迎來快速發(fā)展期

　　石墨是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可或缺的重要戰(zhàn)略資源，不僅應(yīng)用于耐火材料、電極電刷、鉛筆、鑄造、密封、潤滑等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，更是高端裝備制造、新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)及核電領(lǐng)域的關(guān)鍵資源，被譽(yù)為“21世紀(jì)支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源”。

　　隨著技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，石墨資源戰(zhàn)略地位越來越受重視。2010年，歐盟將石墨列為14種緊缺礦產(chǎn)資源之一;2013年，美國將石墨列為難以獲得的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)之一;2016年，我國將晶質(zhì)石墨列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄。

　　我國是少數(shù)幾個石墨資源種類齊全的國家之一，總保有量長期位居世界前列，其中晶質(zhì)石墨資源量約2.6億噸。目前，我國已形成六大石墨生產(chǎn)加工基地，產(chǎn)量占全國80%以上，其中晶質(zhì)石墨主要產(chǎn)地有黑龍江雞西、蘿北，山東平度，內(nèi)蒙古興和等。

　　據(jù)了解，2017年石墨在耐火材料、鑄造等低端消費(fèi)領(lǐng)域的消費(fèi)量占比75%左右，在新能源汽車、電子信息和核工業(yè)等高科技行業(yè)的高端市場消費(fèi)量占比25%左右。隨著科技發(fā)展和新能源汽車市場需求激增，高端市場石墨消費(fèi)量正逐步增加，目前僅新能源電池領(lǐng)域就已超50%，成為石墨第一大消費(fèi)領(lǐng)域。石墨成為保障新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定、提升核心競爭力的重要原材料之一。

　　中國工程院院士吳鋒指出，鋰離子電池是石墨最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，天然石墨在其中發(fā)揮了十分重要的作用。由于人造石墨源自化石能源，其生產(chǎn)過程中能耗、排放等問題日益凸顯，天然石墨在“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)及“能耗雙控”背景下，具有顯著資源優(yōu)勢，且符合綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展理念，作為一種新型低成本的負(fù)極材料將迎來快速發(fā)展期。

　　國家重點(diǎn)研發(fā)計劃石墨專項(xiàng)負(fù)責(zé)人、中國五礦集團(tuán)(黑龍江)石墨產(chǎn)業(yè)有限公司董事長王炯輝表示，伴隨制約我國天然石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)被不斷突破，未來天然石墨的市場需求將會持續(xù)增加。科學(xué)利用和保護(hù)天然石墨資源，開發(fā)深加工技術(shù)和發(fā)展高端產(chǎn)品將成為石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，推動石墨產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展已是必由之路。

　　探索一體化產(chǎn)業(yè)鏈

　　一輛輛運(yùn)載礦石的電動卡車在換電站有序快速完成電能補(bǔ)給，一塊塊光伏板隨日光轉(zhuǎn)動輸出綠色電力，一臺臺測試中的無人駕駛卡車平穩(wěn)行駛在礦區(qū)，智慧管控中心工作人員正用鼠標(biāo)掌管大型設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行……這是記者在五礦石墨鶴崗蘿北產(chǎn)業(yè)基地看到的景象。

　　蘿北縣石墨資源極其豐富，轄區(qū)探明石墨遠(yuǎn)景資源量27.86億噸礦石量。黑龍江省石墨產(chǎn)業(yè)協(xié)會原秘書長陳育群介紹，蘿北石墨礦體賦存條件好，可直接露天開采，用物理方法能一次性直接產(chǎn)出含碳量98%以上的石墨精粉，國內(nèi)很少見。特別是小鱗片石墨，非常適合鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)。

　　跳出資源看資源，著眼于高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)。早在2011年，王炯輝就提出“新技術(shù)礦產(chǎn)”概念，聚焦戰(zhàn)略性新興礦種，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入考察論證國內(nèi)多個石墨產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，最終選定蘿北云山石墨礦作為石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展資源地，探索產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之路。

　　中國五礦進(jìn)入鶴崗以來，高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)世界一流石墨產(chǎn)業(yè)鏈，通過將5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、自動化等技術(shù)手段運(yùn)用到大型礦山建設(shè)中，打造了國內(nèi)首家“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”綠色低碳智能石墨礦山，被自然資源部評為國家綠色礦業(yè)發(fā)展示范區(qū)。通過不斷延伸產(chǎn)業(yè)鏈，突破行業(yè)技術(shù)瓶頸，五礦石墨快速建成了全球單體最大的選礦項(xiàng)目和行業(yè)領(lǐng)先的球形項(xiàng)目，現(xiàn)已進(jìn)入試車階段，后端高純石墨和負(fù)極材料項(xiàng)目也在快速建設(shè)中，世界一流的天然石墨產(chǎn)業(yè)基地正在加速形成。

　　王炯輝表示，我國石墨高端新材料制造和研發(fā)出現(xiàn)向資源地靠攏的趨勢，五礦正在全力打造涵蓋石墨資源勘查開采、石墨精粉、球形石墨及負(fù)極材料的“資源+產(chǎn)能+技術(shù)+新材料”一體化產(chǎn)業(yè)鏈。

　　在龍頭企業(yè)吸引帶動下，一個個項(xiàng)目落地鶴崗，形成了多條石墨深加工鏈條。從幾千元1噸的石墨精粉到幾百元1克的石墨烯，從高純石墨到汽車動力電池，目前鶴崗市共有石墨企業(yè)37家，形成年開采礦石600萬噸、生產(chǎn)石墨精粉及深加工產(chǎn)品逾百萬噸的產(chǎn)能。石墨產(chǎn)業(yè)成為鶴崗第二大產(chǎn)業(yè)。

　　黑龍江省工業(yè)和信息化廳一級巡視員王雁江表示，鶴崗?fù)ㄟ^持續(xù)加強(qiáng)石墨園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，快速聚集上下游配套企業(yè)，一批石墨產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目相繼開工建設(shè)，現(xiàn)已成為全球最大的晶質(zhì)石墨生產(chǎn)基地。

　　開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

　　在“雙碳”目標(biāo)下，人造石墨高能耗等問題凸顯，我國負(fù)極材料市場將迎來新的發(fā)展周期。天然石墨由于具備無需石墨化、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在各種應(yīng)用領(lǐng)域的滲透率有望逐步提升。

　　天然石墨負(fù)極材料是鱗片石墨經(jīng)球化、提純、包覆碳化等一系列改性處理后制備的，其膨脹、循環(huán)、倍率等性能略低于人造石墨負(fù)極材料。現(xiàn)階段，我國天然石墨負(fù)極材料主要應(yīng)用于3C及小動力電子產(chǎn)品，而日本、韓國等國家和地區(qū)的負(fù)極材料企業(yè)及電池制造商對天然石墨負(fù)極材料進(jìn)行了大量研發(fā)，動力電池市場中天然石墨負(fù)極材料占比已達(dá)50%以上。

　　王炯輝坦言，當(dāng)前我國天然石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨許多共性關(guān)鍵技術(shù)難題，產(chǎn)品難以滿足我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，尤其是一些高端產(chǎn)品生產(chǎn)和核心技術(shù)仍被少數(shù)發(fā)達(dá)國家壟斷。特別是在動力電池領(lǐng)域，由于苛刻的使用環(huán)境，對負(fù)極材料的比容量、一致性、倍率、低溫性能等要求很高，天然石墨仍有很多技術(shù)難題需要攻克。

　　因此，如何針對性地開發(fā)比容量、倍率、壽命、成本等優(yōu)勢突出且其他性能并不弱的天然石墨負(fù)極材料，成為當(dāng)前天然石墨產(chǎn)業(yè)亟需攻克的“卡脖子”關(guān)鍵點(diǎn)。

　　為破解制約天然石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，五礦石墨聯(lián)合行業(yè)院士專家團(tuán)隊(duì)、頭部企業(yè)和科研院所，共同圍繞石墨資源高質(zhì)化利用開展“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。如今，成果已經(jīng)初步顯現(xiàn)。王炯輝介紹了幾項(xiàng)自主創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)，包括天然石墨新型球化工藝、設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)突破，石墨利廢新材料開發(fā)，高純石墨制備創(chuàng)新工藝研究以及天然石墨基負(fù)極材料技術(shù)研發(fā)等創(chuàng)新成果。其中，新型球化工藝技術(shù)裝備顯著提升了石墨球化效率，將大幅降低鋰電池負(fù)極材料成本。

　　吳鋒表示，他所在的北京理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)正與五礦石墨科研團(tuán)隊(duì)圍繞天然石墨基負(fù)極材料在儲能電池體系中的應(yīng)用，共同探索和研發(fā)性能突出的天然石墨基鋰離子電池負(fù)極材料、新型鈉離子電池負(fù)極材料等方面的前沿技術(shù)，將為推動我國未來儲能電池體系應(yīng)用和可再生能源發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。(經(jīng)濟(jì)日報記者 王軼辰)

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