¿Cuál es la perspectiva de desarrollo de Aerospace Paimeng?
Título original: El estado del mercado de la industria del grafeno de China y el análisis de las tendencias de desarrollo en 2019 tienen amplias perspectivas de aplicación y la agrupación industrial continúa expandiéndose
El concepto de grafeno es buscado
En los últimos años, el concepto de grafeno se ha popularizado. El grafeno es un nanomaterial de carbono bidimensional compuesto de átomos de carbono con orbitales híbridos sp2 que forman una red hexagonal en forma de panal. Es el líder de la industria de nuevos materiales e impulsa la transformación y mejora de las industrias manufactureras tradicionales. Se informa que China es el segundo país con mayores recursos de grafito del mundo, distribuido principalmente en las provincias de Heilongjiang, Mongolia Interior y Shandong.
La industria del grafeno de China tendrá un tamaño de mercado de 300 mil millones de RMB en el futuro
Como líder de la industria de nuevos materiales, el grafeno está impulsando la transformación y mejora de las industrias manufactureras tradicionales. cultivar puntos de crecimiento para industrias emergentes y promover el emprendimiento masivo y El papel de la innovación es cada vez más significativo. Según las estadísticas del "Informe de consultoría de estrategia corporativa y planificación estratégica de la industria del grafeno de China" publicado por el Instituto de Investigación de la Industria Qianzhan, en 2017, la escala de la industria del grafeno de China alcanzó los 7 mil millones de yuanes, un aumento de más de 10 veces en comparación con 2015. En 2018, se espera que el mercado de grafeno de China alcance los 28 mil millones de yuanes en 2020, con una tasa de crecimiento compuesta anual promedio de aproximadamente el 70,48% en los próximos cinco años, y el impulso de desarrollo es muy rápido. Se prevé que el tamaño del mercado de grafeno de China alcanzará los 56 mil millones de yuanes en 2019. En 2020, el tamaño del mercado de la industria del grafeno en China superará los 100 mil millones de yuanes. La tasa de crecimiento compuesto anual promedio en los próximos cinco años (2019-2023) es de aproximadamente 56,39%. Se prevé que el tamaño del mercado de grafeno de China superará los 300 mil millones de yuanes en 2023, alcanzando alrededor de 335 mil millones de yuanes.
Situación estadística y previsión del tamaño del mercado de la industria del grafeno en China de 2015 a 2023
Fuente de datos: Compilado por el Instituto de Investigación Industrial Qianzhan
Específicamente, la situación actual Industria del grafeno En la industria de las olefinas, el mayor número de empresas participan en aplicaciones, representando casi el 40%. Seguido por el campo de investigación y desarrollo, que representa el 19%. El número de empresas en los sectores de servicios técnicos y preparación representó cada una el 14%.
Aunque el número de empresas de grafeno está creciendo rápidamente e involucra muchos aspectos de la cadena industrial, la escala comercial general es pequeña, con una gran proporción de pequeñas y medianas empresas y de nueva creación, y Hay relativamente pocas empresas medianas y grandes en comparación con el enorme mercado potencial, todavía hay mucho espacio para el desarrollo.
Estadísticas sobre distribución y proporción de empresas de grafeno en China
Fuente de datos: compilado por el Instituto de Investigación Industrial Qianzhan
Análisis de las deficiencias en el desarrollo de la industria del grafeno en China
——Enfrentando problemas de industrialización
En la actualidad, aunque el grafeno ha abandonado el laboratorio, las aplicaciones comerciales a gran escala todavía enfrentan muchas limitaciones, incluidas la tecnología, el mercado y los costos.
La primera es la cuestión técnica. Aún no se han logrado avances en tecnologías y equipos clave, incluidos la preparación, la dispersión, la aplicación y la protección ambiental. Aunque actualmente existen más de 20 tecnologías de preparación de grafeno, las tecnologías de macropreparación a gran escala, de bajo costo, de alta calidad y de gran tamaño aún no han logrado avances sustanciales, lo que dificulta satisfacer las necesidades de la producción industrial en masa. La tecnología de dispersión de materiales y la tecnología combinada con procesos posteriores y aplicaciones de ingeniería aún restringen el proceso de industrialización.
La segunda es la cuestión del mercado. Aunque actualmente están surgiendo sin cesar diversos productos de aplicación, faltan productos realmente de alta calidad, de alto valor agregado y asesinos que reflejen las propiedades únicas del grafeno. La mayoría de ellos son modificaciones de materiales tradicionales o esfuerzos para reemplazar materiales maduros. La mejora del rendimiento del material modificado no es obvia, o no es necesario agregar grafeno, y algunos incluso tienen consecuencias adversas después de agregarse, lo que dificulta su reconocimiento en el mercado. Algunas instituciones o empresas de investigación afirman haber logrado avances, pero solo han producido muestras o productos de laboratorio, no productos comerciales en absoluto. En la actualidad, la mayoría de los fabricantes de grafeno proporcionan principalmente productos de prueba de grafeno a instituciones de investigación científica o empresas de aplicaciones posteriores. Si no se activa el mercado de aplicaciones posteriores, será difícil industrializar el grafeno.
Por último, está la cuestión del coste. En la actualidad, la mayoría de las empresas todavía se encuentran en la etapa exploratoria de producción en pequeños lotes y aún no han podido formar capacidades de producción estables a gran escala, y no hay retorno de fondos, la inversión inicial de las empresas en I+D es grande; y el ciclo es largo y el mercado de aplicaciones aún no se ha abierto, por lo que si se trata de materiales, el costo tanto de sí mismo como de los productos de aplicación es muy alto, lo que impide que el grafeno ingrese al mercado.
2. Es necesario avanzar en tecnologías clave
Después de años de investigación y desarrollo independientes, se han logrado avances importantes en la tecnología de producción, los equipos de proceso y la calidad del producto del grafeno. La tecnología de producción de grafeno a gran escala está madura, el grado aún es bajo y existen problemas comunes de calidad inestable y grandes diferencias en las propiedades de diferentes lotes de productos de grafeno.
En términos de polvo de grafeno, los productos de grafeno actualmente comercializados generalmente tienen problemas como tamaño y número de capas desiguales, bajo contenido de grafeno en una sola capa, área de superficie específica muy por debajo del valor teórico, falta de clasificación y alto costo, no puede reflejar verdaderamente las excelentes propiedades del grafeno; la superficie del grafeno con una estructura completa no contiene ningún grupo, tiene interacciones débiles con otros medios, es difícil de dispersar en solventes y es aún más difícil de mezclar. otros materiales orgánicos o inorgánicos complejos.
En cuanto a las películas de grafeno, los productos existentes tienen defectos estructurales inevitables causados por el proceso de crecimiento y la contaminación superficial causada por el proceso de transferencia. Generalmente tienen una alta resistencia y no pueden usarse en aplicaciones que deberían ser adecuadas para sus características. Excelentes propiedades eléctricas. Áreas de desempeño.
En campos estratégicos de alta tecnología, como la información electrónica, la biomedicina, la conservación de energía y la protección del medio ambiente, han sido básicamente monopolizados por Estados Unidos, Europa, Corea del Sur y Japón. En particular, las empresas de grafeno de mi país están dominadas básicamente por pequeñas y microempresas y empresas de nueva creación que carecen de inversión de capital, capacidades débiles de I+D y capacidades débiles de desarrollo de mercado. Se enfrentan a dificultades para superar el cuello de botella de la tecnología del grafeno y promover su aplicación. de materiales de grafeno y ampliar la escala de la industria del grafeno. Si no existe un buen mecanismo para la investigación y el desarrollo de la innovación tecnológica y la transferencia y difusión de logros, el desarrollo a largo plazo será inevitablemente lento.
3. Es necesario ampliar el mercado de aplicaciones
El grafeno se ha descubierto hace más de 10 años y es un material relativamente "joven". A juzgar por la situación actual de la aplicación, el grafeno ha logrado principalmente aplicaciones preliminares. La mayoría de los productos utilizan grafeno combinado con materiales originales para mejorar el rendimiento del producto. El umbral técnico es relativamente bajo y la situación de homogeneidad es grave. Aunque los productos de aplicación posteriores del grafeno se han industrializado inicialmente, la verdadera aplicación "asesina" aún no ha nacido. Aunque hay muchas patentes en la industria del grafeno de mi país, la mayoría de ellas son solicitudes de patentes locales. El diseño de la tecnología de patentes extranjeras es relativamente débil y muy pocas pueden ser citadas por patentes extranjeras. Más de las tres cuartas partes de las patentes provienen de universidades. Las instituciones están en el campo de la investigación y el desarrollo del grafeno. El grado de participación debe mejorarse aún más. No hay muchas patentes centrales de alto valor y alta calidad. La oferta y la demanda entre la tecnología y el mercado aún no se corresponden. La cadena de investigación y desarrollo, transferencia, difusión y primera comercialización de tecnología aún no se ha abierto.
4. Es necesario mejorar el sistema estándar.
En cuanto al sistema estándar de grafeno, el grafeno y sus industrias relacionadas se están convirtiendo cada vez más en un concepto candente en el mercado de capitales. Sin embargo, debido al corto tiempo de establecimiento del sistema estándar, existen pocos estándares para el establecimiento de proyectos. Faltan estándares nacionales para la clasificación de materiales de grafeno, terminología, métodos de detección, etc., así como estándares grupales o estándares industriales para. productos de grafeno. Como resultado, los productos relacionados con el grafeno que se encuentran en el mercado son variados y la calidad del producto es muy desigual. En realidad, muchas empresas no tienen la capacidad de producción a gran escala de grafeno, pero utilizan el concepto de grafeno para exagerarlo, lo que afecta gravemente el desarrollo saludable de la industria del grafeno. Por lo tanto, mi país necesita urgentemente establecer un sistema estándar de grafeno, que incluya una cobertura del sistema estándar en diferentes aspectos como recursos de grafeno, aplicaciones de grafeno, protección ambiental, equipos de procesamiento, etc., para regular y guiar el desarrollo saludable y sostenible de la industria del grafeno. lo antes posible.
Análisis de las tendencias de desarrollo de la industria del grafeno en China
——Las políticas favorables nacionales y locales aceleran el proceso de industrialización
El desarrollo del grafeno en mi país ha recibido apoyo de los gobiernos nacionales y locales en todos los niveles Con un fuerte apoyo de los gobiernos locales, mi país ha introducido más de 10 políticas relacionadas con la industria del grafeno desde 2012, y el apoyo sigue aumentando.
En agosto de 2016, el "13.º Plan Quinquenal Nacional de Innovación en Ciencia y Tecnología" emitido por el Consejo de Estado se centró claramente en el desarrollo de materiales de carbono avanzados representados por el grafeno. En enero de 2017, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma, el Ministerio de Ciencia y Tecnología y el Ministerio de Finanzas publicaron conjuntamente la "Guía de desarrollo de la industria de nuevos materiales", que establece requisitos de tareas para el grafeno. materiales superconductores, etc., y propuso desarrollar vigorosamente la industria del grafeno. En abril de 2017, el Ministerio de Ciencia y Tecnología publicó el "13.º Plan Quinquenal para la Innovación Científica y Tecnológica en el Campo de Materiales", que señalaba claramente las áreas de desarrollo de la tecnología de materiales de carbono de grafeno: polvo de grafeno de capa fina de una sola capa, tecnología de preparación industrial de películas de grafeno de gran área de alta calidad, tecnología flexible de preparación de áreas grandes para dispositivos electrónicos, tecnología eficiente de dispersión, revisión y aplicación de polvo de grafeno y tecnología de aplicación de materiales y carbón activado altamente catalítico.
Shenzhen, Guangxi, Fujian, Sichuan, Ningbo, Chongqing, Heilongjiang, Changzhou, Wuxi, Ningbo y otros gobiernos locales han emitido sucesivamente políticas especiales y planes de desarrollo para la industria del grafeno y han aclarado el futuro de la industria. Para lograr los objetivos de desarrollo, la provincia de Guangxi también ha promulgado los primeros estándares locales de la serie de grafeno del país para guiar el desarrollo industrial. Con la participación activa de los gobiernos locales, la industria del grafeno formó inicialmente un mecanismo de cooperación y acoplamiento "gobierno-industria-universidad-investigación" para la innovación colaborativa entre el gobierno, las instituciones de investigación científica, la I + D y las empresas de aplicaciones. La tendencia de desarrollo saludable ayudará. Las empresas de grafeno disfrutan plenamente de las políticas e impuestos locales. Con un trato preferencial y apoyo financiero, se espera que el desarrollo de la industrialización se acelere en el futuro.
2. Excelente rendimiento y amplias perspectivas de aplicación
El grafeno tiene excelentes propiedades que muchos materiales avanzados no pueden igualar. En la actualidad, ninguno de los nanomateriales del mundo es tan duro como el grafeno, y su resistencia es 200 veces mayor que la del acero; el grafeno tiene una estructura porosa con una superficie específica de 2630 m2/g, comparable al carbón activado; el grafeno tiene una excelente conductividad térmica y su conductividad térmica es comparable a la de los nanotubos de carbono. El grafeno también tiene una excelente conductividad eléctrica y la movilidad del portador a temperatura ambiente puede alcanzar 100 veces la del silicio, lo que lo convierte en el material con menor resistencia; en el mundo; la tasa de absorción de luz del grafeno es sólo del 2,3% y puede utilizarse para fabricar pantallas de monitores y otros equipos.
El grafeno tiene una amplia gama de aplicaciones. En el campo de los sensores, el grafeno se ha utilizado ampliamente en el campo de los sensores. Las características del grafeno, como la alta velocidad de retroalimentación y el tiempo de respuesta extremadamente corto, han mejorado enormemente el rendimiento del sensor y pueden producir sensores con diferentes funciones.
En el campo del almacenamiento de energía y las nuevas pantallas, la razón por la que el grafeno se puede utilizar como material de electrodo conductor transparente es porque tiene una excelente transmitancia de luz y conductividad. Se utiliza en pantallas táctiles flexibles y paneles de luz. y paneles solares. Ha sido ampliamente utilizado en muchos aspectos.
En el campo de los materiales semiconductores, se espera que el grafeno sustituya al silicio debido a su excelente conductividad.
Su resistividad extremadamente baja puede reducir eficazmente el fenómeno de inductancia en las placas de circuito, mejorar el rendimiento de las computadoras electrónicas y reducir el consumo de energía.
En el ámbito biomédico, el grafeno y sus derivados juegan un papel importante en el campo biomédico. El grafeno tiene la propiedad de inmovilizar fácilmente las proteínas y mantener su actividad, y puede utilizarse para fabricar biosensores. Si el problema de la preparación por lotes de grafeno se puede resolver eficazmente, tendrá un espacio de aplicación y desarrollo más amplio en muchos campos.
3. La industria ha entrado en un período de rápido desarrollo
Después de un vigoroso desarrollo en los últimos años, la industria del grafeno está entrando en la etapa de crecimiento desde la etapa de introducción. Evolucionó desde una investigación y desarrollo de materiales básicos hasta el desarrollo de productos aplicados. Actualmente, hay muchas empresas nacionales dedicadas al desarrollo de productos de aplicación de grafeno, desde empresas que cotizan en bolsa hasta empresas de nueva creación, como métodos redox. y CVD, se han convertido gradualmente en algo común. En la actualidad, el precio del grafeno cumple con las condiciones para el uso industrial;
Además, la aplicación del grafeno en materiales compuestos y otros campos se ha vuelto cada vez más madura, y el mercado ha crecido rápidamente, como pantallas táctiles de teléfonos móviles, baterías de iones de litio, supercondensadores, plásticos reforzados y campos de materiales compuestos anticorrosión, como recubrimientos y materiales de control de temperatura de grafeno. El grafeno es un producto no estándar, dirigido a los altos niveles; -El mercado de aplicaciones finales necesita satisfacer las necesidades personalizadas de los clientes intermedios y tiene una relación estrecha con los clientes, lo que también aumenta las barreras del mercado en los últimos años. El trabajo para establecer estándares de grafeno también está en pleno apogeo. Los estándares también desempeñarán un papel importante en la promoción del crecimiento rápido y saludable de la industria del grafeno.
4. Los grupos industriales se están expandiendo gradualmente
Desde la perspectiva de la aglomeración industrial, la mayoría de las empresas nacionales actuales de grafeno están ubicadas a lo largo de la costa oriental, especialmente en el delta del río Yangtze, Pearl. Delta del río, área de aglomeración de Beijing y Tianjin Jilu. Entre ellos, la región del delta del río Perla, con Shenzhen como núcleo, tiene el mejor mercado de aplicaciones de grafeno del país y ha desarrollado grupos industriales en muchos campos como energía, nuevos materiales, información electrónica, dispositivos portátiles y vehículos eléctricos.
La Alianza de la Industria del Grafeno Beijing-Tianjin-Hebei también está integrando activamente recursos de los tres lugares, acelerando el proceso de industrialización de la tecnología de grafeno y equipos de bajo costo y formando una zona montañosa estratégica para la industria emergente en Beijing- Región de Tianjin-Hebei. La industria del grafeno en Shandong se concentra principalmente en Qingdao y Jining. Después de varios años de desarrollo, la provincia de Shandong formó inicialmente el prototipo de una cadena industrial desde materias primas de grafeno, equipos hasta campos de aplicación.
Como una de las primeras provincias de China que desarrolló el grafeno, Jiangsu ha formado un patrón de innovación industrial "1+1+4", es decir, utilizando la Alianza Estratégica de Innovación Tecnológica de la Industria del Grafeno de Jiangsu como portadora de la industria. Con el Instituto de Investigación de Grafeno de Jiangnan y el Instituto de Investigación de Materiales de Grafeno del Instituto de Investigación de Tecnología Industrial de Jiangsu como bases de innovación industrial, se ha formado un diseño de innovación industrial con grupos industriales de grafeno conectados vertical y horizontalmente en Changzhou, Wuxi, Taizhou y Nanjing.
La ciudad de Ningbo, provincia de Zhejiang, como una de las primeras regiones de China en llevar a cabo I+D e industrialización del grafeno, tiene importantes ventajas como pionero, una base sólida y un buen entorno en la innovación tecnológica y el desarrollo industrial del grafeno. Ha habido muchos avances en la preparación y aplicación de microhojas y películas de grafeno, formando un modelo de desarrollo de cadena completa.