【關(guān)鍵詞】先進碳材料;產(chǎn)業(yè)集群;發(fā)展路徑;常州

　　0 引言

　　材料歷來是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀80年代掀起以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命，其中新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)被列為新技術(shù)革命的重要標志。當前，碳材料技術(shù)與納米技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)相互融合，結(jié)構(gòu)功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯[1]。21世紀被稱為“碳世紀”，目前已形成規(guī)模應(yīng)用的碳材料主要有特種石墨、碳纖維、c/c復(fù)合材料等，更高端的石墨烯和碳納米材料也已處于突破階段[2]。

　　日本、美國、德國等發(fā)達國家高度重視碳材料產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展，紛紛制定優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，加大研發(fā)投入，在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)商品化、生產(chǎn)制造等方面都居世界領(lǐng)先地位。我國也奮起直追，高度重視碳材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在《中國制造2025》中，明確了我國對碳材料的需求和未來碳材料的發(fā)展方向。江蘇省于2018年出臺《關(guān)于加快培育先進制造業(yè)集群的指導(dǎo)意見》，將石墨烯、碳纖維和納米材料等重點領(lǐng)域的前沿新材料納入13個重點培育的先進制造業(yè)集群之一。目前，常州先進碳材料產(chǎn)業(yè)已具備良好的基礎(chǔ)，石墨烯、碳纖維等細分產(chǎn)業(yè)技術(shù)走在全國前列。為進一步培育和形成具有常州特色及有較強市場競爭力的碳材料產(chǎn)業(yè)集群，深入研究其發(fā)展路徑，對打造常州產(chǎn)業(yè)名片的“東方碳谷”，建設(shè)碳材料產(chǎn)業(yè)高地，引領(lǐng)帶動常州乃至江蘇產(chǎn)業(yè)新一輪創(chuàng)新發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

　　1 世界碳材料發(fā)展分析

　　基于常州先進碳材料現(xiàn)狀基礎(chǔ)，本課題選取石墨烯、碳纖維及復(fù)合材料進行重點介紹。

　　1.1 國內(nèi)外碳材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況分析

　　1.1.1 石墨烯

　　自英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯并獲得諾貝爾物理學(xué)獎以來，國際上各類研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展持續(xù)升溫，很多國家紛紛從戰(zhàn)略層面對石墨烯進行部署，密集發(fā)布相關(guān)政策進行系統(tǒng)布局，提供大量資金對石墨烯行業(yè)進行系統(tǒng)支持，希望在新一輪的競爭中搶占石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點。當前，全球石墨烯研發(fā)進展不斷加快，其中歐洲偏理論研究，美韓兩國原創(chuàng)應(yīng)用多，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好，中國產(chǎn)業(yè)化規(guī)模最大，產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)顯著[3]。當前，發(fā)達國家聚焦石墨烯功能器件研發(fā)和應(yīng)用：歐美企業(yè)占據(jù)全球石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，石墨烯制備技術(shù)及復(fù)合材料、核心電子元件等應(yīng)用產(chǎn)品保持領(lǐng)先優(yōu)勢，亞洲石墨烯應(yīng)用市場前景向好。我國石墨烯產(chǎn)業(yè)起步較早，產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，整體呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢頭。下游生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)有能力參與全球石墨烯市場的競爭，并在石墨烯的研究和生產(chǎn)等方面取得較為領(lǐng)先的優(yōu)勢，是我國為數(shù)不多的能與國際先進國家基本處于同步階段的新型產(chǎn)業(yè)。2015年以來，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，2017年進入了新時代，2019年延續(xù)增長，市場規(guī)模達120億元，未來石墨烯散熱材料將受益于5G智能終端的驅(qū)動保持高漲[4]。

　　1.1.2 碳纖維及復(fù)合材料

　　據(jù)德國碳復(fù)合材料協(xié)會(CCev)報告，2018年全球市場對碳纖維的需求量為78 500 t，2010—2018年復(fù)合年增長率為11.45%;2018年全球碳纖維市場規(guī)模約28.8億美元;2013—2018年復(fù)合年增長率為11.10%。與此相對照，2018年全球理論上的現(xiàn)有產(chǎn)能已達149 300 t/a，較2017年增長9.4%，市場出現(xiàn)了明顯的產(chǎn)能過剩[5]。就地區(qū)而言，碳纖維產(chǎn)能世界前三位分別為美國(45 000 t/a，30%)、日本(27 100 t/a，18%)和中國(17 300 t/a，12%)。我國高度重視高性能纖維及其復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，近年來，國內(nèi)有大量資本涌入這一行業(yè)，現(xiàn)已初步形成以山東、江蘇和吉林等地為主的碳纖維產(chǎn)業(yè)聚集地，培育了“光威碳纖”“中復(fù)神鷹”“江蘇恒神”“威海拓展”等碳纖維生產(chǎn)骨干企業(yè)和一批碳纖維復(fù)合材料及制品企業(yè)。其中，T300級已達國外同類產(chǎn)品的水平;T700級、T800級碳纖維已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);T1000級和M55J級碳纖維關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)突破;當前，國內(nèi)碳纖維產(chǎn)品基本滿足了體育休閑、交通工具等民用領(lǐng)域的應(yīng)用，初步滿足國防軍工、航空航天領(lǐng)域的急需。值得關(guān)注的是，2017年11月，中國康得集團投資500億元建立康得碳谷項目，將在2023年建成年產(chǎn)6.6萬t高性能碳纖維項目，屆時將成為全球產(chǎn)能最大的高性能碳纖維生產(chǎn)基地。

　　1.2 國內(nèi)典型城市發(fā)展先進碳材料的競爭力分析

　　1.2.1 石墨烯

　　據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院不完整統(tǒng)計，截至2017年3月全國各地有21家在建或已建成的石墨烯研究院或產(chǎn)業(yè)基地，包括常州、無錫、重慶、北京、青島等先發(fā)城市，地方政府的相關(guān)財政資金也有望在未來幾年達到千億元的規(guī)模[6]。目前，國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)大多分布在東部沿海一帶，尤其是長三角、珠三角、京津冀魯聚合區(qū)，主要以常州、寧波、深圳、北京、青島和重慶等地區(qū)為主。其中，常州——領(lǐng)跑全國的產(chǎn)業(yè)標桿;北京——技術(shù)創(chuàng)新國內(nèi)領(lǐng)先;寧波——積極創(chuàng)新的價值高地;深圳——前景廣闊的應(yīng)用市場;青島——積極推進石墨烯應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展;重慶——電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。

　　1.2.2 碳纖維及復(fù)合材料

　　吉林是碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈條國內(nèi)最完整的地區(qū)，擁有多年從事碳纖維生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)的“中油吉化”“中鋼集團吉林碳素”“吉林奇峰”等國有企業(yè)和近年來崛起的專門進行碳纖維及下游產(chǎn)品生產(chǎn)的“吉研高科”“吉林碳谷碳纖維”等民營企業(yè)，現(xiàn)已形成碳纖維研發(fā)創(chuàng)新能力最強、綜合生產(chǎn)能力最大、產(chǎn)品品種及規(guī)格最多、上下游配套、產(chǎn)業(yè)鏈銜接良好的產(chǎn)業(yè)集群，具有國內(nèi)其他地區(qū)無法比擬的優(yōu)勢。江蘇占據(jù)中國碳纖維半壁江山，作為我國碳纖維及復(fù)合材料發(fā)展的重要基地，江蘇是高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展大省，在國內(nèi)具有優(yōu)勢地位，并逐漸具有一定的國際競爭力。現(xiàn)已初步形成包括碳纖維研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用、檢測評價和標準化的完備產(chǎn)業(yè)鏈，擁有一批創(chuàng)新能力強、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的龍頭企業(yè)，如“中復(fù)神鷹”“江蘇恒神”“南京玻纖院”“中簡科技”等。江蘇省很多城市都將發(fā)展碳纖維等高科技纖維列入當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃，南京、常州、無錫等城市基本實現(xiàn)碳纖維中下游產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

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