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厦门发展先进碳材料产业的思路和路径探讨

2021-06-30饶志鹏

厦门科技 2021年3期
关键词:富勒烯厦门石墨

饶志鹏

厦门经济特区改革开放发展40年来,已初步形成高素质的创新创业之城、高颜值的生态花园之城。当下,厦门正积极对未来产业进行前瞻谋划、抢先布局,开启高质量发展的新征程。未来产业,代表未来科技和产业发展新方向,发展潜力巨大,对经济、社会具有全局带动和重大引领作用[1]。未来产业中的先进碳材料产业,如石墨烯、碳纤维、富勒烯及碳纳米管等材料产业的发展和运用将会影响现有诸多产业的未来走向。理清厦门现有产业发展情况,探寻厦门发展先进碳材料产业的可行思路和路径,将有助于提前解决产业发展中的共性问题,减少资源浪费,促进相关产业的均衡发展和规模化成形,同时能助力以先进碳材料产业为代表的厦门未来产业的整体发展。

厦门先进碳材料产业发展现状

厦门先进碳材料产业产值规模已超20亿元,主要企业及其生产情况如表1所示。

表1 厦门市主要先进碳材料企业及其生产情况

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厦门石墨烯产业起步早,发展较快,产业链已初步形成,聚集了凯纳、烯成、恒力盛泰(厦门)等石墨烯制备、产品研制的特色企业,以及厦门钨业、厦门信达、厦门长塑实业、厦门华锂能源及厦门三圈电池等企业积极参与的石墨烯产业发展格局。同时,从全省范围看,石墨烯产业的发展形成了以厦门和福州为创新核心区,厦门火炬高新区、泉州晋江和三明永安为产业集聚区的“两核三区”产业发展格局[2]。

厦门碳纤维产业集中在碳纤维复合材料中间产品和终端应用上。当前碳纤维产业的主要代表企业有侨兴、新凯复材和富堡,最具地方知名度的细分产业是自行车组件业。

厦门富勒烯产业以福纳新材料为核心和龙头。福纳新材料已率先实现金属富勒烯和空心富勒烯“联产联采”技术突破,建成吨级工业化生产线,正积极打造“富勒烯+”产业化平台,其生产和运用都走在世界前列[3]。

厦门碳纳米管产业在锂离子电池应用方面有所突破,厦门海麒新能源、高容新能源等企业已拥有相关技术储备和知识产权。

为发展先进碳材料产业,2018年厦门火炬高新区发布《厦门火炬高新区关于促进石墨烯等先进碳材料产业发展的若干政策》,提供十条政策扶持先进碳材料产业发展[4]。2019年,厦门市工信局发布《新材料产业链群2018—2022年发展规划》,重点推动包括石墨烯在内的先进功能材料取得新突破,并实现规模化应用,力争形成规模化集聚态势产生一批在国内外知名的先进功能材料龙头骨干企业[5]。

厦门发展先进碳材料产业的可行思路探讨

可从以下几方面来考虑、布局整个碳材料产业的发展。

1.思路清晰:找准着手点,促进产业有序发展

国家已出台多项规划和扶持政策指导先进碳材料产业落地和发展。厦门在确定产业发展方向时,首先要符合国家发展思路,为国家新兴产业长足发展做贡献;其次要结合自身产业实际情况,找准着手点,以促进新兴产业的快速发展,同时也能有效保证地区产业调整的有序进行和经济发展水平的稳步提升。可从以下两方面着手促进先进碳材料产业的发展。

(1)从现有产业着手

厦门已有2家初具规模的先进碳材料企业,分别是制作石墨烯材料的厦门凯纳和制作富勒烯材料的厦门福纳新材料。两家企业的产品已实现销售,且在行业内具有一定的影响力、话语权和发展潜力。厦门先进碳材料产业的发展可优先考虑围绕石墨烯和富勒烯材料展开,以两家企业为依托,发展与其相关联的上下游产业,加速产业规模化的成形,形成产业先行示范区。

(2)从未来产业着手

先进碳材料下游应用端的诸多发展方向也属于厦门未来产业的发展方向之一,如石墨烯方向下的电子信息、大健康、节能环保和生物医药领域;富勒烯方向下的生物、能源和电子领域等。在考虑产业发展方向时,应优先兼顾涉及厦门未来产业发展的方向,借助现有研发和制造基础,在产业端实现叠加发展,让未来产业在某个点汇聚,实现互助发展。如可将石墨烯材料用于制作5G天线,将天线使用到智能传感器中,传感器用于人体健康监测,这就实现了先进功能材料、柔性电子、人工智能和生命健康领域的整合运用。

2.突显优势:找对起点,加速产业发展

产业的发展大致可分为3个阶段:研发、生产和应用。3个阶段的耗时、成本和产值不同,但对经济和社会的贡献同等重要。每个城市的产业分布和发展进度不同,为避免同质竞争,应根据现有产业实际情况,择优发展。

若地方或区域性的院校和学科分布与产业紧密联系,可考虑从研发阶段起步,重点突破产业关键技术和挖掘技术的潜在应用。政策上应鼓励院校老师创办企业,积极转化科研成果。从技术源头扶持产业发展,要做好配套设施的同步规划,“定制化”地发展新产业,让新技术的发展有的放矢;新技术在遭遇发展瓶颈后要尽快能在现有产业中转化和运用,用转化收入支撑后续研发,用产业化中获得的新思路来指导后续研发,做到任何阶段的以研促产,以产促研。厦门地区有两家石墨烯研究机构,分别是厦门大学的石墨烯工程与产业研究院和厦门信达旗下的研究院。两家机构的成立顺应了产业发展的要求,可作为石墨烯产业研发阶段的起点。

若地方有生产产业链基础,或产业链能进行快速移植,如疫情期间车企能快速改行生产口罩,或有原材料的运输、成本优势,则应考虑从生产阶段介入,重点实现生产企业的集群化管理,降低企业生产成本,提升资源利用率和效能。政策上鼓励企业联合生产,实现由劳动密集型向技术密集型转化,促进产业成形和升级;为产品的本地销售提供帮助,带动上下游生产产业链的成形和完善,鼓励中小企业加入生产产业链,把产业链做大做强。上述厦门凯纳和厦门福纳新材料两家碳材料生产企业可作为碳材料产业链生产阶段的起点。

若从下游应用端起步,则主要考虑产业对地方经济和社会的贡献,重点考虑GDP占比、新增就业人数、对未来经济的贡献等,并综合考虑环境、治安、用地规模等。同时,要处理好新产业井喷增长后的管理问题。

不同起点决定了地方未来5耀10年的经济发展趋势:是爆发式快速增长,还是小步快跑地逐渐增长。每种选择各有优势,需结合整体发展思路综合考量。

3.未雨绸缪:“两条腿走路”,确保产业可持续发展

华为被芯片“卡脖子”而使生产和研发陷入困境,这再一次给我们敲响了警钟:高端产业要做大做强,除自力更生外,对可能导致产业发展出现的任何风险,都需要提前防范。国家间竞争导致原料、设备、产品等的禁运,技术瓶颈导致产业发展受限或夭折是最常见风险,解决办法之一即要做好可替代发展。

以先进碳材料为例,石墨烯和碳纤维在航空航天领域都有使用,石墨烯和富勒烯在电子和能源领域也都有使用。厦门发展相关下游产业,可考虑优先发展重要原料替代较多的产业,一主一次地兼顾多种材料的使用。当材料制备技术出现重大突破,或产量、成本出现较大波动时,能及时进行原料替换,减小产业发展对原料的依赖程度,确保产业可持续发展。

4.融会贯通:用巧劲,实现产业升级发展

每一种客观存在都有与生俱来的特性及与其他事物的天然联系,这是事物在长期发展和演变中所形成的符合客观实际的固有属性,并被与之联系紧密的个体所熟知。善于利用这种特性,有利于团体凝聚力的提升和问题的解决,也最容易让从业者接受和认可。

就碳材料而言,石墨烯、石墨、碳纳米管、富勒烯以及金刚石等均由碳元素构成,唯一的区别仅在结构上,但性质却千差万别。结构改变性能就是碳材料最被从业者熟知的事实。厦门先进碳材料产业的发展、升级和调整,应该学习这种自然的造物技巧,优先考虑从内部做出调整,通过对人力、物力的合理分配,实现资源的优化配置,激活资源潜在属性,最大化提升资源的使用价值,用从业者最能接受的方法实现改革。比如,相似产业物理、行政上的分散布局可转变为集中规划管理,形成区域品牌效益和对口监管;机构内部从业人员适当调岗、重组和竞聘上岗,避免人员固化导致思想、行为和机构固化,激活员工创造活力和工作热情;对不同机构采用不同的管理方式,在不破坏现有管理结构的情况下,探寻新的可稳定运行的组织架构,实现多样性发展,同时为抵御未知风险做好准备。

厦门发展先进碳材料产业的可行路径探讨

厦门现有高科技含量、高知名度先进碳材料企业数量,以及全市相关产业活跃度情况,与杭州电子商务发展中期情况极其相似。针对碳材料具体产业的发展路径,可考虑借鉴杭州的经验和模式,即做到稳大扶小、俯身为民,有序、高效地推动先进碳材料产业发展。

1.稳大:保证龙头企业发展,打响地区产业品牌

杭州以阿里巴巴集团为绝对核心,积极做好配套服务工作,大力发展电子商务,实现产业品牌化。厦门凯纳石墨烯、福纳新材料在业内有绝对的实力和影响力,碳纤维自行车架产业也具有一定品牌效益。厦门先进碳材料产业可依托品牌带动相关企业的发展。

对于各行业间有相同的碳原料需求且量较大的,可考虑出台相关产业化政策或条例,以集中定向采购、运输补贴、尾料集中回收利用等方式进行扶持,降低企业生产成本,减少工业废料处理和环保顾虑,专注于产业的发展。在产业化升级、新品研发、质量检测方面积极沟通和协调市内资源,优先保障企业使用。举办或承办相关产业论坛和招商会,助力龙头企业国内、国际化名声的打造和相关产业的推广。

2.扶小:扶持中小企业发展,形成区域聚集效应

厦门应以市财政局、市科技局、火炬高新区、市工信局及区政府等为单位牵头,建立碳材料专属产业园区,重点吸收市内现有“三高”企业或有“三高”潜力的企业,将现有产业有序整合,完善从原料开发、加工、运用在内的产业链,实现产业的重点扶持和高效管理,形成区域聚集效应和品牌效益。同时引进商业化检测、投融资及人才培训机构,做好产业的配套保障工作。以定向课题形式加快市内高校相关产业共性和特性问题的研究,为后续产业的发展提供方向和思路。

3.俯身:明确自身定位,当好产业发展带头人

当前,政府在产业发展过程中的角色主要有猿种,浙江的“店小二”、广东的“引路人”和贵州的“践行者”[6]。厦门以旅游产业著称,服务是产业基础,因此在对新兴产业的定位上更适用于浙江的“店小二”模式。“店小二”模式就是要在服务理念上,进一步弱化政府的管制思想,强化服务意识。

厦门可借鉴旅游业成功经验,在企业落地和人才帮扶上做好服务工作。如在新产业落地前后,做好一站审批、全程代管、跟踪联系等工作,适当条件下提供上门服务,避免因为时间冲突、资料审核等导致落地推迟。对于创新性或前沿科技项目,一定要做到“一事一议”,重点解决项目的基础建设需求,同时弱化早期的产出考核指标,用科学发展思维解决科技发展问题。人才政策要及时兑现,树立“城门立信”的姿态,重点解决子女教育问题,解决人才最大顾虑。

政府只有明确自身定位,才能制定出能同时满足企业发展需求和便于实操的产业政策,有效激活企业创新创造能力,加速项目的落地转化,促进新兴产业的快速发展。

4.为民:科技为民,促进产业有序发展

在碳产业推广上,厦门应主动将已有的碳材料产品,如碳纤维自行车、碳刀具、石墨烯灯具、石墨烯空气净化器、富勒烯化妆品等,向厦门市民低价推广使用,让使用碳材料产品在厦门成为一种时尚。工商、税务和财政部门可适当减税降费或分级补贴,激励潜在中小企业加入到碳材料产业发展中,实现产业链的自我完善和补给,最终降低整个产业的运行成本。

总结

厦门碳产业的发展可推动厦门“高素质高颜值现代化国际化”城市名片的形成,最终带动其他城市相关产业的发展,实现中国碳排放指标的提前完成;同时,可有效推动先进碳材料配套技术、产业的全面发展,早日实现中国在高端科技领域的全面赶超和领跑。

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