD格式，下載后可修改）目錄第一章石墨烯概述 11.1石墨烯的定義 11.2石墨烯的物理性質及化學性質 1第二章石墨烯的應用及市場潛力 42.1代替硅生產(chǎn)電子產(chǎn)品 42.2石墨烯鋰離子電池開啟儲能技術新紀元 52.3石墨烯促進超級電容器發(fā)展 62.4替代ITO有極大的前景 8第三章石墨烯產(chǎn)業(yè)狀況 123.1石墨礦的戰(zhàn)略地位 123.2石墨烯的產(chǎn)業(yè)化狀況 133.3初步攻克產(chǎn)業(yè)化障礙 143.4投資升溫 15第四章石墨烯相關的國際國內政策研究 184.1國際產(chǎn)業(yè)相關情況 184.1.1美國 184.1.2歐盟及成員國 194.1.3日本 214.2國內產(chǎn)業(yè)情況 214.2.1國內的供需情況 224.2.2國內石墨礦儲量及分布情況 23第五章重點企業(yè)分析 255.1中國寶安—貝特瑞 255.2方大碳素 265.2.1發(fā)展簡史 275.2.2主要產(chǎn)品 285.3中鋼吉炭 295.3.1行業(yè)地位 305.3.2發(fā)展戰(zhàn)略 305.3.3產(chǎn)品情況 315.4豫金剛石 315.4.1展望2013年公司主營業(yè)務 32第六章風險提示 346.1石墨烯目前還處在研發(fā)階段 346.2石墨烯沒有形成下游的應用和需求 346.3難于獲得石墨烯技術轉讓便利 356.4未來還有炒作空間 35第七章展望 36 第一章石墨烯概述1.1石墨烯的定義石墨烯是一種二維晶體，由碳原子按照六邊形進行排布，相互連接，形成一個碳分子，其結構非常穩(wěn)定；隨著所連接的碳原子數(shù)量不斷增多，這個二維的碳分子平面不斷擴大，分子也不斷變大。單層石墨烯只有一個碳原子的厚度，既0.335納米，相當于一個頭發(fā)的20萬分之一的厚度，1毫米厚德石墨中將將近有150萬層左右的石墨烯。2004年英國曼徹斯特大學的安德烈.海姆教授和康斯坦丁.諾沃肖洛夫教授通過一種很簡單的方法從石墨薄片中剝離出了石墨烯，為此他們二人也榮獲了2010年諾貝爾物理學獎。1.2石墨烯的物理性質及化學性質作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。石墨烯在原子尺度上結構非常特殊，必須用相對論量子物理學(relativisticquantumphysics)才能描繪。石墨烯結構非常穩(wěn)定，迄今為止，研究者仍未發(fā)現(xiàn)石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結構穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結構使碳原子具有優(yōu)秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。它是人類已知強度最高、韌性最好、重量最輕、透光率最高、導電性最佳的材料。美國麻省理工學院(MIT)的《技術評論》曾將石墨烯列為2008年10大新興技術之一。圖1.石墨烯空間構型由于單層的石墨烯只有一個碳原子的厚度，故稱為目前已知的最薄的一種材料，這種厚度的石墨烯擁有了許多石墨所不具備的特性。（1）導電性極強：石墨烯中的電子沒有質量，電子的運動速度超過了在其他金屬單體或是半導體中的運動速度，能夠達到光速的1/300，正因如此，石墨烯擁有超強的導電性。（2）超高強度：石墨是礦物質中最軟的，其莫氏硬度只有1-2級，但被分離成一個碳原子厚度的石墨烯后，性能則發(fā)生突變，其硬度將比莫氏硬度10級的金剛石還高，卻又擁有很好的韌性，且可以彎曲。(3)超大比表面積：由于石墨烯的厚度只有一個碳原子厚，所以石墨烯擁有超大的比表面積，理想的單層石墨烯的比表面積能夠達到2630m2/g，而普通的活性炭的比表面積為1500m2/g，超大的比表面積使得石墨烯成為潛力巨大的儲能材料。第二章石墨烯的應用及市場潛力石墨烯是一種技術含量非常高、應用潛力非常廣泛的碳材料，在半導體產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、鋰離子電池、航天、軍工、新一代顯示器等傳統(tǒng)領域和新興領域都將帶來革命性的技術進步。石墨烯尚未形成產(chǎn)業(yè)化，售價非常的高，目前國內的售價在2000元/克以上，接近于黃金價格的十倍左右。石墨烯憑借其特殊的物理結構和特質，在多個領域都將帶來革命性的變革，一旦量產(chǎn)畢將成為下一個萬億級的產(chǎn)業(yè)。2.1代替硅生產(chǎn)電子產(chǎn)品硅讓世界邁入了數(shù)字化時代,但研究人員仍然渴望找到一些新材料,讓集成電路更小、更快、更便宜。在眾多的備選材料中,石墨烯最引人矚目。石墨烯擁有比硅更高的載流子遷移率（即載流子在電場作用下運動速度快慢的量度），是一種性能非常優(yōu)異的半導體材料，電子在石墨烯中的運行速度能夠達到光速的1/300，要比在其他介質中的運行速度高很多，而且只會產(chǎn)生很少的熱量。使用石墨烯作為基質生產(chǎn)出的處理器能夠達到1THz（即1000GHz）。全球半導體晶硅的市場發(fā)展穩(wěn)定，根據(jù)IEK的預測，石墨烯可替代晶硅應用在芯片領域，石墨烯如果替代十分之一的晶硅制成高端集成電路，市場容量至少在5000億元以上。2.2石墨烯鋰離子電池開啟儲能技術新紀元鉛酸電池具有技術成熟、價格較低等優(yōu)點，但是存在嚴重鉛污染，將被更先進的產(chǎn)品替代。鎳氫電池具有可大電流快速充放電、耐過充過放、低溫性能好等優(yōu)點，但能量密度較低使其不能用于純電動車。鋰離子電池能量密度大，循環(huán)壽命長，是目前在消費電子領域應用最廣泛的電池，但是其功率密度還不夠大，電池滿充時間需要幾個小時，在純電動車領域的應用碰到了充電難題。超級電容器功率密度高而能量密度低，無法滿足續(xù)航要求，不能單獨用于電動車或其他儲能設備。石墨烯鋰離子電池解決了“魚和熊掌不可兼得”的難題，同時滿足了能量密度和功率密度要求，開啟了儲能技術新紀元。石墨烯鋰離子電池可以被應用到消費電子、電動工具、電動自行車、電動汽車和儲能等領域。特別是在電動汽車和儲能領域，石墨烯鋰離子電池具有非常強的競爭力。石墨烯鋰離子電池可在幾分鐘內滿充，將加快電動汽車產(chǎn)業(yè)化進程。目前的電動汽車，因為充電時間長達幾個小時，在市場推廣過程中遇到了充電站配套建設成本高和普通消費者對其接受度較低的問題。石墨烯鋰離石墨烯能夠大幅提升鋰離子電池性能，未來將在負極材料領域有廣闊的市場前景。根據(jù)IEK的預測，石墨烯作為負極材料應用在十分之一的鋰離子電池中，其需求量在2500噸以上。更重要的是一分鐘充電技術，鋰離子可再石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出一種新型儲能設備—石墨烯電池。它的功率密度比鋰電池高100倍，能量儲存密度比傳統(tǒng)超級電容高30倍。2008-2013年全球的負極材料的需求量將保持年均20%的增長率，到2013年全球的負極材料需求量將達到3.7萬噸以上。未來有1%的鋰離子電池由使用石墨烯負極材料的需求，那每年對于石墨烯的需求就在250噸以上。此前，據(jù)報道，美國麻省理工學院已經(jīng)成功研制出一種表面附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板，并稱這項技術能夠極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本。該機構研究人員指出，利用石墨烯制造出來的太陽能電池未來有望被廣泛用于如夜視鏡、相機等小型數(shù)碼設備當中。2.3石墨烯促進超級電容器發(fā)展超級電容器又稱超大容量電容器、金電容、黃金電容、儲能電容、法拉電容、電化學電容器或雙電層電容器（英文名稱為EDLC，即ElectricDoubleLayerCapacitors），是靠極化電解液來存儲電能的新型電化學裝置。它是近十幾年隨著材料科學的突破而出現(xiàn)的新型功率型儲能元件，其批量生產(chǎn)不過幾年時間。超級電容器自面市以來，全球需求量快速擴大，已成為化學電源領域內新的產(chǎn)業(yè)亮點。超級電容器在電動汽車、混合燃料汽車、特殊載重汽車、電力、鐵路、通信、國防、消費性電子產(chǎn)品等眾多領域有著巨大的應用價值和市場潛力，被世界各國所廣泛關注。美國《探索》雜志2007年1月號，將超級電容器列為2006年世界七大科技發(fā)現(xiàn)之一，認為超級電容器是能量儲存領域的一項革命性發(fā)展，并將在某些領域取代傳統(tǒng)蓄電池。碳質材料是目前研究和應用很廣泛的超級電容器電極材料。用于超級電容器的碳質材料目前主要集中在活性炭（AC）、活性碳纖維（ACF）、炭氣凝膠、他納米管和模板炭等。而自從石墨烯被成功制備以來，人們開始探索這種碳質材料在超級電容器中的應用。由于石墨烯具有極高的理論比表面積，結構上屬于獨立存在的單層石墨晶體材料，故石墨烯片層的兩邊均可以負極電荷形成雙電層。且石墨烯片層所特有的褶皺以及疊加效果，可以形成的納米孔道和納米空穴，有利于電解液的擴散，因此石墨烯基的超級電容器具有良好的功率特性。目前中國市場的超級電容器年需求量可達2150萬只，約1.2億瓦時，且每年都在以約50%的速度增長，2011年全球超級電容的市場規(guī)模將達到50億元以上，并保持著20%的增長速率。圖2.2005-2010年全球超級電容器市場規(guī)模另據(jù)英國《每日郵報》在線版日前消息，美國科學家最近研發(fā)出一種以石墨烯技術為基礎的“超級電容器”，其充電速率遠遠高于普通電池，用其為一部iPhone手機充滿電僅僅需要5秒鐘。該研究小組稱，正在積極與配件生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)系，推動該產(chǎn)品的市場化發(fā)展。2.4替代ITO有極大的前景目前的顯示器和觸摸屏等器件中的導體材料，主要是使用的氧化銦錫ITO材料。但氧化銦錫的價格高、用量大、易碎、有毒性(與鉛的毒性可比)，而石墨烯由于其特殊的分子結構而有非常高的導電性，而且石墨烯幾乎完全透明；這兩種性質使得石墨烯本身就是一種性能非常好的透明導體材料，適合用于制作顯示器件。石墨烯的另一個特性是具有高韌性，能夠拉伸20%而不斷裂。使用石墨烯作為導體材料，能夠制成可以折疊、伸縮的顯示器件。而且石墨烯觸摸屏合成對環(huán)境無害，需要資源少，并且隨著生產(chǎn)工藝的不斷改進，生產(chǎn)成本有望大大低于傳統(tǒng)氧化銦錫觸摸屏石墨烯。2011年全球僅觸摸屏所需要的ITO導電玻璃就近4500萬片，加上公共查詢、醫(yī)療儀器和游戲機等方面的應用，預計2012年ITO導電玻璃的市場容量在8500-9500萬片，石墨烯將具有很大的替換空間。以觸摸屏為代表的智能機需求強勁增長，帶動智能機零部件的生產(chǎn)和銷售，其中包括電容屏的生產(chǎn)。據(jù)資策會產(chǎn)業(yè)情報研究所(MIC)預計，2011年全球智能手機出貨量達到4.52億臺，2012年增加至6.14億臺，年成長率達35.8%。其中Android平臺2011年出貨量達2.06億臺，以46%的市占率成為全球最大的智能手機操作系統(tǒng)，未來預期將維持在50%左右。而iOS與WindowsPhone在相關大廠應用生態(tài)體系的支持下，2012年市占率有望達到19%與13%.特別今年是我國千元智能機的普及年，觸摸屏的智能機銷售將大旺。石墨烯觸摸屏，比現(xiàn)有手機觸摸屏更環(huán)保、更便宜和更耐用。從技術層面上講，現(xiàn)有技術成果已經(jīng)縮短了產(chǎn)業(yè)界對石墨烯材料8-10年產(chǎn)業(yè)化的時間預期。今年，現(xiàn)有技術成果可為手機商提供10萬片觸摸屏，成本比現(xiàn)用材料降低30%。正是由于有上述優(yōu)勢，石墨烯觸摸屏的銷售將有望從零起步，幾何級別增長。所以，石墨烯行業(yè)值得中長期關注。在2004年就已經(jīng)面世的石墨烯因其廣泛的應用潛力，被稱作可能改變世界的“神奇材料”，石墨烯產(chǎn)業(yè)化步伐悄然加快?；鶖?shù)巨大的觸摸屏手機的銷售，將給石墨烯電容觸摸屏帶來巨大的發(fā)展動力。所以，石墨烯行業(yè)存在較大投資機會，值得關注。中國科學院院長白春禮在2012年底的一場報告會上預測：“一秒鐘內下載一部高清電影，手機的充電時間縮短到一分鐘，這些都有可能在2024年前后實現(xiàn)，靠的僅僅是一個小小的石墨烯器件?！眻D3.可折疊的顯示屏韓國三星公司的研究人員也已制造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏。數(shù)據(jù)顯示，2013年全球對手機觸摸屏的需求量大概在9．65億片，產(chǎn)值超過130億美元。到2015年，平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2．3億片，這為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。隨著批量化生產(chǎn)和大尺寸難題逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化步伐正在加快，國內外相關機構的科研投入力度也在上升，市場關注度隨之升溫。2013年以來，海內外涉及石墨烯概念的公司股價普遍實現(xiàn)了兩位數(shù)以上的漲幅。中國科學院預計，到2024年前后，石墨烯器件可望替代CMOS(互補金屬氧化物半導體)器件，應用領域包括納電子器件、光電化學電池、超輕型飛機材料等。英國曼徹斯特大學工程與自然科學學院院長貝利表示，石墨烯有可能徹底改變目前數(shù)量龐大的各種應用，“從智能手機和超高速寬帶，到藥物輸送和計算機芯片”。在石墨烯的“誕生地”曼徹斯特大學，研究人士們預言：“石墨烯將徹底改變21世紀?！?/p>

第三章石墨烯產(chǎn)業(yè)狀況3.1石墨礦的戰(zhàn)略地位“西方國家將石墨作為戰(zhàn)略資源予以儲備，限制其開采，轉而從我國低價進口。而我們出口的價格除去開采成本和運費，利潤所剩無幾！”平度市府有關領導說，有的國家甚至收購了青島石墨深埋海底做儲備。因此，保護性開發(fā)石墨資源關乎國家利益。目前市場上低碳石墨每噸售價僅350元到500元，中碳混目石墨1800元左右，高碳和高純石墨售價可達4000元以上，石墨乳、碳納米材料、球型石墨等高科技產(chǎn)品產(chǎn)值、利潤增值率則數(shù)十倍提高。以此可見，精加工、深加工是讓青島石墨“物有所值”的必行之路。平度市與新華錦集團正是瞄準了這一目標：高起點、高標準投入，匯聚國內外與石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關的科技、人才、資本等要素，重點打造兩個“中心”和兩個“基地”。兩個“中心”是國家級石墨科技研發(fā)中心，全國性石墨科技及產(chǎn)品交易中心，兩個“基地”是新能源新材料創(chuàng)新型戰(zhàn)略平臺和產(chǎn)業(yè)基地，石墨原料開采生產(chǎn)及綜合治理產(chǎn)業(yè)基地。3.2石墨烯的產(chǎn)業(yè)化狀況石墨烯目前還處在研發(fā)階段，各國對于這個新興材料還處于一個專利布局期，尚還沒有出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化動向，整個產(chǎn)業(yè)鏈也還沒有形成。目前制備石墨烯的技術工藝不成熟，還沒有達到一致性的品質，而且成品面積都非常小，不能適應工業(yè)化應用。但高達2000元/克的產(chǎn)品價格和廣闊的市場前景更是讓各方對石墨烯研究一直沒有停止過。全球針對石墨烯的研究都在進行，截至到2010年，全球共有8434篇相關的研究論文，共來自79個國家和地區(qū)。排名前十的國家發(fā)表的文獻量占總量的92.96%。美國在作為世界科學技術研究最發(fā)達的國家，其石墨烯研究方面的文獻量達2683份，占總量的31.81%；我國在石墨烯研究文獻發(fā)表量為1201份，占比14.24%，位居全球第二位。顯示出了我國在石墨烯領域不居人后，積極布局的決心。國際上石墨烯的研究論文主要分布在高分子物理學、材料科學以及應用物理學等領域；研究的熱點主要在材料的導電性、導熱性、石墨烯的制備研究及納米材料研究等方向。中國發(fā)表的石墨烯論文主要分布在材料科學、物理化學、納米技術、應用物理學以及高分子物理學等領域；研究的熱點主要在納米材料、材料應用研究等方向。各國目前都在積極進行石墨烯的研究和專利布局，如陶氏化學、通用、三星電子株式會社、施樂公司等等國際大牌廠商都在積極推進石墨烯產(chǎn)業(yè)的研究，從2004年至今，國際上關于石墨烯的專利申請已經(jīng)達到了1400余項，主要在石墨烯的制備、能源領域的應用、顯示技術方面的應用、石墨烯納米材料以及石墨烯復合材料等方面。國內目前進行石墨烯研究的主要是各大院校以及研究機構，如北京大學、清華大學、上海交通大學等院校以及如中國科學院國家納米科學中心等科研機構等。相對國際巨頭的專利布局，我國也在進行石墨烯專利的申請，目前國內機構已經(jīng)取得了150余項國家專利，主要集中在石墨烯的制備和石墨烯復合材料領域。石墨烯目前仍然處于研究階段，全球范圍內都沒有實施大規(guī)模量產(chǎn)的先例，這主要是由于還沒有找到一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的方法和途徑，同時這也是石墨烯成本一直居高不下的原因。目前石墨烯主要的制造方法包括四種，分別是：微機械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法和氣象沉積法。石墨烯目前還不具備工業(yè)化生產(chǎn)的條件，各國都在針對石墨烯的制備進行積極的探索，也不斷的有新的制備方法出現(xiàn)，業(yè)內預計2015年前就能夠實現(xiàn)石墨烯的規(guī)?；慨a(chǎn)。3.3初步攻克產(chǎn)業(yè)化障礙目前，全球各國都瞄準了石墨烯商機，紛紛加大研發(fā)支持力度，嘗試推進石墨烯應用的商業(yè)化。1月28日，歐盟委員會宣布將石墨烯和人腦工程兩大科技入選“未來新興旗艦技術項目”，并分別設立專項研發(fā)計劃，每項計劃將在未來10年內分別獲得10億歐元的經(jīng)費。英國也在推進這一進程。日前英國政府表示，將投資6100萬英鎊建立國家石墨烯研究所(NGI)，意在推動石墨烯在未來幾十年里從實驗室進入生產(chǎn)線和市場。從生產(chǎn)角度看，石墨烯的生產(chǎn)原料為石墨，在中國儲量豐富，價格低廉。但由于納米尺度的特征，批量化生產(chǎn)和大尺寸生產(chǎn)成為石墨烯大規(guī)模商用的最大阻礙。不過最新的研究成果已經(jīng)有所突破。2012年9月，位于浙江省慈溪市的寧波墨西科技有限公司年產(chǎn)300噸石墨烯項目正式開工建設。這是全球首條石墨烯生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線的設立將使得石墨烯的制造成本從5000元/克降至3元/克，解決了這種材料的量產(chǎn)難題。在實現(xiàn)低成本量產(chǎn)后，批量應用成為重要一環(huán)。今年初，中科院重慶綠色智能技術研究院宣布，利用化學氣相沉積法成功制造出國內首片15英寸的單層石墨烯，并成功地將石墨烯透明電極應用于電阻觸摸屏上，制備出了7英寸石墨烯觸摸屏。2月末，該研究院宣布與上海南江集團簽約，共同推進大面積、單層石墨烯項目產(chǎn)業(yè)化，力爭在一年時間內形成1000萬片大面積、單層石墨烯的生產(chǎn)能力，估計產(chǎn)值上億元人民幣。3.4投資升溫資料顯示，目前全球有200多家公司涉及石墨烯的相關研究和開發(fā)，其中不乏IBM、英特爾、美國晟碟以及三星等科技巨頭。而在產(chǎn)品專利數(shù)量上，中國和美國遙遙領先。對石墨烯行業(yè)有較深研究的英國科技策略機構劍橋知識產(chǎn)權公司(CambridgeIP)的最新數(shù)據(jù)顯示，截至2012年底前英國企業(yè)和院校的石墨烯相關專利共有54個，中國的相關專利數(shù)量是其40倍，美國是其30倍。在這家機構新近發(fā)布的排行榜上，目前全球最大的10個石墨烯相關專利持有機構分別是IBM、韓國高級科技儀器公司(KAIST)、韓國科技儀器公司(KIST)、萊斯大學、三星、美國晟碟、清華大學、韓國成均館大學、美國施樂公司、浙江大學。劍橋知識產(chǎn)權公司董事長唐諾克表示，過去幾年中，亞洲地區(qū)特別是韓國和中國的石墨烯專利活動顯著增加。隨著石墨烯的產(chǎn)業(yè)化進程推進，市場對其關注度日趨升溫。海外相關上市公司中，德國的愛思強(NYSE：AIXG)主要生產(chǎn)半導體行業(yè)用金屬有機物化學氣相沉積設備，這家公司的股價今年以來上漲15%。擁有在印度和中國市場出售石墨烯產(chǎn)品子公司的韓國朝華集團今年以來股價上漲13.4%。值得一提的是美國的CVD設備公司(NASDAQ：CVV)。這家公司是美國首個量產(chǎn)石墨烯的上市公司。2010年5月，這家公司與哥倫比亞大學附屬的石墨烯實驗室簽署合作協(xié)議，由該公司造的石墨烯材料和產(chǎn)品將通過石墨烯實驗室負責在全球銷售。2011年這家公司的收入和每股盈利都實現(xiàn)翻番。由于大部分業(yè)務與石墨烯相關，CVD設備公司的股價自2010年6月底開始狂飆，到2010年9月底的三個月內從每股3.1美元躥升至每股13.5美元，漲幅超過三倍。該公司股價今年以來的漲幅接近15%。

第四章石墨烯相關的國際國內政策研究4.1國際產(chǎn)業(yè)相關情況4.1.1美國美國國防部高級研究計劃署(DARPA)2008年7月發(fā)布了碳電子射頻應用項目(總資2200萬美元)，主要開發(fā)超高速和超低能量應用的石墨烯基射頻電路，即用石墨烯制造電腦芯片和晶體管。美國國家科學基金會(NSF)2009年5月發(fā)布了石墨烯基材料超電容應用項目，主要研究內容包括：(1)開發(fā)石墨烯基電子材料，提高超級電容器性能，使其具有較高的能量和功率密度；(2)表征石墨烯基電子材料的形態(tài)、結構和性能特征；(3)加強對石墨烯基超級電容器中電化學雙層和決定其性能因素的基本認識；(4)調查離子液體作為石墨烯基超級電容器電解液的相容性；(5)開發(fā)新型超級電容器電池組裝工藝和電池測試方法。項目研發(fā)經(jīng)費為63.4萬美元，研究周期為2009年7月1日至2012年7月30日，由得州大學奧斯汀分校具體負責研究和實施。美國俄亥俄州研究商業(yè)化資助項目(ORCGP)資助NanotekInstruments公司約35萬美元用于鋰離子電池用納米石墨烯復合電極的商業(yè)化生產(chǎn)。納米石墨烯復合材料具有較大容量(>2000mAhg-1)，是石墨實際容量的6-8倍。實驗已經(jīng)證明這種材料300多個充放電循環(huán)后，還能夠保持其結構的完整性和良好性能。這種復合陽極材料可用于電動車等能源存儲應用的鋰離子電池，研究周期為2009年4月28日至2011年4月28日。美國結構材料工業(yè)公司(SMI)2009年11月宣布，獲得NSF的小型企業(yè)技術轉移項目(STTR)一期資助，用于開發(fā)以石墨烯為基質的高靈敏度NOx探測器。其合作方為康奈爾大學、南卡羅來納大學，分別提供石墨烯薄膜生長技術和氣體探測器表征技術。4.1.2歐盟及成員國歐盟FP7框架計劃2008年1月發(fā)布了石墨烯基納米電子器件項目。該項目為FP7的聯(lián)合研究項目，主要研究“超越CMOS”(BeyondCMOS)領域的技術，參加機構包括德國AMO有限公司、意大利大學納米電子研究組(IUNET)、英國劍橋大學半導體物理組(UCAMDPHYS)、法國原子能機構(CEA)的LETI和法國STMicroelectronicSAS、愛爾蘭科克大學(UniversityCollegeCork)的Tyndal納米研究所等組成。項目經(jīng)費為239萬歐元，研究周期為2008年1月1日至2010年12月31日。歐洲研究理事會(ERC)資助了石墨烯物理性能和應用研究項目。項目研究經(jīng)費為177.5萬歐元，研究周期為3年，負責機構為英國曼徹斯特大學物理與天文學院。該項目有三個主要方向：(1)重點研究石墨烯薄膜和獨特的一維性能；(2)模擬無質量相對論粒子的石墨烯電荷載體；(3)石墨烯晶體管的應用研究。歐洲科學基金會(ESF)2008年12月發(fā)布了擴大石墨烯研究在科學和創(chuàng)新方面的影響力的基金申請項目，即歐洲石墨烯項目(EuroGRAPHENE)，共有19個國家的20個基金資助機構參與該項目的資助。歐洲石墨烯項目是一個4年期的研究計劃，需要歐洲范圍內廣泛而有深度的合作。該項目主要研究領域包括石墨烯物理性能、機械和電子-機械性能、化學修飾，以及尋找設計石墨烯電子特性的新方法和制備以石墨烯為基礎的功能應用器件。德國科學基金會(DFG)于2009年7月宣布開展石墨烯新興前沿研究項目，項目時間跨度為6年。該項目的目標是提高對石墨烯性能的理解和操控，以建立新型的石墨烯基電子產(chǎn)品?；鹳Y助領域主要包括：石墨烯基電子設備的制備；石墨烯電子、結構、機械、振動等性能表征與操控；石墨烯納米結構制備和表征及性能操控；石墨烯與襯底材料、柵極材料相互作用的理解和控制；輸運研究(如聲子和電子傳輸、量子傳輸、彈道輸運、自旋輸運)、新型裝置示范(如場效應器件、等離子器件、單電子晶體管)以及石墨烯的理論研究(如石墨烯電子和原子結構、電子聲子運輸、自旋、石墨烯機械和振動性能、納米結構、器件模擬)等。英國工程和自然科學研究委員會(EPSRC)資助了石墨烯基自旋器件模擬項目，項目承擔機構為蘭卡斯特大學，項目研究時間跨度為2010年1月1日至2012年12月31日，資助額度為4.9萬英鎊。EPSRC還資助了石墨烯基晶體管傳輸模擬項目，項目承擔機構也為蘭卡斯特大學，時間跨度為2007年10月23日至2010年8月22日，資助額度為19.8萬英鎊。4.1.3日本日本學術振興機構(JST)2007年就開始了對石墨烯硅材料/器件的技術開發(fā)項目的資助。該項目的負責機構為日本東北大學。該項目主要是開發(fā)“石墨烯硅”材料/工藝技術，并在此基礎上開發(fā)先進的輔助開關器件(CGOS)和等離子共振赫茲器件(PRGOS)。這項研究將能實現(xiàn)電荷傳輸無時間、超高速、大規(guī)模集成的器件技術。4.2國內產(chǎn)業(yè)情況新材料產(chǎn)業(yè)在“十二五”期間的發(fā)展目標為自給率達到70%。規(guī)劃安排的每個重點子行業(yè)都有望通過5到10年的時間形成千億元至萬億元的產(chǎn)值規(guī)模。未來的行業(yè)的產(chǎn)值有望達到數(shù)萬億元，留給了投資者較大的預期空間。近期，因為整體市場的弱勢，新材料板塊的個股多處于橫盤整理階段，而新材料中的石墨烯概念，憑借其獨特性，成為市場為數(shù)不多的亮點之一。雖然我國現(xiàn)階段石墨烯的生產(chǎn)技術水平仍處于較低水平，尚不能大規(guī)模量產(chǎn)，但作為新材料板塊在“十二五”規(guī)劃出臺后的首個熱點，有望吸引市場對整個新材料板塊的關注，形成良好的帶動作用。4.2.1國內的供需情況石墨烯產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸在于還沒有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，目前仍沒有一種可以應用石墨烯的產(chǎn)品能夠規(guī)模化生產(chǎn)。對石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研機構的研究使用。石墨烯的高強度、高導電性及傳熱性、超大的比表面積等特性能夠在航天軍工、鋰離子電池、超級電容器等多領域有潛在應用，但由于其成本過高，一直都處于研究階段。從目前的技術發(fā)展來看，最有可能實現(xiàn)工業(yè)化使用石墨烯的下游行業(yè)是復合材料領域和顯示技術領域。鋼鐵工業(yè)是石墨產(chǎn)品消費量最大的工業(yè)部門，全球90%以上的石墨用于鋼鐵行業(yè)的消耗。盡管石墨行業(yè)的其他新應用領域已經(jīng)有長足的發(fā)展和技術儲備（如：鋰離子電池材料，但用量不足石墨產(chǎn)量的10%），但目前這種局面仍將持續(xù)，世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展變化趨勢在相當長的一段時間里基本上可以預示石墨總需求量的變化方向。天然石墨在負極材料中的使用日見增長，但直至目前，負極材料使用的天然石墨年用量估計在5萬噸以內，仍不足中國天然石墨產(chǎn)量的1/10；隨著鋰離子電池使用用途的日益推廣，特別是能量型（如：儲能）和倍率型（如:動力）大電池的亟待面世、推廣（在兩種電池的研發(fā)使用過程中，天然石墨均被認為比人造石墨有更強的優(yōu)勢），天然石墨的使用將會呈幾何級數(shù)的增長，甚至有可能會成為天然石墨的主導用途。4.2.2國內石墨礦儲量及分布情況中國石墨礦資源相當豐富。全國20個?。▍^(qū)）有石墨礦產(chǎn)出。探明儲量的礦區(qū)有91處，總保有儲量礦物4.73億噸，據(jù)世界第1位。從地區(qū)分布看，以黑龍江省為最多，儲量占全國的64.1%，四川和山東石墨礦也較豐富。石墨礦床類型有區(qū)域變質型（黑龍江柳毛、內蒙古黃土窯、山東南墅、四川攀枝花扎壁石墨礦等）、接觸變質型（如湖南魯塘、廣東連平石墨礦等）和巖漿熱液型（新疆奇臺蘇吉泉礦等）3種，以區(qū)域變質型為最重要，不僅礦床規(guī)模大、儲量多，而且質量好。石墨礦成礦時代有太古宙、元古宙、古生代和中生代，以元古宙石墨礦為最重要。石墨分為人造石墨和天然石墨，其中天然石墨分為晶質（鱗片）石墨和隱晶質（土狀）石墨。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界石墨儲量約為20億噸，其中晶質石墨約8億噸。中國的石墨儲量居世界第一位，晶質石墨礦總保有儲量礦物4.73億噸。黑龍江省儲量占全國的60%以上，黑龍江、山東、內蒙古與山西和河北交界處集中了全國晶質石墨保有儲量的85%以上。目前世界上有十多個國家開采石墨礦產(chǎn)。據(jù)美國地調局統(tǒng)計資料，1900年世界石墨總產(chǎn)量只有8.4萬噸，1989年石墨生產(chǎn)達到頂峰，產(chǎn)量為101萬噸，之后，世界石墨產(chǎn)量逐年下降。中國是世界上鱗片石墨最大的生產(chǎn)國家。有大小50余個石墨生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)能力約為60萬噸。中國保持了比較大的石墨生產(chǎn)和供應數(shù)量，2001-2003年三年間每年都超過45萬噸，據(jù)悉，2007-2008年中國的石墨生產(chǎn)供應量能達到50萬噸/年左右。

第五章重點企業(yè)分析5.1中國寶安—貝特瑞深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司是由中國寶安集團（股票代碼：000009）控股的致力于鋰離子二次電池用正、負極材料及納米材料應用的專業(yè)化生產(chǎn)制造商。貝特瑞負極材料BTR-818、BTR-158-8、正極材料磷酸鐵鋰BTR-198C、磷酸釩鋰BTR-LVP等多個產(chǎn)品獲“國家重點新產(chǎn)品”稱號。2008年至今，貝特瑞實現(xiàn)負極材料市場占有率國內第一，全球第二；磷酸鐵鋰正極材料市場占有率國內第一，全球第三；并率先實現(xiàn)了層狀錳酸鋰產(chǎn)業(yè)化，填補了國內外空白。該公司具有強大的自主研究和自主創(chuàng)新能力，具有獨立的知識產(chǎn)權，擁有國家發(fā)明專利、國際發(fā)明專利近100項。貝特瑞擁有中國天然鱗片狀石墨主要產(chǎn)地之一的黑龍江雞西石墨礦，四年前開始進行石墨烯的研究開發(fā)。目前已完成石墨烯制備工藝的小試，正在進行中試，并已提交了該產(chǎn)品相關技術的發(fā)明專利申請。中國寶安（000009）公告顯示，貝特瑞公司向國家知識產(chǎn)權局提交的與石墨烯相關的專利申請共有4項，其中1項申請已公開，另外3項申請已被國家知識產(chǎn)權局受理。已公開專利為“鋰離子電池導電添加劑及其制備方法”，該發(fā)明于2011年6月13日申請，2011年11月30日公開。已被知識產(chǎn)權局受理的3項專利申請是：“超級電容器”、“電化學制備石墨烯粉體的方法”和“制備球狀石墨烯的方法”，申請日期分別是2011年11月28日、2011年12月23日和2011年12月23日。

中國寶安表示，“鋰離子電池導電添加劑及其制備方法”涉及到石墨烯用作鋰離子電池導電添加劑；“超級電容器”涉及到石墨烯用于超級電容器；“電化學制備石墨烯粉體的方法”涉及到一種電化學制備石墨烯的方法；“制備球狀石墨烯的方法”涉及到一種制備球狀石墨烯的方法。

公告還顯示，2010年10月9日，貝特瑞公司申請中國專利“鋰離子電池導電添加劑及其制備方法”。2011年3月30日，該專利進入公開程序。2011年6月13日，公司在原申請文件基礎上新修改專利申請文件，并提交至國家知識產(chǎn)權局，專利名稱仍然為“鋰離子電池導電添加劑及其制備方法”，該專利于2011年11月30日按專利審查程序公開。貝特瑞作為寶安集團旗下子公司，在石墨烯研發(fā)的關鍵技術方面有重大突破，企業(yè)發(fā)展前景良好。5.2方大碳素方大炭素，全稱方大炭素新材料科技股份有限公司，是世界領先的石墨電極及炭素制品的專業(yè)化生產(chǎn)和銷售公司，系滬市上市公司（600516)。該公司是我國大型炭素生產(chǎn)企業(yè)，主要經(jīng)營石墨及炭素制品的生產(chǎn)加工、批發(fā)零售、科技開發(fā)。公司注冊資金2億元，占地面積623436平方米，生產(chǎn)建筑面積157172平方米，以石墨制品、炭制品、炭素新材料為主業(yè)。公司總部（原蘭州海龍科技）位于甘肅省蘭州市紅古區(qū)海石灣鎮(zhèn)。5.2.1發(fā)展簡史公司前身是“蘭州炭素廠”（行業(yè)代號205廠），該廠始建于1965年，1971年建成投產(chǎn)，1998年發(fā)起設立“蘭州炭素股份有限公司”，2000年經(jīng)省冶金工業(yè)局批準將蘭州炭素廠改制更名為蘭州炭素（集團）有限責任公司，2001年蘭州炭素股份有限公司更名為蘭州海龍新材料科技股份有限公司，并于2002年于上海證券交易所上市，股票名稱“海龍科技”，股票代號600516，總股本20000萬股，其中蘭州炭素（集團）有限責任公司持有11600萬股，其他發(fā)起人持有400萬股，流通股8000萬股。2006年9月28日，遼寧方大集團實業(yè)有限公司成功競拍到蘭州炭素（集團）有限責任公司所持海龍科技公司51.62%的股份，成為海龍科技公司的控股公司，經(jīng)過國家工商總局核準，公司名稱變更為方大炭素新材料科技股份有限公司，且將遼寧方大集團實業(yè)有限公司所持有的撫順炭素有限責任公司、成都蓉光炭素股份有限公司、合肥炭素有限責任公司控股股份依法轉讓給方大炭素公司。轉讓完成后，方大炭素公司成為中國第一、世界前列的炭素制品專業(yè)生產(chǎn)廠家。5.2.2主要產(chǎn)品該公司主要產(chǎn)品為超高功率、高功率、普通功率石墨電極；微孔炭磚、半石墨質炭磚、鋁用炭磚和各種礦熱爐用內襯炭磚；等靜壓石墨；特種石墨、生物炭、炭氈和炭/炭復合材料等。產(chǎn)品廣泛應用于冶金、化工、有色、航天、航空、醫(yī)療等領域，石墨電極的年產(chǎn)量18萬噸，50%出口海外市場，50%供應國內主要鋼廠。2010年6月公司公告收購成都炭素有限責任公司100%股權，成都炭素現(xiàn)有4000t/a特種石墨生產(chǎn)線項目。2010年11月公司擬與成都市政府簽訂戰(zhàn)略合作投資建設協(xié)議書，在成都資陽工業(yè)發(fā)展區(qū)設立方大科技產(chǎn)業(yè)園，該園區(qū)占地1200畝，總投資金額約為21.2億元，總投資額中包含三個公司擬建項目：在該園區(qū)內建立特種石墨生產(chǎn)基地項目，子公司成都蓉光炭素股份有限公司建設項目，在該園區(qū)建立新型炭材料研發(fā)中心項目。該公司以"礦"助"碳"的發(fā)展邏輯，通過投資其他礦業(yè)項目及開發(fā)自有礦山，為發(fā)展碳素產(chǎn)業(yè)提供穩(wěn)定現(xiàn)金流。公司收購佳金礦業(yè)60%股權是對這一邏輯的強化。收購為做大做強公司業(yè)務，拓展公司發(fā)展領域，提升公司競爭力，增強公司投資效益提供了保障。該礦正處于建設初期，預計在2013年之后給公司創(chuàng)造業(yè)績。對于此次收購，市場最為擔心的是公司資金問題。中報顯示，公司每股經(jīng)營活動現(xiàn)金流為-0.005元，此次收購加大了資金鏈斷裂風險。公司7月份針對特種石墨和針狀焦項目發(fā)布了非公開發(fā)行預案，擬募集資金28億元，公司將通過運作該筆資金解決收購佳金礦業(yè)股權及后期開發(fā)中一定的資金問題。公司的先增發(fā)、后收購是在綜合考量風險后的有計劃、有步驟操作，短期內對公司經(jīng)營不會造成影響。5.3中鋼吉炭中鋼吉炭，全稱中鋼集團吉林炭素股份有限公司，坐落吉林省吉林市，中鋼吉炭是中國中鋼集團公司所屬的重要生產(chǎn)企業(yè)之一，享有中國炭素工業(yè)搖籃的美譽，是中國最大的綜合性炭素制品生產(chǎn)企業(yè)，國際炭素企業(yè)四強。中鋼吉炭是中國炭素行業(yè)新產(chǎn)品研究開發(fā)中心、新技術應用中心、產(chǎn)品檢測中心和出口產(chǎn)品檢驗中心，是中國合格評定國家認可委員會認可的實驗室，是行業(yè)唯一一家國家級技術中心，并建有博士后工作站。經(jīng)中國證券監(jiān)督管理委員批準，公司于1999年在深圳證券交易所掛牌上市，成為中國炭素行業(yè)首家上市公司。5.3.1行業(yè)地位中鋼吉炭在炭素制品行業(yè)內，其生產(chǎn)規(guī)模、工藝技術、研發(fā)能力、人才儲備、產(chǎn)品品牌、出口創(chuàng)匯等諸多領域均處于國內領先地位，代表了我國炭素行業(yè)的最高水平。中鋼吉炭立足于優(yōu)化主導產(chǎn)品石墨電極的結構調整，將發(fā)展重點放在大規(guī)格、超高功率石墨電極的研發(fā)與生產(chǎn)上，以適應國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的要求。同時，不斷加快產(chǎn)品結構調整。當前，具有自主知識產(chǎn)權的高附加值特種炭產(chǎn)品重點應用于化工、醫(yī)療、科研、軍工等領域；炭纖維產(chǎn)品不但是制作飛機剎車片的主要原材料，而且是神舟系列飛船、宇航方面必須的主導材料，為中國的航天事業(yè)做出了重要貢獻；高質量的石墨磚系列產(chǎn)品已成為寶鋼、武鋼、太鋼等大型鋼鐵企業(yè)高爐砌筑的指定產(chǎn)品。5.3.2發(fā)展戰(zhàn)略中鋼吉炭未來的發(fā)展戰(zhàn)略是：以實施人才戰(zhàn)略、品牌戰(zhàn)略為出發(fā)點，憑借中鋼集團的整體優(yōu)勢，全力發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權、自主創(chuàng)新能力的新型炭素產(chǎn)品，著重發(fā)展在新能源領域、高新材料領域、生物合成領域廣泛應用的炭纖維、特種石墨、炭納米材料等具有高附加值和高科技含量的產(chǎn)品，搭建起中鋼集團在炭素板塊的整體架構，即：以中鋼集團吉林炭素股份有限公司的炭素主體為核心，以中鋼集團四川炭素有限公司為石墨電極接頭和細結構產(chǎn)品加工基地，以中鋼集團上海新型石墨材料有限公司為特種炭素、核石墨等新型材料領域的研發(fā)和生產(chǎn)基地，最終形成三位一體的炭素材料發(fā)展的新格局。5.3.3產(chǎn)品情況中鋼吉炭是國家“一五”期間建設的156項重點工程之一。于1952年開始籌建，1955年建成投產(chǎn)。目前產(chǎn)品已達到十一大類五十六個品種，主要有石墨電極、石墨陽極、炭塊、特種炭制品、炭纖維制品等，廣泛應用于冶金、化工、機械、電子、航天、軍工、醫(yī)療及新材料等領域。產(chǎn)品除銷往國內各省、市、自治區(qū)300多家企業(yè)外，還遠銷歐美、東南亞、非洲等40個國家和地區(qū)。5.4豫金剛石鄭州華晶金剛石