第二章 项目提出的背景和建设的必要性
(一)项目提出的背景
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个原子厚的单层二维晶体碳材料,既是最薄的材料,也是最强韧的材料,它硬度是钢的200倍,具备超薄、超坚硬、超导电导热等优异性能,集“声、光、电、热、力、磁”材料特性中四种以上特性于一身。
2004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,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯又被称为“黑金”,是“新材料之王”,被誉为将“改变21世纪的神奇材料”!
石墨烯在航空航天、太阳能电池、纳米电子学、高性能纳电子器件、生物医疗、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域都具有广泛的应用前景。
石墨烯不仅在航空航天、生物医疗等高科技领域具有广泛的应用前景,而且在服饰、日用品等方面也独具商业应用潜能,被全球产经界看好。做为经济学界和科技界专家普遍认为的革命性新材料,应用广泛,发展前景巨大的石墨烯已在国内外资本市场掀起一波又一波的浪潮。
在政府政策不遗余力地推动下,我国石墨烯产业发展初见成效:产业规模上,我国形成了以江苏省(常州、无锡、南京等地)为中心,宁波、青岛、重庆、德阳、河北、北京等地活跃分散发展的格局;技术专利上,我国在国际上已经申请2200多项石墨烯专利技术,约为全球石墨烯专利技术的三分之一;技术成果上,我国已有量产石墨烯智能手机、以及石墨烯柔性显示屏等。
符合国家战略,政策大力扶持,石墨烯正面临着前所未有的巨大的发展机遇。随着“十三五”到来,预计石墨烯产业将在未来持续收获政策利好,在5至10年内产业规模有望突破1000亿元。
由于具备特殊性能,石墨烯必然成为材料领域的“新贵”,尤其是在复合材料、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、生物医药等各个领域大有用武之地。中国对石墨烯产业发展的重视程度也上升到前所未有的高度,在技术和产业化规划发展方面,与世界一流水平基本同步。面对美好前景,中央政府和地方政府在推动石墨烯产业化发展方面的相关规划接踵而至。发改委、工信部、科技部等部门对石墨烯产业都非常重视。
在“十三五”科技发展规划中,石墨烯研发及产业化将占据重要位置。政府高度重视基础研究,最近每年都支持了数百个石墨烯相关的研究课题,累计已经支持了一千多个项目。而国家发改委、工信部近期正在商讨准备出台新材料重大研究计划,已经多次组织对石墨烯产业的调研。
石墨烯相关产业企业与科研院所密切关注石墨烯产品与下游产业应用的有机结合。尤其值得注意的是,金融资本越来越多地介入石墨烯整个产业链及其应用的角逐。据预计,随着金融资本的进入,石墨烯行业有望与此前的互联网行业发展一样,迎来产业化加速破局。
习近平主席曾于2014年考察江苏省产业技术研究院,对石墨烯发展寄予厚望;2015年习近平主席访问英国时,又专程参观英国国家石墨烯研究院,促成我国通信巨头华为公司与其达成10亿美元战略合作。
2014年12月13日,习近平考察江苏省产业技术研究院,调研石墨烯研发工作。
2015年,习近平主席访问英国,到曼彻斯特大学参观世界最先进的国家石墨烯研究所。
面对如此良好的市场机遇和优厚的国家扶持政策,通过认真调研和综合分析国内市场需求状况,将石墨烯复合材料产品作为该项目目标产品,通过对项目产品的前期研制开发,产品已基本定型,并已完全掌握了产品的生产技术和工艺,具备了规模化生产的工艺技术条件。因此,本项目的实施条件优越,优势明显。
(二)项目建设的必要性
1、符合国家产业政策
随着我国国民经济的快速健康发展和产业结构战略性的调整,提升企业竞争力成为国家、地区兴衰发展的大事。国家出台了一系列鼓励发展具备竞争力的高新技术企业的优惠政策。
本项目产品、工艺、生产能力属于国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2013修正)“鼓励类”中“第十六项汽车,轻量化材料应用:高强度钢、铝镁合金、复合塑料、粉末冶金、高强度复合纤维等”;“第十七项船舶,豪华游艇开发制造及配套产业”,属于当前国家重点鼓励发展的产品和技术。
本项目生产的石墨烯复合材料为高新技术产品,产品技术含量及附加值较高,所用设备不属于《高耗能落后机电设备淘汰目录第三批》中所列设备。因此,项目的建设符合国家产业政策。
政府已将复合材料产业定为今后一个时期重点推荐投资领域,并出台了一系列扶持高新技术企业发展的优惠政策。
2、符合企业自身发展的需要
是研制、开发和生产石墨烯复合材料的创新企业,在国内石墨烯复合材料行业中具有领先地位。本项目实施后,公司将实现在新起点上的跨越式发展,国内一流的区域性石墨烯复合材料研发和生产基地,进一步推动企业的技术进步,提高项目产品水平,使产品品种、规格更加丰富,产品结构更趋于合理,并进一步扩大企业规模,提高市场占有率,增强企业竞争力,创造更好的经济效益。因此本项目的建设有利于企业的自身发展。
3、社会效益显著
本项目发展的石墨烯复合材料为高新技术产品,产品技术含量及附加值较高。该项目的实施不仅能为建设单位带来可观的经济效益,而且上述产品的使用将使国内高性能复合材料更加经济、安全、可靠,为国民经济稳定高速发展提供性能良好的装备保证。同时可替代部分进口产品,为国家节省大量外汇,并可提高社会就业率,拉动地区经济的发展,因而社会效益显著。
综上所述,本项目产品技术先进,符合国家的产业政策。抓住市场机遇、发展该项目是非常必要的,也是切实可行的。
第三章 市场分析
(一)市场预测
1.军工制品
石墨烯复合材料可以大大增加材料的抗撞击性,在部队装备上有很大的用武之地,包括空投箱,子弹箱,更可以广泛应用在装甲车辆上,替代钢铁部件,还可以制作防弹头盔,防弹背心;登陆舰艇,从而满足轻量化,抗撞击,防弹的特殊要求。
2.游艇,皮划艇
伴随我国生活质量的提高,以及海南国际旅游岛和沿海发达地区的旅游设施规划建设,未来几年我国舰船行业将有一个较大的发展。目前,舰船所用的玻璃钢材料刚性模量低,而石墨烯复合材料属于高刚性、高模量材料,可一步成型,整体性好,壳体无接缝、无缝隙,质轻高强,对减轻结构质量有较大的潜力。另外,由于成型简便,比钢质、木质艇省工,批量生产性好,采用石墨烯复合材料还可有效降低游艇,皮划艇的造价。由于LEO MOTORS 在电动游艇技术上有着全球最领先的电池管理与电机系统,同时德墨烯是LEO MOTORS在中国的独家战略合作伙伴,电动船舶在环境保护与节能上有着得天独厚的优势,在国内外拥有巨大的市场。
3.新能源汽车与电动卡丁车外观件
石墨烯复合材料可代替金属或玻璃钢而应用于新能源汽车车辆壳体及其他部件,其优点是:质量轻,转运、组装更省力,并且可降低生产线上工人的劳动强度、降低车辆燃油消耗及提高车辆载荷量;投资小,生产周期短,见效快;车辆壳体可实现外观自由设计,使其更加多样化、个性化;壳体喷漆前几乎不经过任何处理就可达到A级表面粗糙度;着色性、电镀性及抗老化性优异。因为石墨烯复合材料的制成工艺对于模具材质要求比较低,可以大大提高改装制品的开发效率,同时也降低开发成本,真正实现车辆改装的时尚化需求。在越野车以及北美皮卡车外观装饰件的开发上具有极大的市场前景跟成本优势。
4.污水净化槽
随着水污染问题的日益严重,各个国家都出台了相关政策,要求生活、生产污水自产自治、循环利用,因此对污水净化槽的需求量剧增。目前,污水净化槽多采用玻璃钢制造,而玻璃钢存在生产效率低、工作环境差,以及对环境污染严重等缺陷,因此一些发达国家已禁止使用玻璃钢净化槽。在这种情况下,急需一种材料来替代玻璃钢,而石墨烯复合材料材料以其一系列的优异性能引起了污水净化槽应用领域的关注:可一步成型、生产效率高,属于“环境友好材料”;卓越的耐腐蚀性保证了其较长的使用寿命;高强度保证了其可承受足够的水压,可制备大型的、不同厚度的且结构复杂的模塑产品;生产自动化程度高,降低了劳动力成本。
5.氯碱行业的设备管道
氯碱生产过程中同时存在盐水腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀和氯气腐蚀等,成为腐蚀的重灾户,而我国氯碱的年需求量达上千万吨,因此急需防腐材料提高设备的抗腐蚀性,延长设备的使用寿命,保证安全稳定的连续生产。氯碱装置常用的材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铜及铜合金、镍及镍合金、钛及钛合金等,碳钢和铸铁价廉易得,但耐腐蚀性差,其他金属又价格昂贵。相比之下,石墨烯复合材料制品可很好地解决氯碱厂家的困扰,其耐溶剂腐蚀的范围广,可在pH0~14之间的高温介质下工作;易于成型,可满足氯碱装置的设计要求;卓越的耐腐蚀性可极大地延长设备管道的使用寿命;与镍、钛金属相比,价格低廉。
6.卫浴产品
陶瓷卫浴产品由于质地洁白、结构致密、强度大及热稳定性好,多年来一直在卫浴市场占据主导地位,然而其存在以下缺点:脆性大,耐冲击能力低,易碎;陶瓷有一定的吸水性,吸水后膨胀,导致釉面发生龟裂。而石墨烯复合材料制品不会发生类似的问题,其高抗冲击能力可确保产品的长期安全使用。另外,石墨烯复合材料材料还具有其他优势:优异的涂饰性能、灵活多样并具有艺术性的设计,可满足客户的个性化需求;可一步成型,生产效率高;产品设计无接合缝,安全性和舒适性都令人满意;环保、无污染。
7.医疗设备
近期,由工信部牵头,发改委、科技部等几大部委正在研究制定加快医疗器械产业发展的政策措施,相关规划有望于年内出台。市场人士认为,在未来5年内,对医疗设备的需求有望出现大增。然而,我国医疗设备制造技术落后,材质多为不锈钢,质量重且易导热,结构精确度差,限制了高品质医疗设备的发展。而石墨烯复合材料材料可制备质量轻、体积大及空间结构精确的医疗设备,而且产品导热性低、电绝缘性高,添加一定的阻燃剂后,还可满足国家对室内用塑料的阻燃要求。基于这些优异特性,石墨烯复合材料材料可为我国医疗设备的创新发展提供保障。
8.其他应用
石墨烯复合材料材料的低密度、高强度、高硬度、高耐冲击性及优异的耐腐蚀性使其可用于制造大型垃圾箱,替代木材制备载荷量更大、使用更耐久的物流托盘,以及高强度、高抗冲击能力、大面积的薄壁制件,如空投箱。优异的低温特性(-50℃环境下材料不变脆)则使其可用于制造摩托雪橇。石墨烯复合材料材料还在体育器材、大型电器外壳及航空制造业等领域具有很好的应用前景。
5.环保优势
近几年,环境因素使一些发达国家对玻璃钢产品的使用进行了严格的控制,而石墨烯复合材料则属于“环境友好材料”,因为石墨烯复合材料的分子结构与煤油一致,所以石墨烯复合材料的废料及废弃产品在燃烧时,不产生包括二噁英在内的有害物质; 产品不含RoHS标准下的六种特定的有害物质; 产品不含任何导致内分泌紊乱的化学物质。发热值是9,990 kcal/kg (煤油发热值: 10,500 kcal/kg)用于水泥窖燃料。另外石墨烯复合材料也可以进行再生利用,石墨烯复合材料产品粉碎后可以作为热塑性塑料 (如PP, PE等)的填料,生产窨井盖,地下电缆保护箱等热压成型制品。国家环保政策的规范、公民环保意识的加强和市场认知度的提高为石墨烯复合材料制品的高速发展提供了契机。
综上所述,抓住国家节约能源建设提供的巨大市场空间,适时发展石墨烯复合材料产品,市场前景非常广阔。
(二)市场竞争力分析
1、竞争力分析
(1)目前在新能源汽车领域,最大的竞争对手是复合碳纤维的生产商,之前我们国内几乎所有的新能源汽车工厂在规划的时候都将复合碳纤维作为轻量化的解决方案。石墨烯复合材料有着非常优秀的性价比,目前复合碳纤维制品每公斤的报价是200元,石墨烯材料只有三分之一,同时石墨烯复合材料因为材料物性与生产工艺的特点,在前期开发与量化生产效率上比复合碳纤维更有优势。在船舶成型上,传统的玻璃钢造船企业是我们的竞争对手,还有就是铝合金游艇的制造工厂。因为玻璃钢制造过程中污染比较重,同时对从业人员的建康有很大的危害,目前已经被欧盟禁止,石墨烯复合材料生产流程环保,节能,同时还能一体化成型,在船舶成型工艺上是极具竞争优势。
(2)本项目积极采用新工艺、新技术,拟选购国内外先进的生产、试验检测设备共计176台(套)。其中引进石墨烯复合材料高压灌注机(HIGHT PRESURE)、四柱大型油压平台、车床、铣床等关键设备,以保证产品质量、提高生产效率。项目完成后,将使的生产及工艺装备处于国内同行业领先水平,接近或达到国际先进水平。为提高本项目产品的竞争力奠定了基础。
(3)是集研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业。尤其在产品研发、技术创新等方面具有较强的实力,公司拥有自己的技术中心,配备有国内比较先进的试验和检测等设备,并拥有一支精明强干的专业技术队伍。公司坚持走创新发展之路,注重对外技术合作和交流,先后与国内外多所大学和科研部门长期开展项目合作和人才交流,保证了公司产品竞争力和人才资源等方面的优势,为本项目的顺利实施及项目产品今后的更新换代提供了可靠的保障。
(4)基础设施完善,经济发达,人力资源和物质资源丰富,社会稳定,民众素质和社会诚信程度较高。政府已将新型复合材料产业定为今后一个时期重点推荐的投资领域之一,并出台了一系列扶持高新技术企业发展的优惠政策,因此实施本项目具有良好的社会条件。
(5)是“省重合同守信用企业”,金融银行协会最佳诚信客户,综合经济指标列全国行业前列。相信本项目的实施将会得到银行部门的大力支持,在项目融资方面具有一定的优势。
由此可见,该项目具有较强的市场竞争力。
2、市场战略
(1)石墨烯复合材料在新能源汽车上的解决方案
目前已经得到全国最大的几家新能源汽车厂认可,正在与研发部门规划设计。其中包括福建云度新能源汽车、国金新能源汽车、江苏澳新新能源汽车、安徽奇瑞新能源汽车。德墨烯的石墨烯复合材料是以上新能源生产厂家轻量化的首选方案。
(2)石墨烯复合材料在新能源船舶的应用
德墨烯的石墨烯复合材料成型技术可以实现从5-15米长度的船舶一体化成型,结合韩国LEO MOTORS全球领先的电动船舶上的电池管理系统与电机系统,在全世界引起广泛的关注,全球最大的游艇,船舶生产厂家纷纷前来洽谈合作生产。这项技术的应用可以很好地解决长江、京杭大运河、珠江领域的航道污染问题,各地的交通管理部门非常重视,愿意协助大力推广。
(3)客户合同的开发、培训及咨询等业务
公司与陕汽通家、福建云度、江苏澳新的开发合同正在进展中,通过上海同济大学的技术平台,结合机械部第四规划设计院提供新能源汽车的整体规划设计,将德墨烯的石墨烯复合材料作为国家新能源汽车轻量化方案,先从以上三家开始量化应用,逐步推广到全国的新能源汽车应用。
一体化成型船舶与LEO MOTORS的合作已经进入实际操作阶段,LEO MOTORS在全世界接到的电动游艇,电动渔船的项目全部交给德墨烯生产。中国地区相关的渔船电动化改造方案由LEO MOTORS 提供电池管理与电机系统,德墨烯具体在全国应用地区建立改造基地。
3、营销策略
(1)高起点、高质量:设备选购立足于国内外高起点、高性能的成熟工艺设备,聘请高水平的管理与技术专家,生产高质量的产品,抓住市场机遇迅速做大做强。
(2)创品牌:注册产品商标,加入行业协会,加强与大专院校及科研院所的合作,获取各类资质证书,创立企业无形资产。以良好的品牌形象保持企业快速、可持续发展。
(3)开拓新领域,进一步加强和完善营销网络,提高市场占有率。
略……
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