近几年,“石墨烯”被广泛关注,许多重量级科学家们更是认为这种产品是革命性的新材料,将推动电子产业步入新的发展阶段,可撬动至少千亿元级的产业链。
石墨作为一种天然碳材料,被发达国家日益重视,而中国却依然只是产业链条中的原料供应者。“这是一场民族产业与西方列强企业之间没有硝烟的战争,中国石墨界如果再走低端路线,恐怕连做苦力的资格都没有了!”中国石墨行业协会轮值会长、内蒙古日新集团董事长张彬对中国石墨产业的现状十分担心。他认为,国家层面应该更加关注这一产业的转型升级。
石墨资源“低出高进”
资料显示:2010年我国天然石墨产量约为60万吨,根据我国海关公布的数据,同期我国石墨出口量约为58.55万吨,进口量为7.6万吨。2013年截至10月底,我国天然石墨产量总计为48.3万吨,与2012年同期相比增加了20%。同时,出口呈现“量升价降”的趋势。像这样一种进出口格局近30年来几乎相同!
请看一组数据:石墨出口价格为每吨3000元~4000元人民币之间,但经国外加工提纯再进口至中国,价格摇身一变为每吨10万元到20万元人民币!
黑龙江奥宇石墨集团有限公司的党委书记刘金柱在接受采访时说,石墨初级产品大约以3000元~4000元/吨价格出口后,被加工成12万元一个的人工心脏瓣膜或者氟化石墨等高端石墨产品,再被国内进口。现在发达国家在实施储备之余,将其加工成高端石墨产品再高价返销国内。
中国工程院院士周玉认为,由于我国并不掌握石墨深加工核心技术,而先进石墨加工技术被美、日、欧盟等垄断,导致我国石墨资源“低出高进”,外国“以购代采”的状态长期存在。
张彬分析认为:没有国内下游生产企业的强大,原料出口便没有定价权;没有自主产品在市场上的打拼,进口产品同样会卖我们天价!
张彬的话并非危言耸听,来自黑龙江的一份分析报告这样描述:石墨是不可再生资源,一些发达国家也有石墨矿藏,但考虑到其重要性、稀有性以及开采的环境成本,都把本国石墨资源作为战略资源进行储备,限制开采,转而从中国等其他国家低价进口石墨初级产品,用于生产或储备。我国目前约有近千家石墨企业,石墨资源滥采乱掘、采富弃贫、粗放经营、管理水平低的现象比较普遍,开采和加工呈现无序状态。如果按照目前的开采方式和速度,最多20年国内已探明石墨资源将消耗殆尽,届时中国将从国外高价进口石墨,中国由石墨大国变成石墨贫国。“如果不改变石墨行业的格局,再过20年,中国将无石墨可采!”张彬说。
石墨和稀土一样重要
事实上,石墨对于工业发展的重要意义还不被人认识。有人认为石墨的重要比稀土有过之无不及。
欧盟委员会在分析41种矿产资源对经济的影响和供应风险的基础上,将石墨列为14种“对欧盟生死攸关的原料”之一。这14种原料包括:锑、铍、钴、萤石、镓、锗、石墨、铟、镁、铌、铂族金属、稀土、钽和钨。这些原料广泛应用于移动电话、锂电池、光纤光缆和太阳能面板的制造中,成为许多高科技产品和日常消费品不可或缺的一部分。欧盟委员会预计,对这些原材料的需求在未来20年内将翻三番。
记者在《石墨产业科技发展专项规划》中看到,中国的石墨主产区为黑龙江、内蒙古、山东、湖南等地,其中,黑龙江占总储量的60%。中国石墨矿石储量为20亿吨,占全球储量的70%以上,全球探明天然石墨储量约为7100万吨,其中中国储量约为5500万吨,占全球储量的77%,居世界首位。1954年我国就开始向欧洲出口天然石墨。20世纪90年代,中国已成为世界天然石墨的最大供应国。
石墨的熔点高达3850℃,2020℃时性能达到最佳。石墨由于其特殊的结构,具有耐高温性、抗热震性、导电性、润滑性、化学稳定性以及可塑性等众多特性,一直是军工与现代工业及高新、尖端技术发展中不可或缺的重要战略资源。石墨应用范围广泛,曾有专家预言“20世纪是硅的世纪,21世纪将是碳的世纪”。
石墨在原子能工业领域应用更为广泛,石墨用作反应堆的减速剂,铀——石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能,而石墨完全可以满足上述要求。此外,在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件等。
天然石墨以其独特功能及稀缺性,已成为工业化国家必争的战略性原材料。目前,中国的石墨储量以及产量均居世界首位,石墨是我国除了稀土之外的又一项优势资产。但同样占全球储量的70%以上,同样是国家战略储备资源,石墨却并不如稀土那样受到重视。
保护性开发石墨资源是当务之急
早在几年前,在能源行业转战多年的内蒙古日新集团董事长张彬,以51亿元人民币的巨资投向了石墨深加工,并组建了瑞盛新能源公司,目前已悄然将规模扩展到了中国第一、全球第二。面对石墨烯概念在全球范围内掀起的轩然大波,张彬更为关注的是如何扭转中国在石墨领域的被动格局。
中国石墨产业的困局,张彬认为不在资金,不在市场,主要在人才!石墨产业是真正的高科技产业,目前中国只占有资源,却不占有技术!真正的技术在美国,其次在德日。高端产品,我国只能模仿并无限地靠近国际水平,却很少独创。
张彬认为,中国石墨要想走出困局,只能在科技开发上做文章。石墨烯替代晶硅应用在芯片领域,可以大幅提高芯片速度,如果替代十分之一市场便可达5000亿元以上。石墨烯制成的锂离子电池负极材料能够大幅提高电池性能,制成的超级电容器,充电时间只需1毫秒。石墨烯应用一旦产业化,将成为下一个万亿级的产业。
张彬向记者展示一款石墨高导热产品:该产品传导温度几乎无介质,多用于电子产品的散热上,目前已用于空调领域。未来空调不再需要占用空间,更不需要用吹风方式传递温度。张彬介绍,目前德国已利用石墨导热产品制造空调,德意志大厦全部安装此类空调产品,国内也会很快使用。
张彬介绍,我国核电站使用的“各向同性石墨”几乎全部来自日本的东洋碳素,每吨45万元,而其成本不过5万元。由于国内技术长期落后,价格主导权一直掌握在美日手中。
张彬认为,企业科技水平提升的保障是行业能在规范下运行,这依赖于国家和地方对行业的整顿和对企业的严格准入。据了解,储量占全国的60%的黑龙江省对石墨的关注度一直较高。2011年,黑龙江省科技厅组织中国工程院9位院士和石墨产业领域27位专家谋划石墨产业做大做强的方法和措施。内蒙古则是以矿山资源整合的模式率先清理了小企业的低水平开采,引入龙头企业加大投入力度,开创了一套全新的模式。
业内人士认为,要确保石墨行业健康持续发展,还需要国家借鉴稀土资源管控模式,从全国范围内调控石墨产能,鼓励科技研发,统筹规划石墨产业发展。相关部门应加大对石墨产业扶持、统筹规划,保护性开发石墨资源是当务之急。
延伸阅读
由于对石墨和石墨烯光明应用前景的预期,近3年国外天然石墨勘查开发空前活跃,新开工的石墨矿产勘查开发项目超过20个,预计可新增石墨资源量超过5000万吨,新增石墨生产能力超过20万吨/年,在建石墨项目主要是开发高纯鳞片石墨。
加拿大将成为主要的石墨出口国。过去20多年来,加拿大石墨生产公司只有特密高公司、鹰公司2家,石墨产量一直保持2.5万吨上下。近5年,新进入石墨行业的公司超过10家,石墨勘查开发及石墨烯研发项目超过15个,已有多家石墨公司在多伦多证券交易所上市。巴西是南美地区最大的石墨供应商。巴西有4家大型公司开发生产石墨产品,其中国家石墨有限公司计划调整石墨产品结构,生产球形石墨用于锂离子电池。巴西石墨公司生产石墨精矿,碳含量达99.98%。美国矿业公司已40多年没有开采天然石墨,近期新成立的石墨资源公司将勘探开发阿拉斯加州的石墨矿。美国能源部、国防部、有关大学和高技术公司支持研究开发石墨烯的实验室达数十家。
欧洲的大型集团公司一方面继续加强与亚非国家的石墨矿山企业合作,另一方面重启停产的石墨矿山,勘探新的石墨矿床。德国的克罗穆赫石墨公司与中国、斯里兰卡、莫桑比克、津巴布韦的石墨矿山企业合作开发当地优质石墨矿,并将重启巴伐利亚帕绍石墨矿,该公司拥有生产高质量球形石墨技术。西格里集团在马来西亚建立一个石墨中心,该中心是世界石墨行业最高效的加工厂。挪威石墨公司将开发高质量电池级石墨用于锂离子电池,英国海德尔公司研发出等离子裂解技术,能将天然石墨裂解成石墨烯片即石墨烯纳米片。
非洲的莫桑比克、马达加斯加、纳米比亚、坦桑尼亚已成为全球石墨勘查开发重点地区,未来全球大鳞片石墨供应将主要来源于该地区。在亚洲,印度、韩国、阿富汗、斯里兰卡等国石墨勘查开发也比以往活跃。(力文)