天然石墨是戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源
1.石墨及制品已成為高技術產(chǎn)業(yè)的基礎性材料
天然石墨與稀土一樣,有“工業(yè)味精”的稱號,石墨新材料已成為新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,產(chǎn)業(yè)關聯(lián)性極強,膨脹石墨、各向同性石墨、氟化石墨、鋰離子電池石墨負極材料、金屬—石墨復合材料等已廣泛應用于節(jié)能環(huán)保、新能源、新一代信息技術、新能源汽車、高端裝備制造、新材料產(chǎn)業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)。2010年,歐盟委員會將石墨列為14種“對歐盟生死攸關的原料”之一。2013年,石墨烯和人腦工程入選歐盟“未來新興旗艦技術項目”,各獲得10億歐元的專項研發(fā)計劃資助。
2.天然石墨是我國寡占型礦產(chǎn)資源
石墨原料分為天然鱗片狀石墨(晶質(zhì)石墨)、天然土狀石墨(隱晶質(zhì)石墨)、人造石墨(原料主要為石油焦和瀝青焦)3種。根據(jù)美國地質(zhì)勘探局資料,世界天然石墨儲量為7100萬噸,中國儲量為5500萬噸,占世界的77%,其中晶質(zhì)石墨資源儲量占全世界的2/3,隱晶質(zhì)石墨資源占全世界的1/10。
雖然在很多領域,人造石墨和天然石墨差別不大。但天然石墨由于其優(yōu)良的特性,有一定的不可替代性。例如,隱晶質(zhì)石墨由于其本身的物理性質(zhì),是做各向同性石墨的最佳原料;在膨脹石墨方面,人造石墨無法取代晶質(zhì)石墨;在阻燃方面,天然石墨制品不但物理性能穩(wěn)定,還不會像磷系、氯系、溴系等其他阻燃劑產(chǎn)生有害物質(zhì)。
3.天然石墨的戰(zhàn)略價值隨技術進步不斷提升
例如金屬—石墨復合材料不僅具有金屬基體的性能,還能充分發(fā)揮石墨,特別是高純石墨自潤滑性好、化學穩(wěn)定性高、減震性好、導熱導電、線膨脹系數(shù)小等特點,在航空航天、冶金、機械等領域有廣泛用途。最新開發(fā)的石墨烯未來應用空間更為巨大,石墨烯可替代硅材料應用在芯片領域,將芯片速度提高到THZ級別。據(jù)有關機構(gòu)測算,全球每年半導體晶硅的需求量在2500噸左右,石墨烯如果替代1/10的晶硅制成高端集成電路,市場容量至少在5000億元以上。石墨烯制成的超級電容器,充電時間只需1毫秒。2010年全球超級電容市場規(guī)模在50億美元,并保持20%的增長率。
我國石墨產(chǎn)業(yè)正在重蹈稀土的覆轍
1.通過低價值應用和出口獲取短期利益
總體來看,我國基于高純石墨深加工及高端材料制備技術仍較為落后,石墨產(chǎn)品多數(shù)是中、低檔原料產(chǎn)品。我國石墨或石墨制品現(xiàn)在的主要消費領域為,耐火材料占總消費量的26%、鑄造15%、潤滑劑14%、制動襯片13%、鉛筆7%、其他(碳刷、電池、膨脹石墨等)25%。
在后端應用難以打開的情況下,石墨與稀土一樣,作為礦產(chǎn)資源低價出口供應全球。我國在1954年就開始向歐洲出口鑄造用鱗片石墨,1980年后含碳耐火材料由于鋼鐵工業(yè)大量使用使石墨出口量迅速增加。20世紀90年代以來,中國成為全世界天然石墨最大供應國,由于石墨過量出口,1993—2004年國際市場石墨價格在谷底徘徊,這期間國際市場天然石墨90%來源于中國。2005年后石墨出口價出現(xiàn)回升,我國出口量穩(wěn)步增加,近年穩(wěn)定在40萬噸以上。
2.發(fā)達國家利用天然石墨資源攫取高額利潤
世界上有60多個國家和地區(qū)進口石墨,進口量超過萬噸的主要是日本、美國、韓國、荷蘭、德國、意大利、英國、新加坡和印度尼西亞等。目前,德國、法國、美國、瑞士、日本等發(fā)達國家都對自己國內(nèi)的天然石墨資源進行封閉,不予開采,卻從石墨礦產(chǎn)輸出國低價購進石墨初加工產(chǎn)品經(jīng)過深加工后高價返賣,賺取巨額利潤。例如,我國往往以5000元/噸以下的價格出口天然鱗片石墨,卻分別以25000元/噸、超過200萬元/噸的價格從國外進口由此石墨生產(chǎn)的球形石墨和氟化石墨。美國有90個石墨制品企業(yè),天然石墨完全依靠進口。
發(fā)達國家的企業(yè)在產(chǎn)業(yè)下游往往形成了寡頭壟斷的態(tài)勢。例如氟化石墨主要由美、日、俄生產(chǎn);膨脹石墨,美、日、德、法等國的產(chǎn)業(yè)居領先地位,而且高純膨脹石墨只有日本生產(chǎn)。國外企業(yè)在很多領域已經(jīng)做了專利覆蓋,例如美國一家公司將柔性石墨作為導熱材料的相關專利進行全覆蓋,很難突破。