由于海上風(fēng)電設(shè)備要經(jīng)歷嚴(yán)苛的環(huán)境挑戰(zhàn)，長期受到水汽、鹽霧侵蝕及海浪的沖擊，很容易發(fā)生腐蝕問題。隨著我國海上風(fēng)電設(shè)備防腐市場的擴(kuò)大，石墨烯扮演的角色將更為重要。
日前，常州第六元素科技股份有限公司（以下簡稱“第六元素”）在全國中小企業(yè)股份轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)掛牌成功，中國資本市場第一個(gè)以石墨烯為主營項(xiàng)目的公眾公司呱呱墜地。就在掛牌當(dāng)日，第六元素與江蘇海力風(fēng)電設(shè)備科技有限公司、江蘇道森新材料有限公司簽訂了《石墨烯防腐涂料戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，根據(jù)該協(xié)議，三方將共同研發(fā)以石墨烯為主體的烯鋅型風(fēng)電設(shè)備防護(hù)涂料。
在第六元素董事長瞿研看來，從超級(jí)計(jì)算機(jī)到超級(jí)電容器，從復(fù)合材料到涂料領(lǐng)域，石墨烯都會(huì)大有作為，而應(yīng)用最快的可能就在涂料防腐領(lǐng)域。這一領(lǐng)域的應(yīng)用將有望打破我國風(fēng)電防腐涂料行業(yè)特別是新型海上風(fēng)電設(shè)備防護(hù)涂料的困境。
海上風(fēng)電防腐市場 將進(jìn)入爆發(fā)式增長
有研究人員指出，若采用以石墨烯為主體的烯鋅型防護(hù)涂料，其耐腐蝕性能是傳統(tǒng)環(huán)氧富鋅底漆的4倍以上。一份石墨烯可替代傳統(tǒng)涂料中50份鋅粉，目前鋅粉價(jià)格每噸14000元。
作為一家專業(yè)制造風(fēng)電塔架及海上風(fēng)電導(dǎo)管架平臺(tái)的高新技術(shù)企業(yè)，海力風(fēng)電江蘇海力風(fēng)電設(shè)備科技有限公司總經(jīng)理沙德權(quán)認(rèn)為，石墨烯涂料可以做到漆膜較薄，增加涂布面積，提高涂料使用率。此外，鋅烯重防腐涂料用于海上風(fēng)電設(shè)備，將大幅提高設(shè)備抗腐蝕能力，降低設(shè)備維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)綠色能源高效產(chǎn)出。
在沙德權(quán)的“明細(xì)賬”中，2015年國內(nèi)將建成的海上風(fēng)電項(xiàng)目總量大約在60萬-70萬千瓦左右，按照海上風(fēng)電防腐涂料每千瓦的費(fèi)用在100萬元左右，“這樣2015年我國整個(gè)海上風(fēng)電防腐涂料市場將產(chǎn)生6億-7億元的銷售額，而烯鋅型風(fēng)電設(shè)備防護(hù)涂料預(yù)計(jì)在2015年銷售1億元左右?！?/p>
誠然，業(yè)內(nèi)人士指出，目前荷蘭的阿克蘇諾貝爾、美國PPG、丹麥的海虹老人等國際涂料巨頭基本上壟斷了我國海上風(fēng)電防腐市場，但是瞿研也充滿信心地表示，目前應(yīng)用還尚未拓展開，但預(yù)計(jì)2015-2016年會(huì)爆發(fā)式的成長。2014年11月3日，國家發(fā)展改革委、財(cái)政部、工信部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程實(shí)施方案》（以下簡稱《方案》）提出，要重點(diǎn)支持船舶、海洋平臺(tái)及島礁建設(shè)工程用新型重防腐涂料的產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)了解，目前第六元素?fù)碛心戤a(chǎn)100噸氧化石墨（烯）/石墨烯粉體的產(chǎn)能，而年產(chǎn)300噸氧化石墨生產(chǎn)線也正處申報(bào)立項(xiàng)過程中。
海上風(fēng)電設(shè)備 防腐待解決
從我國海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃不難看出，我國2015年開發(fā)建設(shè)500萬千瓦，2020年開發(fā)建設(shè)3000萬千瓦將使海上風(fēng)電獲得較快發(fā)展。但是由于海上風(fēng)電設(shè)備要經(jīng)歷嚴(yán)苛的環(huán)境挑戰(zhàn)，長期受到水汽、鹽霧侵蝕及海浪的沖擊，很容易發(fā)生腐蝕問題，毋庸諱言，我國海上風(fēng)電設(shè)備防腐市場也將擴(kuò)大，石墨烯扮演的角色將更為重要。
自2004年英國兩位科學(xué)家成功分離出石墨烯這種納米材料后，“改變21世紀(jì)的材料”、“人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大的二維材料”、“完美原子晶體”……石墨烯開始被冠以無數(shù)花環(huán)。
此外，《方案》也明確指出，到2016年推動(dòng)的20種左右重點(diǎn)新材料實(shí)現(xiàn)批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)模應(yīng)用，石墨烯榜上有名。
實(shí)際上，對(duì)于日常生活中常見的石墨，可以相互剝離形成薄薄的石墨片。而當(dāng)石墨被剝離到單層，只有一個(gè)碳原子厚度時(shí)，所得到的石墨片就是石墨烯。據(jù)了解，石墨烯是由碳原子緊密排列而成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，看上去就像是一張六邊形網(wǎng)格構(gòu)成的平面。以頭發(fā)為參照物，10萬層石墨烯疊加起來的厚度約為一根頭發(fā)絲的直徑。而這種獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使其具有諸多優(yōu)異的性能。
首先，石墨烯的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。測試發(fā)現(xiàn)，石墨烯是目前已知的強(qiáng)度最高的物質(zhì)，其強(qiáng)度比世界上最好的鋼還要高100倍。有研究表明，如果用石墨烯制成包裝袋，它幾乎可以承受一頭亞洲象的重量；與此同時(shí)，石墨烯穩(wěn)定的正六邊形結(jié)構(gòu)使電子能夠極為高效地遷移。由于電子和原子的碰撞，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體和導(dǎo)體（例如硅和銅）用熱的形式釋放了一些能量，目前一般的電腦芯片以這種方式浪費(fèi)了72%-81%的電能，石墨烯則不同，它的電子能量不會(huì)被損耗，是目前室溫下導(dǎo)電性最好的材料；此外，石墨烯還具有較高的載流子遷移率，較高的室溫?zé)釋?dǎo)率、超大的比表面積和高透明度等特性。
目前，石墨烯粉體主要用于涂料和增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域，涂料領(lǐng)域主要用在防腐、表面處理和導(dǎo)電處理等領(lǐng)域，增強(qiáng)復(fù)合材料可以用在風(fēng)電葉片領(lǐng)域等。
石墨烯價(jià)格仍偏高
實(shí)際上，石墨烯產(chǎn)業(yè)的企業(yè)競爭格局目前是以中國寶安、金路集團(tuán)、中鋼吉炭和方大炭素四大上市公司為主。據(jù)悉，截至2014年8月，上述四只股票的價(jià)格比年初分別上漲36%、61%、17%和46%。
“帶有石墨烯概念的數(shù)只股票價(jià)格均持續(xù)上升，表明資本市場對(duì)石墨烯具有極高的關(guān)注度?！辟惖项檰柗治鰩熃ЬХ治?，“2014年1-8月，上述四只股票的平均成交量相當(dāng)于過去一年的2倍、2.5倍、1.1倍和9倍。股票市場上價(jià)格的上升輔以成交量的持續(xù)增加，表明二級(jí)市場炒出的‘石墨烯熱’將會(huì)維持較長時(shí)間?！薄 ?/p>
面對(duì)市場的火熱，瞿研卻顯得異常冷靜。他認(rèn)為，盡管隨著技術(shù)和產(chǎn)能的進(jìn)步，石墨烯材料的價(jià)格與前幾年相比已經(jīng)有大幅下降。但是1噸石墨烯材料的售價(jià)在100萬元左右，價(jià)格仍然十分高昂。瞿研坦率地說：“談及性價(jià)比，任何一個(gè)新材料去替代原有材料都非常困難。因?yàn)樵胁牧弦呀?jīng)優(yōu)化了幾十年，甚至上百年。然而石墨烯面世僅僅才10年時(shí)間，遠(yuǎn)沒有達(dá)到最優(yōu)性價(jià)比?！?/p>
雖然受技術(shù)、價(jià)格高等因素限制，國內(nèi)市場此前一直缺乏成熟的石墨烯產(chǎn)品，但現(xiàn)在第六元素生產(chǎn)的石墨烯粉體根據(jù)不同的型號(hào)售價(jià)在100萬-300萬元/噸，在一些涂料領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)具備了經(jīng)濟(jì)性。瞿研分析，隨著石墨烯工藝水平的提高和規(guī)模效益的增加，未來石墨烯的價(jià)格將進(jìn)一步下降。這無疑將促進(jìn)石墨烯在海上風(fēng)電防腐領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。
談到產(chǎn)業(yè)化，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春坦言，石墨烯產(chǎn)業(yè)還處在從研發(fā)走向工程化的階段，目前業(yè)內(nèi)已有幾十家公司在做石墨烯技術(shù)，雖然在實(shí)驗(yàn)室成果很好，但是具體到規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還需要一段時(shí)間。（本刊記者 杜壯）
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