石墨应用于哪些行业?
石墨广泛应用于传统领域和战略新兴领域
石墨具有独特的物理结构,优异的物理化学性质,是一种用途广泛的战略性矿产资源,是传统产业和战略新兴产业所必须的基础矿物原料,也是支撑高新技术发展的重要战略资源。
在传统领域,石墨主要应用在冶金、铸造、机械、化学、轻工业等方面。在冶金工业方面,主要应用于冶金、耐火材料等;在铸造业方面,用作增碳剂、压膜材料等;在机械工业方面,用作坩埚等模具、制动衬片、润滑剂等。在化学工业方面,主要用于制作垫片、各种抗腐蚀设备等。在轻工业中,石墨主要用于制作玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂,同时也可以制造铅笔和人造金刚石等材料。
在战略性新兴领域,石墨主要应用在电气、核工业、航天及国防工业、新能源、新材料等方面。在电气工业方面,主要用于碳素电极,电池等的制造;在核工业方面,多用于生产中子减速剂和防护材料等;在航天工业及国防工业方面,主要用于火箭的制造、导弹耐热材料以及人造卫星上的导电结构材料等的制造;在新能源、新能源汽车方面,多用于生产锂离子电池、动力电池,超级电容,继而服务于电动汽车、风电、光伏发电等;在新一代信息技术方面,可用于做计算机芯片,石墨烯锂电池、石墨烯超级电容等;在环境保护方面,可用于生产膨胀石墨,它是海上处理油污染的新型材料,同时也是现代建筑或特殊部门的阻燃防火材料之一。
晶质石墨被列入战略性矿产目录
在《全国矿产资源规划(2016-2020年)》中,晶质石墨被列入战略性矿产目录中,作为矿产资源宏观调控和监督管理的重点对象,并在资源配置、财政投入、重大项目、矿业用地等方面加强引导和差别化管理,提高资源安全供应能力和开发利用水平。规划中还明确提出,加强晶质石墨等战略性新兴产业矿产的保护,明确资源开发利用效率准入条件,确保优质优用;加强对晶质石墨等战略性矿产重要矿产地的储备,探索采储结合新机制。
《全国矿产资源规划(2016-2020年)》也对石墨的开采和勘察等制定了一系列的要求。强化优质石墨资源雀腔保护和合理利用;完成全国石墨资源评价,划定一批国家规划矿区,强化石墨资源的合理开发利用与有效保护。加强黑龙江鹤岗与鸡西、内蒙古兴和与阿拉善、四川巴中等优质石墨资源的再评价,打造一批石墨资源基地。鼓励石墨资源高效开发、优质优用,确保上游资源开发与高端新能源负极材料、石墨烯材料、油泄漏喊改环保材料、渗硅石墨、生物医药材料等下游产业协同发展。
中国是全球石墨的主要供给国
从储量看,全球石墨矿产资源分布非常广泛,但储量分布相对集中。全球范围内,很多国家如土耳其、莫桑比克、韩国等地都有石墨资源分布,但其储量分布相对集中。其中,鳞片状石墨集中分布于中国、印度、莫桑比克、巴西等国。隐晶质石墨主要分布在土耳其、中国、墨西哥等国,脉状石墨分布在斯里兰卡。
2016年,由美国地质调查局数据显示,全球石墨储2.5亿吨,其中土耳其、中国、巴西的总储量占世界储量的85%以上,其中土耳其9000万吨,占比36.0%;中国5500万吨郑岁判,占比22.0%;巴西7200万吨,占比28.8%;莫桑比克1300万吨,占比5.0%;印度800万吨,占比3.2%;坦桑尼亚510万吨,占比2.04%;墨西哥310万吨,占比1.24%等。
从产量看,全球石墨产量波动变化较大。2010年产量为925千吨,2016年达到了历史峰值,1200千吨;2017年出现断崖式下降,降至897千吨;2018年小幅回升至930千吨。分析原因,一方面是受下游行业影响,石墨的战略新兴地位在全球都受到重视,各国在资源开采上实行了总量控制;另一方面原因,也是受环保政策限制,开采受限。
从产量看,2010-2018年我国石墨产量也呈波动性变化,2017-2018年产量出现骤降,也是受环保政策和石墨资源战略性地位两方面的影响。此外,中国在全球石墨行业也占据主要地位,2010-2018年中国占全球石墨总产量比重基本保持在64%-70%之间。
环保痛点待解决
中国既是石墨资源大国,也是生产第一大国和出口第一大国,但却不是石墨强国。与石墨工业发达、技术先进的国家如美国、日本、德国等相比,我国石墨产业发展相对落后,目前仍以原料及初级加工产品生产为主,并且仍存在如采选工艺落后、科技创新能力弱、环境破坏、资源浪费等很多问题。
从环境污染来看,随着经济的发展,社会对资源的需求量只增不减,资源的开发利用过程不可避免地要破坏和改变自然环境。石墨资源在中国多为地表开采,对环境的破坏更为严重。
与此对应,为引导石墨行业健康发展,优化产业结构,遏制低水平重复建设,保护生态环境,提升安全水平,依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》等有关法律法规及产业政策,工业和信息化部也发布《石墨行业准入条件》,其中也提出了环保要求。
我国石墨行业探明储量和开采规划
随着现代科学技术和经济的不断进步提高,战略性新兴产业,将会是获取未来竞争新优势的关键领域,并代表了新一轮的科学技术革命、产业变革的方向。石墨凭借其多种优良性能成为21世纪战略性新兴产业发展不可或缺的重要材料石墨资源。石墨在传统产业领域消费增速将放缓,而在战略性新兴产业领域中石墨的消费应用快速增加,石墨的消费正在或将会由传统产业领域向战略新兴产业畛域转变。被称为“黑金”的新材料之王-石墨烯,将会使石墨的用途提升到一个新的高度。
到2020年,石墨等资源基地超过80%;2016-2020年,石墨勘查主要指标新增查明资源储量为600矿物万吨;2025年远景目标,石墨开发利用与保护主要指标为95矿物万吨。
更多数据及分析请参考前瞻产业研究院《中国石墨及碳素制品行业产销需求与投资预测分析报告》。
中国
一、燃料电池发展背景
燃料电池原理很早被提出,但受技命层附精茶术所限与高昂的成本,发展速度十分缓慢。近些年燃料电池相关技术不断进步,特别是丰田等日本公司的大力推进下,部分燃料电池汽车已实现量产。
燃料电池汽车历史
资料来源:智研咨(zi)询整理
相较全球汽车销量,目前电动汽车销量占比仍不足1%,按照IEA预测,2030年电动汽车渗透率将达到15%,2018年-还民此待同又就事2030年每年则需要增长30%。插电混动汽车2012年后开始进入今思市场,目前,中国市场占比约为25%,美国约为43%格时你很被胶燃激绿苦,欧洲市场的PHEV占比更高。
二、燃料电池汽车定义及结构
燃料电池汽车英文缩写FCV,是一种利用氢燃料血延据军味争黄善作作为长时间续航,传统电池作为瞬间大电流输出互相配合的一种新型动力汽车。车用燃料电池系统通常使用高纯度的压缩氢气或者甲醇、甲酸、固态储氢等其他介质加重整系统所得到的高纯度氢气。与传统统车审头活行标体已新的电动汽车相比较,困反己害燃料电池汽车的电力来源为氢气通过燃料电池系统发电,传统电动汽车的能源来自于电网。
燃料电池汽车结构示破土意图
资料来源:智研咨(zi)询整理
动力控制单元,动力控制单元能在不同的行驶工况下控制不同的充放电策略。
电机,它由驱动电池和燃料电池来杂他抗压县杀买供电,受前端的动力控制单元控制。
升压逆变器,它把电池输出的低压DC,转换成高压AC,供给交流电机。
燃持育损单飞铁奏布成需料电池反应堆,输出功率为114kW,是整车的斗每操动力来源。
驱动电池,用来回收制动能量(再生制动),加速时辅助燃料电池供电。
储氢罐,由三层碳纤维强化塑料结构构成,700个大气营菜评案布将移挥亚源压,氢气解压后以液态氢的方式储存在燃料电池中,添加液态氢的过程加满大约需要3-5min。
三、中国燃料电池产业发展现状
需车意大短且县车架座(1)燃料电池汽车市场
整车开发先段便许保座严方面,目前,我国已经初步掌握整车、动力系统与核心部件的核心技术并具有整车生产能力。
但是,在燃料电池汽车车型平台开发方面,以上汽股份、上海大众、一汽、长安、奇瑞等公司为代表开发的燃料电池轿车均基于传统内燃车或纯电动汽车进行改制,尚未掌握燃料电池汽车专用车身、底盘开发、底盘动力学主动控制等关键技术。
根据智研咨(zi)询发布的《2020-2026年中国氢燃料电池汽车行业发展动态分析及投资方向研究报告》数据显示:2019年1-9药越乐就跳带传月,新能源汽车产销分别完成言律本服占景它取厚裂本88.8万辆和87.2万辆,比2018年同期分别增长20.9%和20.8%。其中燃料电池汽车产销分别完成1315辆和1251辆,比2018年同期分别增长7.7倍和7.6倍。
2015-2019年9月全国中国燃料电池汽车销量情况统计
资料来源:中国汽车工业协会、智研咨(zi)询整理
(2)燃料电池电堆
燃料电池电堆开发方面,已形成包括明天氢能、新源动力、武汉理工新能源、弗尔赛、等在内的具有自主知识产权的燃料电池电堆生产厂家,在电堆上游配套方面,MEA、碳纸、质子膜、石墨双极板和金属双极板等均已实现国产化。目前已具备60kW以内的单个燃料电池电堆开发能力,体积比功率基本可达到/L,与国际领先水平/L仍有差距。
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