新能源汽车文献，石墨烯技术发展到什么阶段了距离商用有多远

自2010年英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•盖姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫新能源汽车文献，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，并共同获得2010年诺贝尔物理学奖之后，在全球范围内掀起了石墨烯研究开发以及产业促进的热潮。

石墨烯相关专利和知识产权的申请数量逐年递增。石墨烯相关专利最早出现在1994年，随着研究的深入和诺贝尔奖的获得，2010年之后迎来了喷井式的爆发，2010年全球相关专利数量达到了480篇，2017年已经增长到了13371篇，增长了20余倍，反映出石墨烯在近几年成为了研究的热点。

一个产业的兴起必然要经历六个阶段：第一阶段为技术概念期；第二阶段为产品导入期；第三个阶段为市场扩张期；第四阶段为竞争并购期；第五阶段为成熟调整期；第六阶段为产业衰退期。

目前，石墨烯产业尚处于技术概念期，要真正进入产品导入期和市场扩张期，还有相当长的一段时间。但无论是学术界、产业界还是金融界对石墨烯产业都抱着乐观态度，现从国内外石墨烯研究现状对比，市场需求，供求趋势以及现阶段的一些石墨烯产品市场规模进行分析，以更好的了解当前石墨烯技术所处的发展阶段。

1.石墨烯全球研究现状

通过石墨烯技术生命周期图可以看出，2008年之前石墨烯相关专利技术还处于萌芽阶段，2010年之后，每年都有大量的新增的发明人进入相关研究，新的技术不断出现，石墨烯技术进入快速成长阶段。2017年开始，增长率有所下降，说明石墨烯相关技术正在由成长阶段向技术成熟阶段过渡。

图1:全球石墨烯专利申请数量

2.国内石墨烯研究近况

我国作为石墨烯专利技术的早优先权国，在所有技术原创国之中处于首位，并且大幅度领先于其他国家，占据了较高的份额，而韩国，美国，日本作为其他主要技术的原创国家，紧随其后，但是从数量上看，依旧有明显的差距。

从知网数据也可以看出，石墨烯中文相关文献数量从2010年开始了快速增长，石墨烯的学术关注度大幅度提升，掀起了研究的热潮。

图2:石墨烯技术专利最早优先国家

图3:石墨烯相关文献数量

3.石墨烯上游-石墨

中国石墨资源丰富，其基础储量占世界总储量的24%左右，2016年石墨基础储量达到了7321.51万吨，其中已探明晶质石墨的储量达到了3亿吨。中国石墨的产量也位居世界前列，2017年中国石墨的产量已经达到了78万吨。

随着石墨烯的研究进步，现在很多石墨烯相关产品已经开始准备商业化进程，石墨烯产业可能进入快速发展的阶段，市场正逐步扩大。

图4:全球天然石墨探明可开采储量占比

图5:中国天然石墨产量

4.供求趋势

2017 年，CGIA Research 发布了石墨烯产业研究报告，预测到2020 年全球石墨烯行业的市场规模有望达到1000 亿元。期间受到全球石墨烯市场热度和各国政策红利的双重影响，2015-2020 年间石墨烯的市场规模有望成倍增长。

其中，中国的石墨烯市场将占据全球石墨烯市场份额的50%-80%，成为全球石墨烯行业发展最强有力的推动力量，在全球石墨烯市场上占据主导地位。

图6:石墨烯应用领域示意图

5.石墨烯相关产品市场分析

说了这么多，无非是表明石墨烯这个市场非常大，前景应用非常广。以下举几个目前和石墨烯结合的比较紧密，并且最有希望达到大规模产业化应用的商品。

（1）石墨烯超级电容器

全球超级电容器市场规模稳步增长，2015年达到160亿美元，预计未来年增长率有望达到19.28%。

从国内来看，超级电容器市场规模逐渐扩大，从2010年的8.5亿元增加到了2017年的71亿元，预计未来三年仍然保持将近30%的增长率，2020年预计可以达到150亿元水平。

因为中国在环保和新能源方面的政策促进，近几年中国新能源汽车稳步增长。我国新能源汽车的产量2015年为45.5万辆，2018年增加到129.6万辆，同比增长40.10%。随着我国的支持，可以预测超级电容器的使用会极大的增加，而其中性能优越的石墨烯超级电容器在未来也将继续快速发展，在交通运输和新能源方面的使用，将会大幅度增加。

图7:中国超级电容器市场规模及预测（亿元）

图8:中国新能源汽车产量

测算假定电极材料的成本是电容器的30%，石墨烯市场渗透率从5%增加10%，预计2020年，石墨烯超级电容器市场规模将达到4.58亿元。

图9:石墨烯超级电容器市场规模预测

（2）石墨烯复合材料防腐

随着经济的发展和技术的进步，国内涂料的需求增长迅速。我国涂料的产量从2001年的122.78万吨，增加到2017年的2041万吨，近年来依旧保持一个增长趋势。钢铁等金属的生锈，腐蚀即影响了金属的使用寿命，又造成了大量的经济损失，因此国家对于防腐涂料的需求也在逐年扩大。

石墨烯本身具有的独特结构性质，使其在物理防腐和电化学防腐方面都展现出一定的优势，相比于纯石墨烯防腐涂料，石墨烯复合防腐涂料能够兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速导电性、突出的力学性能和聚合物树脂的强附着力、成膜性，可协同提高涂料的综合性能。因此，石墨烯复合防腐涂料将是发张的重点，市场潜力巨大。

图10:重防腐涂料产量规模

（3）石墨烯柔性屏

未来的手机，电视，可穿戴设备，电子产品等必然向柔性化发展。随着需求的逐步扩大，预计未来全球柔性显示市场规模能够达到677亿美元。对比于智能手机，柔性屏对于可穿戴设备的作用则更加重要，柔性的屏幕可以适合不同人的身形。可穿戴设备越来越多的出现在人们的生活之中，根据预测，中国可穿戴设备的市场规模稳步增长，预计2020年可以达到607亿元。可穿戴设备的快速发展以及其对柔性屏的需求，在未来将推动石墨烯柔性屏的快速发展。

图11:全球柔性显示市场规模预测（十亿美元）

图12:中国可穿戴设备市场规模预测（亿元）

最后，我们可以看一下中国对于石墨烯产业发展的规划。

2016年，由中国石墨烯产业技术创新战略联盟组织国内石墨烯专家规划了石墨烯产业技术路线图。

其中，2015年-2017年，产业化发展重点集中于石墨烯原材料的可控制制备、石墨烯在能源、复合材料、热管理、节能环保等领域产业化延伸，逐步形成系列的产业集群。同时，在基础材料，石墨烯膜材料领域将取得较大进展。

2018年-2020年，产业化发展重点集中于石墨烯产业链的延伸及对不同领域的引领作用，通过石墨烯材料的开发，全面拓展石墨烯在能源、复合材料、节能环保、热管理等领域的产业化产业集群。同时，逐渐拓展石墨烯在电子薄膜、电子器件等领域的产业化进程。

图13:石墨烯产业技术路线图

相信未来几十年之内，石墨烯的发展必定有更大的突破，离它大规模工业化应用的那天也指日可待。