根據(jù)市調公司IDTechEx Research預測,石墨烯市場將在2026年時成長至2.2億美元的規(guī)模,這項預測主要著眼于原材料,而不包括采用石墨烯制造的產品產值(IDTechEx說明這一類產品中有許多只增加了極低的wt%石墨烯成份)。D9aesmc
隨著營收的成長,平均銷售價格持續(xù)降低,這意味著2026年將達到每年近3.8萬噸的石墨烯銷售量。在最新的《石墨烯、2D材料和碳納米管的市場、技術與機會:2016-2026》(Graphene, 2D Materials and Carbon Nanotubes: Markets, Technologies and Opportunities 2016-2026)研究報告中,IDTechEx Research指出,這一產業(yè)至少將在2021年以前保持產能過剩的狀況,其后則需要增加新的產能。預計在2026年,約有90%的市場產值都將來自于石墨烯微片(相對于石墨烯薄膜)。
石墨烯市場將被區(qū)分成多種應用領域,反映出石墨烯的不同屬性。D9aesmc
“整體而言,我們預期功能性油墨和涂層將會較早進入市場。這是我們在幾年前就預測過的發(fā)展趨勢,如今已可觀察到一些原型與小量產應用的出現(xiàn),”IDTechEx咨詢主任表示。的確,根據(jù)IDTechEx Research預測,功能性油墨與涂層市場將在2018年達到21%的市占率。D9aesmc
然而,能量儲存與復合材料最終將成長為最大的領域,在2026年時分別占據(jù)大約25%和40%的市場。D9aesmc
2016-2026年石墨烯應用市場成長預測(來源:IDTechEx Research)D9aesmc
去年,IDTechEx的研究預測,石墨烯產業(yè)中的企業(yè)多半仍持續(xù)赤字經營,因此估計值多半也都萎縮了。如今,根據(jù)最新的統(tǒng)計與企業(yè)報表顯示大部份仍在虧損經營,更加證實了這一預測。最新的估計數(shù)字也隨之調降。因此,一些公司開始尋求在公開市場籌募資金。D9aesmc
然而,整體產業(yè)正經歷全面的營收成長。根據(jù)該報告指出,石墨烯市場將在今年產生3千萬美元的產值,但研發(fā)補助部份約占50%。分析師強調,這顯示資金贊助機構在石墨烯的初期發(fā)展階段具有重要作用。D9aesmc
其目標在于協(xié)助石墨烯企業(yè)得以在商業(yè)化鴻溝中持續(xù)長期穩(wěn)定經營。然而,問題在于目前的商業(yè)環(huán)境中充斥著太多資本不足以及產品同質的廠商,使得各家的營收難以增加。D9aesmc
因此,DTechEx Research認為,目前,整并的時機已經成熟了,因為實際的市場需求無法支撐所有的廠商。透過合并將有助于減少市場分化,同時創(chuàng)造出更能自主經營的較大規(guī)模合并企業(yè)。D9aesmc
石墨烯正致力于尋求替代碳納米管(CNT),但至今尚未發(fā)現(xiàn)殺手級應用。不過,Ghaffarzadeh強調,這因而形成了一個長期且嚴重的降價壓力,因為即使是最昂貴的碳,價格也正迅速下滑——多壁碳納米管(MWCNT)價格已低于50美元/Kg。D9aesmc
有 些供貨商已經開始為某些類型的石墨烯提出遠低于100美元/Kg的報價了。低個位數(shù)的產能利用率將有助于避免資本支出(CapEx)貶值以及進一步降價, 不過,業(yè)界擔心這種途徑將導致石墨烯產業(yè)過早商品化,并進一步導致全面降價。由于這些因素加上多種生產方法的影響,使得目前市場上的價差達數(shù)十倍。D9aesmc
左圖:對于新的石墨烯公司累積的投資金額高達2億美元。不包括大型組織內部研發(fā)支出。右圖:2026年石墨烯公司的營收預期。包括一些有限的設備銷售。(來源:IDTechEx Research)D9aesmc
石墨烯供貨商瞄準多個不同的領域
在早期,石墨烯供貨商瞄準多個不同的領域。如今,這一產業(yè)已經累積足夠的市場反饋,得以開始專注與集中在幾個具體的應用領域。D9aesmc
導電油墨和其它功能性涂層成為許多應用的優(yōu)先考慮,這是因為在這方面存在較簡化的價值鏈,因而十分易于取得。實際的應用也很多,如防腐蝕涂料、透明導電電子、血糖試紙、汽車座椅頭枕、除冰器等。D9aesmc
正如其他許多領域一樣,石墨烯還可作為添加劑。例如,加入碳油墨中可改善導電性、加入鋅基防腐蝕涂料,則可減少鋅負載等等。IDTechEx Research的研究預測,石墨烯材料供應方面將在2022年達到近2,500萬美元的市場。D9aesmc
此外,能量儲存也將成為石墨烯的關鍵領域。IDTechEx Research預測2026年將有1億美元的石墨烯銷售用于能量儲存領域。石墨烯可作為鋰離子電池電極的添加層,成為近期最主要的機會。市場上已經可以 看到一些產品了,IDTechEx Research的分析并顯示,包括亞洲等地的多家電池制造商正處于產品驗證的后期階段。此外,碳納米管在此領域也相當成功。D9aesmc
在此領域中,石墨烯將發(fā)揮添加劑的作用,以提高碳基鋰離子的電極性能。但目前還看不出哪一種石墨形態(tài)或類型勝出:根據(jù)不同的電池制造商,選擇標準將取決于每一種電池中實際使用的成份。值得注意的是,電池電極經常采用漿料或膏狀涂層。D9aesmc
硅陽極與鋰硫電池也帶來了長期的機會。根據(jù)IDTechEx Research最新的報告,這些設備將在2026年分別占據(jù)43億美元和12億美元的市場。藉由解決石墨烯主要的缺點——循環(huán)壽命有限,將有助于實現(xiàn)這 一市場規(guī)模。早期的研究結果顯示,透過為硅陽極吸收一些容量變化,石墨烯就能用于硅陽極電池;藉由擷取LiS顆粒以免于多次穿梭過程,則有助于實現(xiàn)鋰硫電池應用。D9aesmc
復合材料也一直是石墨烯最具吸引力的市場。IDTechEx Research預計在這方面的材料供應將在2026年時成長至近6,000萬美元的規(guī)模。理想的應用是以石墨烯作為添加層,將低成本與效能的塑料轉變成 為低成本且高效能的材料,從而改變塑料類型的市場層次結結構。D9aesmc
根據(jù)早期的研究結果顯示,在將機械、熱與滲透特性傳至其主體材料時,石墨烯微片能以低負載率展現(xiàn)優(yōu)越的效果。相較于漿料與膏料,石墨烯微片的關鍵挑戰(zhàn)在于形成更好的分散性。D9aesmc
此外,碳納米管在復合材料方面的應用也十分成功,尤其是它可以實現(xiàn)導電塑料。IDTechEx Research預計,碳納米管在這方面的表現(xiàn)更甚于石墨烯。這是因為碳納米管的優(yōu)點在于其原生的形態(tài):細長的碳納米管能以較低的wt%負載值滲透傳達。D9aesmc