引言

石墨由于特殊的性質(zhì)，是傳統(tǒng)工業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所必須的礦物原料，廣泛應(yīng)用于科技工程領(lǐng)域。歐美等國(guó)家將天然石墨列為戰(zhàn)略資源，嚴(yán)格限制其開(kāi)采及技術(shù)出口。

而我國(guó)石墨產(chǎn)業(yè)面臨著開(kāi)采秩序混亂，資源浪費(fèi)嚴(yán)重；采選工藝落后，產(chǎn)能過(guò)剩，污染嚴(yán)重；原礦出口貿(mào)易失衡等問(wèn)題。石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了眾多專家的高度重視，聯(lián)名上書呼吁把石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展納入國(guó)家戰(zhàn)略地位。

未來(lái)天然石墨將越來(lái)越被廣泛地應(yīng)用到高新技術(shù)領(lǐng)域，成為支撐高新技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。因此，石墨資源能否持續(xù)充足穩(wěn)定供應(yīng)關(guān)乎國(guó)家可持續(xù)發(fā)展。

石墨是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源，產(chǎn)量、出口量在世界市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。出口是以天然石墨精礦及初級(jí)產(chǎn)品為主，而進(jìn)口則以高、精、尖工藝需要的石墨產(chǎn)品為主。

在石墨的應(yīng)用方面，早期有學(xué)者預(yù)測(cè)了石墨在耐火材料、坩堝、鑄造、煉鋼等傳統(tǒng)行業(yè)的需求發(fā)展態(tài)勢(shì)，同時(shí)也指明了未來(lái)發(fā)展膨脹石墨、制動(dòng)襯片、碳纖維等產(chǎn)品。

隨著近些年來(lái)對(duì)石墨結(jié)構(gòu)性能的深入研究，石墨將跨越傳統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用，成為新興環(huán)保材料、新興熱交換材料、儲(chǔ)能、導(dǎo)電材料、石墨烯及新型超級(jí)電容器材料等。

石墨的歷史消費(fèi)量保持相對(duì)穩(wěn)定，但未來(lái)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和新能源領(lǐng)域?qū)⑹鞘M(fèi)的主要增長(zhǎng)領(lǐng)域。

未來(lái)石墨戰(zhàn)略意義也將凸顯。基于以上研究，本文將從石墨消費(fèi)的主要部門，核算產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展對(duì)石墨的需求量，以期展望中國(guó)未來(lái)石墨的需求態(tài)勢(shì)，并根據(jù)未來(lái)石墨在傳統(tǒng)和新領(lǐng)域的發(fā)展形勢(shì)，刻畫未來(lái)中國(guó)石墨產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方向，為中國(guó)石墨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。

02 中國(guó)石墨供需現(xiàn)狀

2.1石墨應(yīng)用領(lǐng)域

天然石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物，有晶質(zhì)和隱晶質(zhì)兩種形態(tài)。其中，晶質(zhì)石墨的可浮性、潤(rùn)滑性、可塑性均優(yōu)于其他類型石墨。在19世紀(jì)以前，由于其耐高低溫和導(dǎo)電性，石墨主要用于耐火材料、顏料等的原料。隨著對(duì)石墨抗腐蝕、抗輻射、自潤(rùn)滑等性質(zhì)認(rèn)識(shí)的深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也愈加廣泛。

出現(xiàn)了高純石墨、核工業(yè)用石墨、石墨纖維、浸硅石墨等。特別是近些年來(lái)石墨烯的發(fā)現(xiàn)，引起了電子通訊、鋰離子電池、航天軍工、生物醫(yī)藥、環(huán)保、太陽(yáng)能、光電等新興領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。這些新材料的發(fā)展，構(gòu)成天然石墨產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容。

2.2中國(guó)晶質(zhì)石墨生產(chǎn)、出口及消費(fèi)情況

中國(guó)是世界上石墨的生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó)。截止2013年底，中國(guó)石墨儲(chǔ)量5500萬(wàn)t，是僅次于巴西的第二大國(guó)，占世界儲(chǔ)量的42.31%。2012年底，中國(guó)晶質(zhì)石墨礦物儲(chǔ)量2000萬(wàn)t，查明資源儲(chǔ)量約2億t；隱晶質(zhì)石墨礦石儲(chǔ)量約500萬(wàn)t，資源儲(chǔ)量約3500萬(wàn)t。

中國(guó)是世界最大的石墨生產(chǎn)國(guó)，石墨產(chǎn)量由2000年的165萬(wàn)t，上升到2006年的192萬(wàn)t,而后逐漸降低。但不同種類的石墨生產(chǎn)呈現(xiàn)不同的態(tài)勢(shì)：晶質(zhì)石墨產(chǎn)量逐年遞增，而隱晶質(zhì)石墨產(chǎn)量呈減少態(tài)勢(shì)。2012年中國(guó)石墨產(chǎn)量為87萬(wàn)t，其中：晶質(zhì)石墨47萬(wàn)t，微晶石墨40萬(wàn)t。

中國(guó)是石墨資源大國(guó)，但是長(zhǎng)期以來(lái)卻以生產(chǎn)原礦和低端產(chǎn)品為主。中國(guó)是世界石墨的主要出口國(guó)，占2000年以來(lái)世界出口規(guī)模63%以上。近年來(lái)受國(guó)際政治及經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響，以及我國(guó)石墨產(chǎn)業(yè)的整合，石墨出口放緩，2012年中國(guó)石墨出口約26萬(wàn)t。在深加工方面，向石墨高端應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展。雖然我國(guó)在石墨資源整合和深加工方面已經(jīng)實(shí)施了一些措施，但與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距還很明顯。

十多年來(lái)中國(guó)天然石墨消費(fèi)量呈增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，由2002年的43萬(wàn)t增長(zhǎng)到2012年的67萬(wàn)t（圖2），年均增長(zhǎng)4%。消費(fèi)結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)耐火材料、鑄造、鉛筆等領(lǐng)域轉(zhuǎn)向新能源新材料領(lǐng)域。

中國(guó)與世界天然石墨消費(fèi)結(jié)構(gòu)基本相同，主要為耐火材料、冶金鑄造、導(dǎo)電、潤(rùn)滑等領(lǐng)域（圖3）。但在功能材料生產(chǎn)與應(yīng)用方面與先進(jìn)國(guó)家有一定的差距。

03 未來(lái)石墨資源需求形勢(shì)

本研究從部門未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)、石墨在各行業(yè)產(chǎn)品的單位需求量來(lái)預(yù)測(cè)2020年中國(guó)的石墨需求量。依據(jù)中國(guó)石墨消費(fèi)格局，將石墨消費(fèi)的主要領(lǐng)域分為：耐火材料、鋼鐵、密封、制動(dòng)、電池等領(lǐng)域分別進(jìn)行部門預(yù)測(cè)。并依據(jù)現(xiàn)階段石墨烯發(fā)展現(xiàn)狀，判斷了石墨烯發(fā)展對(duì)未來(lái)石墨需求的影響。

3.1天然石墨在傳統(tǒng)領(lǐng)域的需求

天然石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，使得石墨需求與耐火材料和鋼鐵業(yè)緊密相連。雖然近年來(lái)石墨行業(yè)在其他新應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)有長(zhǎng)足的發(fā)展，鋼鐵、耐火材料行業(yè)石墨占總消費(fèi)量的比重由20世紀(jì)80年代末期的67%~68%，減少為2012年的42%，但它仍然是石墨消費(fèi)量最大的工業(yè)部門。而在鉛筆行業(yè)石墨的需求仍將保持現(xiàn)在的狀態(tài)。

3.1.1耐火材料（鎂碳磚）石墨的需求

耐火材料石墨的需求量與鎂碳磚產(chǎn)量及其石墨加入量相關(guān)。石墨是生產(chǎn)鎂碳磚所用的一種主要碳原料，其種類和純度對(duì)鎂碳磚的性能影響十分敏感。一般選擇固定碳含量93%~95%，粒度0~100目晶質(zhì)石墨。

石墨的需求量隨鋼爐種類、使用部位和操作條件不同而異（表1）。歐洲多采用碳含量10%左右的鎂碳磚，而我國(guó)、日本一般都使用含碳量為12%~20%的鎂碳磚。

近年來(lái)，低碳鎂碳磚成為人們研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。李培等建議冶煉低碳鋼應(yīng)選擇碳含量在6%~8%的鎂碳磚。低鎂碳磚正在我國(guó)主要大型鋼鐵企業(yè)推廣應(yīng)用，并將并逐步替代高碳鎂碳磚。

依此估算到2020年中國(guó)鎂碳磚的石墨加入量將減少為7%。依據(jù)近5年來(lái)鎂碳磚產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率2.5%，預(yù)計(jì)2020年中國(guó)鎂碳磚的產(chǎn)量將達(dá)到214萬(wàn)t。耐火材料產(chǎn)業(yè)對(duì)石墨的需求量降低到15萬(wàn)t，略低于現(xiàn)階段的需求量。

耐火材料的主要碳源為晶質(zhì)石墨，但一些鎂碳磚廠還附帶加入一些電極粉、土狀石墨等。電極粉粉碎后，少量加入時(shí)可以得到致密度較高的耐火材料制品。土狀石墨晶粒小，晶形不明顯，雜質(zhì)高，只能用來(lái)制造低檔鎂碳磚。

3.1.2鋼鐵鑄造增碳劑、電極的需求

（1）鑄件對(duì)增碳劑的需求。鑄鐵是工程領(lǐng)域中的基礎(chǔ)合金之一。我國(guó)是鑄鐵生產(chǎn)大國(guó)，但不是鑄鐵生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。2010年我國(guó)鑄件總產(chǎn)量達(dá)到3690萬(wàn)t，鑄鐵件材料約占世界的40%，人均鑄鐵產(chǎn)量約為30kg，顯著的小于德國(guó)（53kg）、美國(guó)（45kg），這也說(shuō)明我國(guó)的鑄造生產(chǎn)尚有很大發(fā)展空間，特別是新風(fēng)電、軌道交通對(duì)球墨鑄鐵鑄件、以及汽車行業(yè)對(duì)蠕墨、灰鑄鐵需求。有學(xué)者分析到2020年中國(guó)將從鑄鐵大國(guó)真正變成鑄鐵強(qiáng)國(guó)。

對(duì)1989-2010年中國(guó)鑄鐵件產(chǎn)量進(jìn)行擬合回顧，預(yù)測(cè)到2020年中國(guó)鑄件產(chǎn)量將達(dá)到7000萬(wàn)t（Y=728.5e0.07x，R2=0.912），屆時(shí)人均產(chǎn)量將達(dá)到53kg。對(duì)于不同的鑄鐵，其增碳劑的加入量也各不相同（表2）。噸鑄件增碳劑加入量為2%，則鑄件增碳劑需求量將為140萬(wàn)t。

（2）煉鋼對(duì)電極、增碳劑的需求。鋼鐵的規(guī)模、結(jié)構(gòu)及電爐電極單耗、增碳劑使用量等均決定了對(duì)石墨的需求。中國(guó)是世界鋼鐵生產(chǎn)第一大國(guó)，2013年粗鋼產(chǎn)量達(dá)到8.22億t，電爐鋼產(chǎn)量為7200萬(wàn)t，電爐鋼所占比例為8.76%。依據(jù)《鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》預(yù)測(cè)我國(guó)粗鋼需求量最高峰（7.7~8.2億t）可能出現(xiàn)在2015-2020年期間，此后峰值弧頂區(qū)仍將持續(xù)一個(gè)時(shí)期。

基于以上研究成果，并同時(shí)考慮到出口等因素，本文設(shè)定峰值年2016年和2020年中國(guó)的粗鋼產(chǎn)量分別為8.4億t和8.2億t。

一些學(xué)者預(yù)測(cè)2020年中國(guó)電爐鋼比例可望達(dá)到25%，但2010年后中國(guó)電爐鋼發(fā)展緩慢，基于現(xiàn)階段中國(guó)電爐鋼占比重和人均鋼鐵消費(fèi)量將達(dá)到峰值后廢鋼產(chǎn)量的增加，本文預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)電爐鋼所占比重將達(dá)到15%，噸電爐鋼的電極消耗量由5.82kg/t降低為4.98kg/t，噸鋼的增碳劑添加量為0.1%~0.4%時(shí)（增碳劑需求量取均值計(jì)算），預(yù)計(jì)到2020年煉鋼電極和增碳劑的需求量分別為61萬(wàn)t和205萬(wàn)t。

（3）鋼鐵鑄造對(duì)石墨的需求預(yù)測(cè)。天然石墨制成的電極難以用于使用條件較苛刻的電爐煉鋼，電爐用石墨電極主要是人造石墨。石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時(shí)可作為增碳劑，而用作增碳劑的替代材料很多。

20世紀(jì)90年代初期，我國(guó)開(kāi)始試用微晶石墨作增碳劑。此后，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石墨化石油焦增碳劑的技術(shù)。雖然石墨化石油焦的產(chǎn)量已完全滿足了國(guó)內(nèi)冶煉用優(yōu)質(zhì)石墨化石油焦的需要，但微晶石墨由于成本優(yōu)勢(shì)仍是增碳劑的來(lái)源之一。

以2010年天然石墨占增碳劑消費(fèi)總量的比重，預(yù)測(cè)了2020年天然石墨作為鋼鐵增碳劑的需求量為55.2萬(wàn)t。

3.2新能源新材料領(lǐng)域的石墨需求預(yù)測(cè)

3.2.1密封材料對(duì)石墨的需求

膨脹石墨保持了天然鱗片石墨原有的優(yōu)良化學(xué)性能，又增加了許多獨(dú)特的機(jī)械性能，是一種理想的密封材料。密封材料功能作用決定了國(guó)家在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整中將是予以重點(diǎn)支持的工業(yè)領(lǐng)域。

隨著中國(guó)汽車、石油、化工、電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，石墨密封產(chǎn)業(yè)將具有廣闊的發(fā)展前景。2010年密封行業(yè)總產(chǎn)量為7萬(wàn)t，預(yù)計(jì)到2015年中國(guó)密封材料總產(chǎn)量達(dá)到10萬(wàn)t左右，年均增長(zhǎng)率與中國(guó)汽車產(chǎn)量增速相當(dāng)。

隨著汽車、電力、化工等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，依據(jù)主要設(shè)備石墨需求參數(shù)，本文預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)密封材料產(chǎn)業(yè)將消耗石墨5.4~5.6萬(wàn)t左右（表3），其中汽車行業(yè)是主要的消費(fèi)領(lǐng)域。

3.2.2制動(dòng)材料石墨需求展望

剎車片產(chǎn)品的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)與汽車工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年我國(guó)摩擦材料行業(yè)年產(chǎn)摩擦材料制品42.6萬(wàn)t，其中汽車用摩擦材料占總量的80%左右。

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車工業(yè)近幾年來(lái)迅猛增長(zhǎng)以及國(guó)外市場(chǎng)需求大幅增加，摩擦材料行業(yè)也得到了快速的發(fā)展，預(yù)計(jì)到2015年我國(guó)摩擦材料總產(chǎn)量將達(dá)到80萬(wàn)t。

根據(jù)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展增速7.8%，到2020年中國(guó)摩擦材料總產(chǎn)量將達(dá)到115萬(wàn)t，制動(dòng)車片石墨需求量0.4%~1.3%，預(yù)計(jì)消費(fèi)石墨0.5~1.62萬(wàn)t。

3.2.3潤(rùn)滑、吸附對(duì)石墨的需求

石墨材料良好的潤(rùn)滑性源于石墨晶體結(jié)構(gòu)，因此，應(yīng)用生產(chǎn)干粉石墨潤(rùn)滑劑、水基石墨潤(rùn)滑劑、油劑石墨潤(rùn)滑劑等產(chǎn)品。

一些學(xué)者也研究了關(guān)于石墨在不同潤(rùn)滑劑中的添加量的問(wèn)題。如水基石墨潤(rùn)滑劑中，石墨微粒的含量一般在20%~40%。在石墨吸附劑石墨含量研究方面，不同的配比基于不同的原料，石墨的混合比例也顯示出了巨大的差別。石墨潤(rùn)滑劑、石墨吸附劑種類多種多樣，且未有詳盡的現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)資料。

本研究分別基于制動(dòng)、密封材料的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)其未來(lái)石墨的需求狀況進(jìn)行了粗略的判斷。預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)應(yīng)用于潤(rùn)滑劑、吸附劑的石墨需求量為5.5萬(wàn)t和3.1萬(wàn)t。

3.2.4電池電極對(duì)石墨的需求

石墨導(dǎo)電性能顯著地優(yōu)于其它非金屬材料，是目前應(yīng)用最廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料。我國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)近些年來(lái)發(fā)展迅速。2013年，我國(guó)的鋰離子電池年產(chǎn)量已達(dá)到47.68億只。

近年因消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)趨于飽和，鋰離子電池需求的增幅將會(huì)持續(xù)下降。而在電動(dòng)汽車領(lǐng)域鋰離子電池市場(chǎng)將進(jìn)入飛速發(fā)展的階段。因此，電池電極對(duì)石墨的需求大致會(huì)經(jīng)歷一個(gè)“V”字型過(guò)程。

未來(lái)鋰離子電池市場(chǎng)需求高速增長(zhǎng)的動(dòng)力主要來(lái)自交通工具及工業(yè)儲(chǔ)能領(lǐng)域。電子市場(chǎng)的石墨消費(fèi)量在趨于飽和狀態(tài)后呈下降態(tài)勢(shì)，到2020年電子產(chǎn)品市場(chǎng)石墨消費(fèi)量約為2.4萬(wàn)t。而交通工具領(lǐng)域消費(fèi)則快速增長(zhǎng)。

基于新能源汽車規(guī)劃生產(chǎn)能力，預(yù)計(jì)到2020年電動(dòng)汽車產(chǎn)量將達(dá)到140萬(wàn)輛左右，交通工具領(lǐng)域石墨的需求量將達(dá)到6.5萬(wàn)t（表3）。

3.3石墨烯產(chǎn)業(yè)對(duì)天然石墨的需求態(tài)勢(shì)分析

石墨烯是由單層碳原子組成的二維材料，其強(qiáng)度是已測(cè)試材料中最高的，是鋼的100多倍；載流子遷移率是商用硅片遷移率的10倍；熱導(dǎo)率是金剛石的3倍。石墨烯是一種應(yīng)用潛力廣泛的碳材料，在電子器件、新能源、航天軍工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，將成為下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的新興產(chǎn)業(yè)。

世界主要國(guó)家都在進(jìn)行石墨烯的前沿研究，但多處于材料研發(fā)的初級(jí)階段，距大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用仍有一段距離。

學(xué)者預(yù)測(cè)石墨烯首先應(yīng)用于電子觸摸屏，用作儲(chǔ)能材料也將于近些年實(shí)現(xiàn)，但用作高頻電路、邏輯電路則在更遠(yuǎn)的將來(lái)才能走向市場(chǎng)。

3.3.1石墨烯應(yīng)用發(fā)展展望

石墨烯具備完整的較強(qiáng)導(dǎo)電性、透光性、柔性及微電子等屬性，可作為感應(yīng)層或者驅(qū)動(dòng)層，被使用在觸摸屏的模組里。2015年全球首臺(tái)石墨烯手機(jī)已經(jīng)在重慶發(fā)布。2014年全球?qū)ν该鲗?dǎo)電薄膜的市場(chǎng)需求量約為4000萬(wàn)m2，根據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，5年后需求量將翻一番，猛增至8000萬(wàn)m2。其最大的市場(chǎng)為觸控領(lǐng)域，應(yīng)用于顯示器、平板電腦、智能手機(jī)等產(chǎn)品。

石墨烯具有極高的比表面積，這使得石墨烯可成為潛力巨大的儲(chǔ)能材料。石墨烯電池在比容量、成本、壽命等較其他產(chǎn)品有顯著的卓越性，2015年石墨烯聚合材料電池將在西班牙實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。石墨烯電池負(fù)極材料具有優(yōu)良的比容量。專業(yè)人士預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模至少可達(dá)6000億元。

石墨烯有望成為市場(chǎng)潛力巨大的電極材料。石墨烯材料能有效去除水中重金屬、染料和氟化物。吳艷等研究得到當(dāng)亞甲基藍(lán)初始濃度為100mg/L，石墨烯吸附劑投加量的最適濃度2g/L。

2012年中國(guó)工業(yè)廢水排放量為221.6億t。這表明石墨烯吸附材料在水處理領(lǐng)域上也有巨大的應(yīng)用前景?？茖W(xué)家正在研究石墨烯的新應(yīng)用領(lǐng)域，主要集中于超輕型材料、太空線纜、石墨烯光電探測(cè)器等。

3.3.2石墨烯產(chǎn)業(yè)對(duì)天然石墨需求的判斷

石墨烯的制備主要有四種方法。機(jī)械剝離法、外延生長(zhǎng)法、氧化石墨還原法的原材料為天然石墨，而氣相沉積法原材料多為甲烷。電阻觸摸屏石墨烯材料，多采用氫氣、甲烷等原材料先在金屬表面上催化生長(zhǎng)石墨烯。

在作為吸附材料，不同的學(xué)者應(yīng)用氧化石墨烯和還原性石墨烯均取得了不錯(cuò)的效果。制約石墨烯廣泛應(yīng)用的瓶頸在于難以大規(guī)模、低成本、可控的制備高品質(zhì)的石墨烯。

現(xiàn)在氧化還原法和化學(xué)沉積法均實(shí)現(xiàn)了石墨烯制備的產(chǎn)業(yè)化，并且產(chǎn)量也已達(dá)到噸級(jí)。但對(duì)于未來(lái)石墨烯的巨大需求，何種方法能大規(guī)模、低成本、可控的合成石墨烯，將主導(dǎo)未來(lái)天然石墨需求態(tài)勢(shì)。

隨著石墨烯研發(fā)的深入和產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，中國(guó)涌現(xiàn)了幾十家石墨烯高科技企業(yè)。如上海新池、南京科孚納米、深圳貝特瑞等。

中國(guó)現(xiàn)階段石墨烯生產(chǎn)線在江蘇常州、泰州、浙江寧波、重慶、山東、寧夏等地投產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模在30~300t之間，且采用的原料多種多樣，江蘇第六元素公司采用石墨粉氧化還原、二維碳素公司采用甲烷等化學(xué)氣相沉積，而寧夏平羅采用碳化硅生產(chǎn)下腳料作為原料。由此可見(jiàn)，在2020年前石墨烯產(chǎn)業(yè)對(duì)天然石墨的需求量將保持在萬(wàn)噸的規(guī)模，難以撼動(dòng)天然石墨的消費(fèi)結(jié)構(gòu)。

04 未來(lái)中國(guó)石墨需求格局及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

4.1未來(lái)中國(guó)石墨需求規(guī)模及格局

基于以上對(duì)石墨需求的主要部門的分析和未來(lái)趨勢(shì)判斷，得出：到2020年中國(guó)天然石墨的需求規(guī)模將達(dá)到100萬(wàn)t，比2010年增長(zhǎng)42.5%。并且石墨烯制備方法、應(yīng)用的不確定性將對(duì)石墨的需求造成巨大的影響（圖4）。

在剔除石墨烯發(fā)展的不確定性情況下，到2020年耐火材料的石墨量為15萬(wàn)t，呈現(xiàn)下降的態(tài)勢(shì)，所占比重為14.93%；隨著鋼鐵需求的逐步回落，鋼鐵鑄造的石墨消費(fèi)量預(yù)計(jì)為55萬(wàn)t，仍舊是消費(fèi)的最大行業(yè)。而密封材料、摩擦材料、潤(rùn)滑劑、吸附劑對(duì)石墨的需求將保持快速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，到2020年各部門對(duì)石墨的消費(fèi)量將是2010年的2倍以上。

電池電極對(duì)石墨消費(fèi)量也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，其增長(zhǎng)主要來(lái)源于未來(lái)電動(dòng)汽車對(duì)石墨的需求增長(zhǎng)，電動(dòng)汽車石墨消費(fèi)量將是2013年的46倍。

4.2中國(guó)石墨未來(lái)發(fā)展方向

科學(xué)利用和保護(hù)天然石墨資源，開(kāi)發(fā)深加工技術(shù)和發(fā)展高端產(chǎn)品將是必然的選擇。中國(guó)石墨發(fā)展要依據(jù)未來(lái)石墨的需求格局變化，調(diào)整發(fā)展方向。從未來(lái)石墨的消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，傳統(tǒng)領(lǐng)域?qū)κ男枨筅呌诜€(wěn)定，新能源新材料領(lǐng)域?qū)κ男枨笤鲩L(zhǎng)強(qiáng)勁，而石墨烯產(chǎn)業(yè)將對(duì)石墨的需求帶來(lái)巨大的不確定性。

隨著科技創(chuàng)新的發(fā)展，為滿足新能源、新材料領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、專業(yè)化石墨材料的需求，石墨產(chǎn)業(yè)應(yīng)從材料級(jí)向?qū)I(yè)級(jí)產(chǎn)品和深加工產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展的趨勢(shì)。

未來(lái)中國(guó)石墨需求在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒈３址€(wěn)定。而在高精尖領(lǐng)域?qū)⒌玫皆絹?lái)越廣泛的應(yīng)用，成為戰(zhàn)略性新興材料。石墨的市場(chǎng)需求將會(huì)持續(xù)增加，戰(zhàn)略意義越發(fā)凸顯。

未來(lái)在鋰離子電池、密封、制動(dòng)、潤(rùn)滑等新能源、新材料領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。雖然中國(guó)是石墨資源大國(guó)，但也應(yīng)具有強(qiáng)烈的危機(jī)意識(shí)和戰(zhàn)略意識(shí)。

調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)支持發(fā)展高附加值產(chǎn)品，帶動(dòng)石墨產(chǎn)業(yè)鏈后向一體化發(fā)展，提升我國(guó)石墨產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，努力使我國(guó)發(fā)展成為石墨資源強(qiáng)國(guó)。

05 結(jié)論與討論

在現(xiàn)階段石墨的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)情況下，本研究主要從石墨在耐火材料、鑄造等傳統(tǒng)領(lǐng)域和密封、制動(dòng)材料、潤(rùn)滑劑、吸附劑、電池電極等新能源新材料領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)部門需求的角度，研究了這些部門未來(lái)對(duì)石墨的需求情況，主要結(jié)論有：

（1）到2020年中國(guó)石墨的需求量將達(dá)到100萬(wàn)t，比2010年增長(zhǎng)42.5%。

（2）從消費(fèi)格局來(lái)看，傳統(tǒng)領(lǐng)域仍然是石墨的主要消費(fèi)領(lǐng)域，但所占比重將逐漸減低；新能源新材料領(lǐng)域石墨消費(fèi)將快速增長(zhǎng)，其中電動(dòng)汽車增長(zhǎng)尤為明顯。

（3）在現(xiàn)在技術(shù)條件下，石墨烯對(duì)天然石墨的需求將保持在萬(wàn)噸水平，難以改變已有天然石墨消費(fèi)格局。

中國(guó)主要石墨烯生產(chǎn)線的規(guī)模、工藝和原材料的差異，弱化了石墨烯產(chǎn)業(yè)對(duì)天然石墨的需求規(guī)模。石墨烯作為在儲(chǔ)能、吸附材料很大程度上將依賴于天然石墨，而觸摸屏利用則可能以甲烷等為原料。

（4）從本文的趨勢(shì)判斷來(lái)看，天然石墨生產(chǎn)企業(yè)的未來(lái)發(fā)展將以電池電極負(fù)極材料、膨脹石墨、柔性石墨等密封材料、及氟化石墨、各向同性石墨為主。

從產(chǎn)業(yè)需求的范圍來(lái)看，本研究重點(diǎn)分析了主要傳統(tǒng)和新型領(lǐng)域?qū)κ男枨?，而其他石墨功能性材料：?dǎo)電油墨、抗靜電橡膠和塑料、防輻射材料等均未包含在本研究?jī)?nèi)，研究范圍待拓寬；對(duì)鉛筆、潤(rùn)滑、吸附等領(lǐng)域的應(yīng)用，

由于知識(shí)和相關(guān)文獻(xiàn)的制約，一些參數(shù)的設(shè)置如吸附劑、潤(rùn)滑劑的消費(fèi)量、天然石墨在其中的比重、石墨烯天然石墨的消費(fèi)強(qiáng)度、石墨烯在主要應(yīng)用領(lǐng)域