开云-国际能源署与欧洲专利局联合发布氢能专利分析报告

国内动力署与欧洲专利局联结公布氢能专利剖析陈诉

日期：2023-11-14起源：进步前辈动力科技策略谍报钻研中心

近日，国内动力署(IEA)与欧洲专利局(EPO)联结公布《完成清洁动力将来的氢能专利剖析》陈诉指出，应扩展氢能这一清洁动力载体的规模来完成动力转型，这需求正在氢能代价链进行宽泛的手艺改良以及翻新，并发明新的市场。陈诉基于2001-2020年的国内专利族数据，零碎剖析了寰球氢能供给、存储、调配、转化以及终端使用全链条手艺的倒退趋向，要害要点以下：

1、寰球氢能专利流动由欧洲以及日本主导，美国专利请求在降落，韩国以及中国的氢能翻新刚开端走向国内市场

2011-2020年约一半的氢能国内专利与制氢相干，其他散布正在氢的存储、调配、输运以及终端使用等环节。约28%的氢能国内专利由欧洲国度请求，其正在三年夜次要环节(氢能消费、储运及调配、终端使用)的绝对手艺劣势(RTA)指数也抢先于其余次要氢能翻新国度。日本也具备较强的氢能翻新气力，奉献了约24%的国内专利，且其增速快于欧洲，二者的年均复合增进率辨别为6.2%以及4.5%。美国奉献了20%的氢能国内专利，是次要氢能翻新国度中惟一请求量降落的国度。韩国(7%)以及中国(4%)国内专利请求数目无限但稳步增进，年均复合增进率辨别达到12.2%以及15.2%。

2、欧洲化工行业主导成熟氢能手艺翻新，但新兴氢能手艺专利请求的抢先企业来自汽车以及化学行业，专一于电解制氢以及燃料电池手艺

氢能代价链相干手艺能够分为两类，一是对化学以及炼油等行业成熟工艺的改良，二是减缓气象变动的新兴氢能手艺。此中，新兴氢能手艺正在2011-2020年间孕育发生的国内专利是成熟手艺的两倍，前者尤其存眷终端使用以及制氢，后者依然以氢的存储、调配以及转化为主导。成熟手艺的抢先请求机构次要是正在化石燃料制氢以及加工方面具备宽泛布景的化工公司，这些公司也正在向新兴手艺(如碳捕集、行使以及封存)拓展，以完成低排放制氢。新兴氢能手艺的抢先机构次要为日本以及韩国公司，年夜局部来自汽车行业，专利次要集中于电解制氢以及燃料电池使用畛域。年夜学以及公共钻研机构请求了约13%的氢能国内专利，仅前十年夜机构就占一切氢能国内专利的3%。这些机构以韩国以及欧洲机构为主，并对电解制氢等绿色制氢办法体现出激烈的存眷。

3、虽然以后氢气消费简直全副起源于化石燃料，但专利曾经显示出向低排放代替手艺的严重转变，预示着电解槽手艺的蓬勃倒退，欧洲正在制作才能方面曾经获得劣势

对过来20年制氢手艺专利趋向的比照剖析标明，手艺翻新从传统碳密集型手艺转向具备脱碳后劲的新手艺。2020年，新兴手艺孕育发生了近80%的制氢国内专利，其增进次要由电解制氢手艺翻新推进。2011-2020年，日本正在进步前辈碱性电解制氢以及更前沿的质子替换膜电解制氢专利流动抢先于寰球。但是，对这些手艺的制作才能投资还没有开端。欧友邦家踊跃参加专利翻新以及倒退制作才能，尤为是固体氧化物电解制氢，同时正在质子替换膜以及碱性电解制氢方面也做出了严重奉献。美国正在倒退质子替换膜电解槽制作才能方面十分踊跃，但专利流动有所有余。中国仅奉献了一小局部电解制氢国内专利，但正在制作才能方面投入了年夜量资金，简直全副投资更廉价的碱性电解槽手艺，该手艺较为成熟，但将来改良后劲较小。2007年以来，化石燃料制氢国内专利不断正在缩小，迄今为止低碳化石燃料制氢仅获得无限的专利。其余新兴制氢手艺翻新一样缺乏能源。2007-2011年，生物资或废料(经过气化或热解)制氢专利流动年夜幅添加，但尔后年夜幅降落。2010年以来，非电解路子合成水制氢的国内专利数目也略有缩小。

4、2001-2020年，现有储氢手艺改良及氢基氨/甲醇消费手艺专利流动稳步增进，但过来10年氢基燃料翻新得到了能源

过来20年，管道、长管拖车、高温液态储氢等成熟储运氢手艺吸引了愈来愈多的翻新工作，标明该行业有才能改良氢调配零碎的部署以及效率。2001-2020年，氢基氨/甲醇手艺的国内专利数目也有所添加，市场开端存眷氢基燃料手艺，其翻新次要由欧洲处置化石燃料制氢以及加工的公司推进。其余氢基燃料(如航空分解火油或分解甲烷)的提高也依赖于进步效率以及升高老本，但专利数据标明，这些手艺的翻新已得到了能源。2011-2020年，美国以及欧洲主导的分解燃料开发工作不断阻滞没有前。过来十年氢能长间隔运输手艺专利请求敏锐添加，液态无机氢载体(LOHC)专利复合年均增进率为12.5%，氨裂解专利增进率为7.8%。但这些手艺仅占氢能专利的多数，此中一半来自科研机构。

5、虽然氢冶金手艺获得了肯定停顿，但汽车行业氢能使用专利增速仍远高于其余氢能终端使用。但是，正在氢燃料短途运输及其余产业使用畛域，翻新还没有获得明显停顿

交通运输行业氢能国内专利的微弱增进次要由燃料电池汽车手艺翻新推进，另外另有大批长途航空使用手艺(尤为是无人机)。这些畛域的专利流动次要由日本以及韩国汽车公司主导，与质子替换膜电解制氢翻新孕育发生了协同效应。相比之下，应用氢、氨或甲醇作为燃料的内燃机以及燃气轮机手艺翻新还没有遭到比来政策推进，虽然这些手艺可用于短途运输。氢冶金专利自2014年继续降落后，正在2017年开端反弹。2011-2020年间，近40%的氢冶金专利来自多数钢铁消费商以及设施供给商。后者由欧洲公司主导，其正在将氢间接复原炼铁以及熔融复原炼铁等进步前辈手艺集成到新一代消费设施方面处于更抢先的位置。比来十年，氢能正在修建以及发电等使用相干国内专利请求量有所降落，日本之外地域对氢能修建使用缺乏兴味，并愈来愈存眷将燃料电池作为固定电力存储的代替处理计划。

6、氢能专利关于草创企业融资极为首要，向氢能草创企业的前期投资80%以上都流向了曾经提交专利请求的公司

正在391家氢能相干草创企业中，近70%至多请求了一项专利。氢能草创企业通常依赖专利来取得投资。2011-2020年，只有117家草创企业请求了陈诉钻研范畴内的国内专利，年夜少数位于欧盟(34%)以及美国(33%)，但这些企业吸引了55%的风投资金。并且，前期融资阶段有专利请求的公司融资金额正在一切草创企业融资金额占比继续增进。向氢能草创企业的前期投资有80%以上由已请求专利的公司取得。思考到初次地下募股(IPO)以及IPO后阶段取得的资金，这一比例进一步增至95%。氢能草创企业请求的国内专利次要存眷新兴手艺，如电解制氢以及燃料电池，但仍有约1/3的企业存眷成熟手艺改良，尤为是正在制氢畛域，标明仍有许多手艺开发流动环抱缩小自然气等化石燃料制氢排放开展。

7、没有同手艺以及地域氢能专利流动的没有平衡趋向标明，无机会采取政策举动，助力完成净零排放的将来

虽然氢能专利请求增进带来了总体踊跃的旌旗灯号，但仍有几个值患上存眷的成绩：

一、氢能手艺依赖于复杂的手艺代价链，象征着低排放氢的宽泛应用取决于此中最单薄的环节。翻新者对制氢手艺的注重推动其老本升高，但正在氢基燃料分解以及终端使用等畛域也需求改良老本以及功能。虽然对将来动力零碎的经济猜度模子普遍估计这些畛域的老本会升高，但专利数据标明其翻新流动仍有有余。

二、当局应当真思考供需手艺没有婚配的危险。试验室和贸易规模工场中开发的各类电解槽手艺为翻新提供了能源，并遭到行业以及区域竞争的推进。当局应疏导翻新转向新兴制氢手艺，缩小要害矿物依赖，或应用盐水或净化水等作为质料。但是，对这些手艺的投资取决于能否无意愿采办低排放氢，即取决于能否存正在适当的、有竞争力的氢转化以及终端使用手艺。

三、当局正在制订钻研议程以及鼓励私营部门投资翻新方面施展着要害作用。传统企业是氢能专利畛域的分量级企业，有才能拓展到新的细分市场，如活泼于燃料电池以及电解制氢畛域的汽车公司以及化学公司。应基于羁系、市场鼓励或金融、名目支持等方面出台政策，向钢铁、航空以及海运转业收回向清洁燃料转型的旌旗灯号，安慰现有公司的手艺翻新，同时也将催生新的草创企业。一样，将氢用于生物燃料以及固定式发电的专利流动也需求新的驱能源。

四、将来清洁氢能专利钻研需求监测的另外一个畛域是化石燃料制氢。为了年夜幅缩小排放量，一切基于化石燃料制氢手艺都应与气象指标放弃分歧，以正在将来净零动力零碎中施展作用。

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