長久以來，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廣泛流傳著一個說法：“氫能專利被日本壟斷，所以中美不愿發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，避免給日本打工。”事實果真如此嗎？氫能專利的國際競爭情況究竟如何？

2023年1月，IEA發(fā)布了《Hydrogen patents for a clean energy future》（以下簡稱“《報告》”），該《報告》基于歐洲專利局的專利數(shù)據(jù)（2001 年-2020 年），討論了氫能國際技術(shù)專利的地區(qū)分布、環(huán)節(jié)分布、企業(yè)分布等情況，完整地體現(xiàn)了在國際層面的氫能技術(shù)的發(fā)展和分布情況。氫云鏈概況要點(diǎn)如下：

（1）從地區(qū)看，歐美日在氫能專利方面仍然處于領(lǐng)先地位，歐美基本平分秋色。其中，美國在2011年后氫能專利占比快速下降，而韓國、中國在國際專利方面處于起步階段。

如圖1所示，目前，歐盟國家是氫專利的全球領(lǐng)導(dǎo)者，在2011-2020年期間新增專利占比達(dá)到28%，其中德國和法國表現(xiàn)出眾，分別占比11%和6%；日本在2011-2020年間的專利占比高達(dá)24%；美國表現(xiàn)依然強(qiáng)勢，十年間氫能專利占比達(dá)到20%，但它是全球氫能產(chǎn)業(yè)主要發(fā)展地區(qū)中專利數(shù)量唯一下降的國家；來自韓國和中國的國際專利申請數(shù)量在這十年間并不多，但一直處于快速增長狀態(tài)，平均年增長率達(dá)到為12.2%和15.2%。

圖1 國際專利分布情況

 

 

來源：IEA

（2）從環(huán)節(jié)看，氫技術(shù)專利在氫氣制備、儲運(yùn)、應(yīng)用三大價值鏈環(huán)節(jié)的分布基本均衡。其中，在制備與應(yīng)用環(huán)節(jié)中，碳中和成為氫技術(shù)創(chuàng)新的主要推動力量，如汽車企業(yè)；但在儲運(yùn)環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新仍主要來自傳統(tǒng)企業(yè)，如化工企業(yè)推動。

圖2 不同環(huán)節(jié)專利分布及發(fā)展變化情況

 

 

來源：IEA

如圖2所示，《報告》表明，在2001-2020年期間，碳中和驅(qū)動產(chǎn)生的專利數(shù)量是傳統(tǒng)氫能專利數(shù)量的兩倍以上。其中，制備、儲運(yùn)、應(yīng)用三個環(huán)節(jié)結(jié)論如下：

1）電解制氫成為制氫專利主流方向。2020年電解制氫的專利占到氫能專利總數(shù)的12%。歐美日在大多數(shù)制氫技術(shù)專利中處于領(lǐng)先地位。其中歐洲在天然氣制氫領(lǐng)域的專利占比領(lǐng)先，達(dá)到39%；美國在電解制氫方面有所落后，占比僅為13%；日本在電解制氫方面的專利申報占比高達(dá)28%，全球第一。

2）2001-2020年氫氣儲運(yùn)相關(guān)的專利申報年復(fù)合增長率達(dá)到13%。其中，壓力容器、管道和相關(guān)輔助設(shè)備(如低溫?zé)岜谩㈤y門)等基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新水平高；液氫和車載氫系統(tǒng)的復(fù)合平均增長率達(dá)到13%，近年來更是成為專利申報的風(fēng)口；氫基燃料和固態(tài)儲氫發(fā)展相對緩慢。在過去十年，低碳?xì)浠剂?如合成甲烷、柴油或煤油)和固態(tài)儲氫方案在專利申報上活力不足。

3）汽車是氫能應(yīng)用專利的火車頭。自2001年以來，汽車氫應(yīng)用的專利申報超過其他所有新興氫應(yīng)用的總和，如圖7所示。其中日本、韓國在汽車領(lǐng)域的專利申報起了主要作用，占比達(dá)到39%，具體見圖3。

圖3 不同氫能應(yīng)用的專利發(fā)展情況

 

 

來源：IEA

（3）從申報企業(yè)看，化工企業(yè)與汽車企業(yè)是氫能專利的主要申報單位。其中化工企業(yè)主導(dǎo)了傳統(tǒng)氫能技術(shù)的創(chuàng)新，汽車企業(yè)和設(shè)備企業(yè)主導(dǎo)了碳中和驅(qū)動的氫技術(shù)創(chuàng)新。具體亮點(diǎn)如下：1）氫內(nèi)燃機(jī)僅在船舶領(lǐng)域與燃料電池持平。在汽車及航空領(lǐng)域，燃料電池都占據(jù)了明顯優(yōu)勢，僅在船舶領(lǐng)域氫內(nèi)燃機(jī)與燃料電池基本持平。2）車企引領(lǐng)車用氫能國際專利發(fā)展。車用燃料電池專利top10為9家車企與一家零部件企業(yè)——博世，占比高達(dá)80%。燃料電池開發(fā)商如加拿大巴拉德、美國普拉格等專利較少。3）歐洲主導(dǎo)綠色甲醇與綠氨的專利發(fā)展。過去十年間，歐洲主導(dǎo)了綠氨和綠色甲醇的專利申請，占比分別達(dá)到34%和48%，其中德國表現(xiàn)突出，在兩個領(lǐng)域占比均達(dá)到14%。日本和美國在綠氨方面的專利總和略低于歐洲，在綠色甲醇方面更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，

圖4 2011-2020年碳中和引發(fā)的氫專利申報企業(yè)TOP10

 

 

來源：IEA

討論一：誰在主導(dǎo)國際氫能專利？

根據(jù)IEA報告，碳中和已經(jīng)成為氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主要因素。

2001-2020年期間，氣候驅(qū)動的技術(shù)產(chǎn)生的國際專利數(shù)量是現(xiàn)有技術(shù)的兩倍多。如圖5所示，歐洲引領(lǐng)氫儲運(yùn)專利發(fā)展。2011-2020年期間，歐洲領(lǐng)導(dǎo)了氫儲運(yùn)領(lǐng)域的專利活動。在液氫環(huán)節(jié)占比達(dá)到50%，氣態(tài)儲運(yùn)環(huán)節(jié)占比達(dá)到38%，加注環(huán)節(jié)達(dá)到39%，供氫網(wǎng)絡(luò)占比達(dá)到32%。在低碳?xì)浠剂虾凸虘B(tài)儲氫方面歐洲同樣也處于領(lǐng)先地位。美國則在供氫網(wǎng)絡(luò)(占比26%)、氫基燃料(占比23%)、氫化物(占比26%)及吸附(占比22%)等方面表現(xiàn)活躍，但在其他已建立的氫運(yùn)輸及儲存技術(shù)中占比較低。

圖5 不同國家在儲運(yùn)環(huán)節(jié)的專利情況

 

 

來源：IEA

討論二：中國氫能專利是多還是少？

值得一提的是，IEA的報告與中國國內(nèi)關(guān)于氫能專利的研究實踐有一定出入：根據(jù)國內(nèi)研究，中國的氫能專利在近年來發(fā)展蓬勃；但根據(jù)IEA報告，中國對于氫專利貢獻(xiàn)較少。

因此有讀者向氫云鏈提問：國內(nèi)企業(yè)的專利是多還是少？未來會不會因為專利問題影響到產(chǎn)業(yè)發(fā)展？

氫云鏈認(rèn)為，出入的原因在于IEA統(tǒng)計的是國際專利，而中國企業(yè)多數(shù)情況下僅申報了國內(nèi)專利。

目前專利多數(shù)情況下屬于防守戰(zhàn)術(shù)

一個國家或地區(qū)只保護(hù)在當(dāng)?shù)厣陥蟮膶＠?/span>

申報專利需要花費(fèi)一定的資金

目前國內(nèi)企業(yè)在海外的業(yè)務(wù)較少、市場預(yù)期較低，同時革命性的技術(shù)創(chuàng)新較少，因此國內(nèi)企業(yè)對于申報國際專利的必要性和主管意愿都較低——造成了國內(nèi)氫能專利領(lǐng)域活力十足，但在IEA報告中卻剛剛起步的情況。

未來隨著國內(nèi)企業(yè)走向國際市場，以及原創(chuàng)的關(guān)鍵性技術(shù)的增加，中國在國際層面的氫技術(shù)專利數(shù)量也將顯著增加。但目前看，國人無須擔(dān)心！國際專利情況不影響國內(nèi)氫能市場發(fā)展。