長(zhǎng)久以來(lái)，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)廣泛流傳著一個(gè)說(shuō)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(shí)果真如此嗎？氫能專利的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(jiǎn)稱“《報(bào)告》”），該《報(bào)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(guó)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(guó)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(guó)在2011年后氫能專利占比快速下降，而韓國(guó)、中國(guó)在國(guó)際專利方面處于起步階段。

如圖1所示，目前，歐盟國(guó)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(guó)和法國(guó)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(guó)表現(xiàn)依然強(qiáng)勢(shì)，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(guó)家；來(lái)自韓國(guó)和中國(guó)的國(guó)際專利申請(qǐng)數(shù)量在這十年間并不多，但一直處于快速增長(zhǎng)狀態(tài)，平均年增長(zhǎng)率達(dá)到為12.2%和15.2%。

圖1 國(guó)際專利分布情況

 

 

來(lái)源：IEA

（2）從環(huán)節(jié)看，氫技術(shù)專利在氫氣制備、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用三大價(jià)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(dòng)力量，如汽車企業(yè)；但在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新仍主要來(lái)自傳統(tǒng)企業(yè)，如化工企業(yè)推動(dòng)。

圖2 不同環(huán)節(jié)專利分布及發(fā)展變化情況

 

 

來(lái)源：IEA

如圖2所示，《報(bào)告》表明，在2001-2020年期間，碳中和驅(qū)動(dòng)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(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用三個(gè)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(guó)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(bào)占比高達(dá)28%，全球第一。

2）2001-2020年氫氣儲(chǔ)運(yùn)相關(guān)的專利申報(bào)年復(fù)合增長(zhǎng)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(zhǎng)率達(dá)到13%，近年來(lái)更是成為專利申報(bào)的風(fēng)口；氫基燃料和固態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展相對(duì)緩慢。在過(guò)去十年，低碳?xì)浠剂?如合成甲烷、柴油或煤油)和固態(tài)儲(chǔ)氫方案在專利申報(bào)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(lái)，汽車氫應(yīng)用的專利申報(bào)超過(guò)其他所有新興氫應(yīng)用的總和，如圖7所示。其中日本、韓國(guó)在汽車領(lǐng)域的專利申報(bào)起了主要作用，占比達(dá)到39%，具體見(jiàn)圖3。

圖3 不同氫能應(yīng)用的專利發(fā)展情況

 

 

來(lái)源：IEA

（3）從申報(bào)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(bào)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(dòng)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(shì)，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(guó)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(kāi)發(fā)商如加拿大巴拉德、美國(guó)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(guò)去十年間，歐洲主導(dǎo)了綠氨和綠色甲醇的專利申請(qǐng)，占比分別達(dá)到34%和48%，其中德國(guó)表現(xiàn)突出，在兩個(gè)領(lǐng)域占比均達(dá)到14%。日本和美國(guó)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(bào)企業(yè)TOP10

 

 

來(lái)源：IEA

討論一：誰(shuí)在主導(dǎo)國(guó)際氫能專利？

根據(jù)IEA報(bào)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(dòng)的技術(shù)產(chǎn)生的國(guó)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(chǔ)運(yùn)專利發(fā)展。2011-2020年期間，歐洲領(lǐng)導(dǎo)了氫儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的專利活動(dòng)。在液氫環(huán)節(jié)占比達(dá)到50%，氣態(tài)儲(chǔ)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(chǔ)氫方面歐洲同樣也處于領(lǐng)先地位。美國(guó)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(chǔ)存技術(shù)中占比較低。

圖5 不同國(guó)家在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的專利情況

 

 

來(lái)源：IEA

討論二：中國(guó)氫能專利是多還是少？

值得一提的是，IEA的報(bào)告與中國(guó)國(guó)內(nèi)關(guān)于氫能專利的研究實(shí)踐有一定出入：根據(jù)國(guó)內(nèi)研究，中國(guó)的氫能專利在近年來(lái)發(fā)展蓬勃；但根據(jù)IEA報(bào)告，中國(guó)對(duì)于氫專利貢獻(xiàn)較少。

因此有讀者向氫云鏈提問(wèn)：國(guó)內(nèi)企業(yè)的專利是多還是少？未來(lái)會(huì)不會(huì)因?yàn)閷＠麊?wèn)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(jì)的是國(guó)際專利，而中國(guó)企業(yè)多數(shù)情況下僅申報(bào)了國(guó)內(nèi)專利。

目前專利多數(shù)情況下屬于防守戰(zhàn)術(shù)

一個(gè)國(guó)家或地區(qū)只保護(hù)在當(dāng)?shù)厣陥?bào)的專利

申報(bào)專利需要花費(fèi)一定的資金

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

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