自2010年英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈?蓋姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，并共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎之后，在全球范圍內(nèi)掀起了石墨烯研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)促進(jìn)的熱潮。

石墨烯相關(guān)專利和知識產(chǎn)權(quán)的申請數(shù)量逐年遞增。石墨烯相關(guān)專利最早出現(xiàn)在1994年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010年之后迎來了噴井式的爆發(fā)，2010年全球相關(guān)專利數(shù)量達(dá)到了480篇，2017年已經(jīng)增長到了13371篇，增長了20余倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點(diǎn)。

一個產(chǎn)業(yè)的興起必然要經(jīng)歷六個階段：第一階段為技術(shù)概念期；第二階段為產(chǎn)品導(dǎo)入期；第三個階段為市場擴(kuò)張期；第四階段為競爭并購期；第五階段為成熟調(diào)整期；第六階段為產(chǎn)業(yè)衰退期。

目前，石墨烯產(chǎn)業(yè)尚處于技術(shù)概念期，要真正進(jìn)入產(chǎn)品導(dǎo)入期和市場擴(kuò)張期，還有相當(dāng)長的一段時間。但無論是學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界還是金融界對石墨烯產(chǎn)業(yè)都抱著樂觀態(tài)度，現(xiàn)從國內(nèi)外石墨烯研究現(xiàn)狀對比，市場需求，供求趨勢以及現(xiàn)階段的一些石墨烯產(chǎn)品市場規(guī)模進(jìn)行分析，以更好的了解當(dāng)前石墨烯技術(shù)所處的發(fā)展階段。

1.石墨烯全球研究現(xiàn)狀

通過石墨烯技術(shù)生命周期圖可以看出，2008年之前石墨烯相關(guān)專利技術(shù)還處于萌芽階段，2010年之后，每年都有大量的新增的發(fā)明人進(jìn)入相關(guān)研究，新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，石墨烯技術(shù)進(jìn)入快速成長階段。2017年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關(guān)技術(shù)正在由成長階段向技術(shù)成熟階段過渡。

圖1:全球石墨烯專利申請數(shù)量

2.國內(nèi)石墨烯研究近況

我國作為石墨烯專利技術(shù)的早優(yōu)先權(quán)國，在所有技術(shù)原創(chuàng)國之中處于首位，并且大幅度領(lǐng)先于其他國家，占據(jù)了較高的份額，而韓國，美國，日本作為其他主要技術(shù)的原創(chuàng)國家，緊隨其后，但是從數(shù)量上看，依舊有明顯的差距。

從知網(wǎng)數(shù)據(jù)也可以看出，石墨烯中文相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量從2010年開始了快速增長，石墨烯的學(xué)術(shù)關(guān)注度大幅度提升，掀起了研究的熱潮。

圖2:石墨烯技術(shù)專利最早優(yōu)先國家

圖3:石墨烯相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量

3.石墨烯上游-石墨

中國石墨資源豐富，其基礎(chǔ)儲量占世界總儲量的24%左右，2016年石墨基礎(chǔ)儲量達(dá)到了7321.51萬噸，其中已探明晶質(zhì)石墨的儲量達(dá)到了3億噸。中國石墨的產(chǎn)量也位居世界前列，2017年中國石墨的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了78萬噸。

隨著石墨烯的研究進(jìn)步，現(xiàn)在很多石墨烯相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)開始準(zhǔn)備商業(yè)化進(jìn)程，石墨烯產(chǎn)業(yè)可能進(jìn)入快速發(fā)展的階段，市場正逐步擴(kuò)大。

圖4:全球天然石墨探明可開采儲量占比

圖5:中國天然石墨產(chǎn)量

4.供求趨勢

2017 年，CGIA Research 發(fā)布了石墨烯產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告，預(yù)測到2020 年全球石墨烯行業(yè)的市場規(guī)模有望達(dá)到1000 億元。期間受到全球石墨烯市場熱度和各國政策紅利的雙重影響，2015-2020 年間石墨烯的市場規(guī)模有望成倍增長。

其中，中國的石墨烯市場將占據(jù)全球石墨烯市場份額的50%-80%，成為全球石墨烯行業(yè)發(fā)展最強(qiáng)有力的推動力量，在全球石墨烯市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。

圖6:石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域示意圖

5.石墨烯相關(guān)產(chǎn)品市場分析

說了這么多，無非是表明石墨烯這個市場非常大，前景應(yīng)用非常廣。以下舉幾個目前和石墨烯結(jié)合的比較緊密，并且最有希望達(dá)到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的商品。

（1）石墨烯超級電容器

全球超級電容器市場規(guī)模穩(wěn)步增長，2015年達(dá)到160億美元，預(yù)計(jì)未來年增長率有望達(dá)到19.28%。

從國內(nèi)來看，超級電容器市場規(guī)模逐漸擴(kuò)大，從2010年的8.5億元增加到了2017年的71億元，預(yù)計(jì)未來三年仍然保持將近30%的增長率，2020年預(yù)計(jì)可以達(dá)到150億元水平。

因?yàn)橹袊诃h(huán)保和新能源方面的政策促進(jìn)，近幾年中國新能源汽車穩(wěn)步增長。我國新能源汽車的產(chǎn)量2015年為45.5萬輛，2018年增加到129.6萬輛，同比增長40.10%。隨著我國的支持，可以預(yù)測超級電容器的使用會極大的增加，而其中性能優(yōu)越的石墨烯超級電容器在未來也將繼續(xù)快速發(fā)展，在交通運(yùn)輸和新能源方面的使用，將會大幅度增加。

圖7:中國超級電容器市場規(guī)模及預(yù)測（億元）

圖8:中國新能源汽車產(chǎn)量

測算假定電極材料的成本是電容器的30%，石墨烯市場滲透率從5%增加10%，預(yù)計(jì)2020年，石墨烯超級電容器市場規(guī)模將達(dá)到4.58億元。

圖9:石墨烯超級電容器市場規(guī)模預(yù)測

（2）石墨烯復(fù)合材料防腐

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)涂料的需求增長迅速。我國涂料的產(chǎn)量從2001年的122.78萬噸，增加到2017年的2041萬噸，近年來依舊保持一個增長趨勢。鋼鐵等金屬的生銹，腐蝕即影響了金屬的使用壽命，又造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失，因此國家對于防腐涂料的需求也在逐年擴(kuò)大。

石墨烯本身具有的獨(dú)特結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使其在物理防腐和電化學(xué)防腐方面都展現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，相比于純石墨烯防腐涂料，石墨烯復(fù)合防腐涂料能夠兼顧石墨烯優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、快速導(dǎo)電性、突出的力學(xué)性能和聚合物樹脂的強(qiáng)附著力、成膜性，可協(xié)同提高涂料的綜合性能。因此，石墨烯復(fù)合防腐涂料將是發(fā)張的重點(diǎn)，市場潛力巨大。

圖10:重防腐涂料產(chǎn)量規(guī)模

（3）石墨烯柔性屏

未來的手機(jī)，電視，可穿戴設(shè)備，電子產(chǎn)品等必然向柔性化發(fā)展。隨著需求的逐步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)未來全球柔性顯示市場規(guī)模能夠達(dá)到677億美元。對比于智能手機(jī)，柔性屏對于可穿戴設(shè)備的作用則更加重要，柔性的屏幕可以適合不同人的身形。可穿戴設(shè)備越來越多的出現(xiàn)在人們的生活之中，根據(jù)預(yù)測，中國可穿戴設(shè)備的市場規(guī)模穩(wěn)步增長，預(yù)計(jì)2020年可以達(dá)到607億元。可穿戴設(shè)備的快速發(fā)展以及其對柔性屏的需求，在未來將推動石墨烯柔性屏的快速發(fā)展。

圖11:全球柔性顯示市場規(guī)模預(yù)測（十億美元）

圖12:中國可穿戴設(shè)備市場規(guī)模預(yù)測（億元）

最后，我們可以看一下中國對于石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃。

2016年，由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟組織國內(nèi)石墨烯專家規(guī)劃了石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖。

其中，2015年-2017年，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展重點(diǎn)集中于石墨烯原材料的可控制制備、石墨烯在能源、復(fù)合材料、熱管理、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化延伸，逐步形成系列的產(chǎn)業(yè)集群。同時，在基礎(chǔ)材料，石墨烯膜材料領(lǐng)域?qū)⑷〉幂^大進(jìn)展。

2018年-2020年，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展重點(diǎn)集中于石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈的延伸及對不同領(lǐng)域的引領(lǐng)作用，通過石墨烯材料的開發(fā)，全面拓展石墨烯在能源、復(fù)合材料、節(jié)能環(huán)保、熱管理等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)業(yè)集群。同時，逐漸拓展石墨烯在電子薄膜、電子器件等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

圖13:石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖

相信未來幾十年之內(nèi)，石墨烯的發(fā)展必定有更大的突破，離它大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的那天也指日可待。

標(biāo)簽：多遠(yuǎn)石墨商用