低碳技术专利:我国发展迅速但仍需努力

本文基于对专利数据库的检索结果，分技术领域分析了世界范围内低碳技术专利的发展态势。数据显示，1990年至2009年，全球共公开了11万余篇低碳技术专利申请。2004年以来，全球低碳技术专利申请量激增。太阳能、先进交通工具、建筑和工业节能相关技术领域是申请量最多的三个领域。各技术领域中，日本、美国等主要发达国家均处于较为领先的地位。我国在建筑、工业节能技术领域申请量较多，但先进交通工具技术领域申请量偏少。此外，我国的申请大量来自大专院校，企业申请数量少而且分散，各领域处于领先位置的企业申请量均不足百件，与国外企业申请动辄数百甚至上千件的状况形成鲜明对比。

2009年12月7日，192个国家的环境部长在哥本哈根召开联合国气候会议，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。这一世界性的会议再次将全球变暖等环境气候问题摆到全世界的面前。气候变化问题成为国际政治经济博弈的焦点之一，而低碳技术竞争将决定未来气候变化国际博弈的格局和走向。在这样的背景下，我们对低碳技术领域的专利进行检索分析，希望对我国低碳产业的研究和发展提供一定的参考和支持。

我们以汤姆森路透公司的德温特数据库(由于德温特数据库资料更新时滞等问题，2009年末数据可能与各国家局公布数据有出入，本次检索仅以德温特数据库内数据为基准)为基础，对1990年至2009年公开的相关专利进行检索。检索结果根据国际能源机构(International EnergyAgency，IEA)在2009年12月公布的《清洁能源研究、开发和示范的全球差距(Global Gaps in CleanEnergy Research，Development，andDemonstration)》中对低碳技术的分类进行分析统计。

检索结果共涉及专利11万余篇，其中太阳能，先进交通工具、建筑和工业节能相关技术领域的专利文献量占总检索量的76％。

从低碳技术专利年度申请量(图2)和公开量(图3)的趋势图可以看出，在1994年之前，低碳技术专利年申请量处于较为平稳的状态，1994年以后开始逐步上升，到2004年之后处于激增状态。这说明近年来低碳技术得到了广泛关注，并有大量资金投入该领域的研发。

太阳能

一般而言，太阳能是指太阳向地球辐射的能量。目前利用太阳能的技术主要包括：太阳能加热一制冷(solarHeating and Cooling，SHC)，例如太阳能热水器和太阳能空调；太阳能光伏材料。例如光伏材料、光伏器件及其制备；太阳能集中发电，即规模型太阳能发电站；其他太阳能应用，例如利用太阳能进行废水处理等。在检索得到的太阳能技术相关专利中，有近14500件为日本(JP)专利，占所有太阳能技术相关专利的42％，说明日本在太阳能领域的技术优势明显。

注：本文中国别代码：中国(CN)，日本(JP)，韩国(KR)，美国(US)，德国(DE)，欧洲(EP)，世界(WO)，其他国家和地区(Other)。

先进交通工具

先进交通工具相关技术是指能够显著降低交通工具尾气排放以及能够提高燃料利用效率的技术。根据奥斯陆气候和环境国际研究中心2008年在美国《国家科学院学报》月刊上刊登的研究报告，在过去10年之中全球二氧化碳排放总量增加了13％，而源自交通工具的碳排放增长率却达25％。从检索结果来看，先进交通工具的研发从1994年开始起步，日本在这方面优势明显。2004年之后，该领域专利申请猛增，呈现出较为猛烈的增长势头。

建筑和工业节能

建筑和工业节能技术分为建筑节能技术和工业节能技术，主要包括：建筑物节能技术，例如使用真空绝热层保持室内温度的技术；建筑物照明、通风，供热和制冷方面的节能技术；水泥、混凝土等建筑材料工业中的节能技术；纺织、造纸以及石化、化工工业中的节能技术；冶金工业中的节能技术。根据国际能源机构的报告，工业生产消耗了全世界1／3的终端能源消耗，并且排放了近40％与能源相关的二氧化碳。而五个最耗能的工业(钢铁工业、水泥工业、石化工业、造纸工业和炼铝工业)排放的二氧化碳占了所有工业直接二氧化碳排放的75％。

2005年之前，大量建筑和工业节能领域专利在日本申请。2000年以后，我国该领域专利开始增长，到2005年迅速增加，使得在该技术领域我国专利申请数量较多。

煤技术

这里的煤技术主要是指洁净煤技术，即从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术，主要包括：清洁的煤开采技术，包括煤的开采，脱气脱硫、运输以及焦化、混合，成块、浆化等技术；清洁的煤燃烧技术，提高煤的燃烧效率，降低二氧化碳和其他有害气体的排放，例如煤的富氧燃烧：煤转化技术，例如将煤气化、液化，以提高煤的利用效率。由于我国是产煤大国，该领域技术的发展对于我国能源结构的改变有着较为重要的影响。在2005年之后，我国在煤技术领域的专利申请开始迅速增长。

碳捕捉和储存

碳捕捉和储存，是指将工业生产产生的二氧化碳，或者大气中的二氧化碳通过吸收，捕捉等方式分离出来，并且固定下来或者输送到一定地方储存，或者使用所获得的二氧化碳作为原材料进行生产。其主要包括二氧化碳捕捉分离技术，例如采用物理方法从工厂(尤其是发电厂)尾气中收集高浓度二氧化碳，或者使用化学方法用碱性物质吸收二氧化碳的方法，二氧化碳运输和封存，包括将二氧化碳注入地层或者海底；二氧化碳采油，主要是利用二氧化碳进行采油(气)，提高采油率；二氧化碳应用，主要是指使用二氧化碳作为原材料制备其他有用的物质。该技术首先在西方兴起，由于目前对该技术还具有安全和成本的疑问，我国在这方面投入不大。

风能

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上水力发电可开发利用的水能总量还要大10倍，有着巨大的应用前景。

风能应用技术主要包括：风力发电技术，包括风力发电方法、风力发电涡轮等风能应用的关键技术；风资源探测和预报技术。在1998年之后，世界范围关于风能发电的专利申请猛增，我国在2005年出现大量关于风力开发的专利。

智能电网

智能电网(smart Grid)是指利用先进的技术提高电力系统在能源转换效率、电能利用率，供电质量和可靠性等方面的性能。智能电网的基础是分布式数据传输、计算和控制技术，以及多个供电单元之间数据和控制命令的有效传输技术。欧美在近几年大力投资推动智能电网技术的发展，我国正在拟制定智能电网行业标准。

智能电网技术主要包括先进配电技术，包括电力传输，例如超高压输电或超导输电；电力储存和管理技术，例如不间断供电，电能质量调整和动态电压恢复器等；终端用户反馈，例如需求侧管理，自动读数等技术。智能电网技术在我国有着广阔的应用前景，目前我国专利申请主要集中在科研单位，从一个侧面说明了该技术在我国还处于起步阶段，有待进一步发展。

生物能源

生物能源是指利用生物可再生原料及太阳能生产的能源，主要包括生物燃料，例如利用生物制造燃料乙醇和生物柴油：生物质能，例如利用生物质燃料替代石化燃料；生物能发电，指直接使用生物质进行发电。生物能源技术从1994年开始兴起，2004年之后申请量开始骤增，在该技术领域的我国专利申请，使用生物质能燃烧相关技术相对较多。

其他能源

其他能源是指能够用于发电的其他清洁能源，主要包括潮汐能发电技术，地热发电技术，以及废热发电技术。其他能源的利用受自然环境限制较大，因而该技术领域专利申请量较为平稳，每年申请数量在百件之下。我国专利申请主要集中在潮汐能发电方面，地热、废热发电技术相对较弱。

我国低碳行业专利简况

在我国申请的专利中，建筑、工业节能技术领域申请的专利占比较重，与世界低碳技术专利申请分布相比，先进交通工具技术领域申请量偏少。另外，在所有我国专利中，发明专利占比刚好过半，专利申请质量不容乐观。

从我国低碳技术专利申请公开趋势图中可以看出，我国专利申请量在2004年之后增长迅速，说明这些年我国较好地落实了发展低碳经济的政策，开始重视低碳技术的开发和发展。

然而，这些专利申请多集中在科研单位，企业专利申请零散。这说明我国企业在低碳技术领域研发能力不足，与国际先进企业相比还有不小的差距。