| 系列報(bào)告 | 新能源（燃料電池）產(chǎn)業(yè)專利導(dǎo)航系列第17期：加氫技術(shù)篇 | ||
| 發(fā)布時間:2024-05-13 17:18:00 | 瀏覽次數(shù)： | ||
以下文章來源于深圳市氫能與燃料電池協(xié)會 ，作者SHFCA
深圳市氫能與燃料電池協(xié)會.
報(bào)告簡介 新能源（燃料電池）產(chǎn)業(yè)專利導(dǎo)航系列研究報(bào)告是基于深圳市標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院、廣州恒成智道信息科技有限公司共同開展的新能源（燃料電池）產(chǎn)業(yè)專利導(dǎo)航項(xiàng)目研究成果，圍繞新能源燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況、深圳市區(qū)域特色開展專利導(dǎo)航研究等主題內(nèi)容，系統(tǒng)梳理了制約深圳市新能源燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題和關(guān)鍵技術(shù)，為深圳市新能源燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑提供導(dǎo)航建議。深圳市氫能與燃料電池協(xié)會作為新能源（燃料電池）產(chǎn)業(yè)專利導(dǎo)航項(xiàng)目成果信息的重點(diǎn)應(yīng)用實(shí)施單位，將在本平臺進(jìn)行該專題的系列推送，歡迎關(guān)注。
第17期 加氫技術(shù)篇 
PART01 摘要
加氫站作為上游制氫運(yùn)氫與下游燃料電池應(yīng)用的“鏈接”樞紐，對新能源（燃料電池）產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵作用。本文針對加氫站關(guān)鍵技術(shù)與國外仍存在較大差距的問題，從專利申請趨勢、專利區(qū)域分布、重點(diǎn)創(chuàng)新主體、主要技術(shù)構(gòu)成、協(xié)同合作創(chuàng)新等角度對加氫技術(shù)專利進(jìn)行分析，明晰加氫技術(shù)專利布局態(tài)勢、競爭格局。在氫能尤其是加氫站行業(yè)起到推動加快國產(chǎn)化加氫設(shè)備高價值專利布局作用。
PART02 背景
氫能是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向，是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點(diǎn)。作為氫能應(yīng)用的先導(dǎo)領(lǐng)域，氫燃料電池汽車的運(yùn)營離不開加氫站，同燃油車與加油站的關(guān)系一樣，加氫站是氫能源產(chǎn)業(yè)上游制氫運(yùn)氫和燃料電池應(yīng)用的關(guān)鍵樞紐。加氫站的布局和建設(shè)是氫燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展的突破口，在很大程度上決定了氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
當(dāng)前，我國加氫站數(shù)量居世界前列，并且已經(jīng)具備35MPa和70MPa等級氣態(tài)加氫站的集成設(shè)計(jì)能力，但是在關(guān)鍵裝備和核心技術(shù)上仍然面臨受制于人的局面。因此，本期將以加氫技術(shù)專利數(shù)據(jù)作為分析對象，從專利申請趨勢、專利區(qū)域分布、重點(diǎn)創(chuàng)新主體等多個方向了解加氫技術(shù)專利動向，旨在助力氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加緊補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈，推動氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
PART03 加氫技術(shù)專利分析
（一）專利申請趨勢
近年全球加氫技術(shù)進(jìn)入發(fā)展加速期，專利申請量和授權(quán)量保持快速增長。如圖1所示，全球加氫技術(shù)近20年的專利及發(fā)明專利的申請/授權(quán)均呈上升趨勢，總體可分為兩個階段，第一階段是2002-2016年，專利申請量總體趨勢平穩(wěn)向上；第二階段在2017年后，專利申請量快速增長，2021年達(dá)到最高的455件，同年發(fā)明專利申請達(dá)到峰值。加氫作為燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，受到各國及國內(nèi)省市的關(guān)注，截至2021年12月，全球已建成687座加氫站1，其中我國加氫站保有量最高，共建成234座加氫站，2021年新建成加氫站106座。日本、德國、韓國和美國緊隨其后，分別為155座、92座、70座和47座。我國加氫站建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，但是加氫基礎(chǔ)設(shè)施依然面臨建設(shè)成本、運(yùn)營成本雙高問題，因此加氫技術(shù)仍存在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸，相關(guān)研究熱度較高，預(yù)計(jì)加氫技術(shù)專利申請仍將保持高速增長。
1儲能科學(xué)與技術(shù).我國加氫基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢分析[EB/OL].(2022-10-24)/[2022-11-29]. https://news.bjx.com.cn/html/20221024/1263057.shtml. 
圖 1 全球加氫技術(shù)專利申請/授權(quán)及發(fā)明專利申請/授權(quán)趨勢（單位：件）
（二）專利區(qū)域分布 1.中日韓美是加氫技術(shù)主要專利布局目標(biāo)國，日本更重視海外專利布局。如圖2可知，近20年加氫技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠饕季衷谥袊?、日本、韓國、美國等國家，該四國的專利總量占全球的85.70%，其中中國的專利申請量最大，占全球比重最高，達(dá)到了63.43%。該反映了中國、日本、韓國、美國等四國已成為全球加氫領(lǐng)域創(chuàng)新主體最關(guān)注的目標(biāo)市場。
從技術(shù)來源國來看，前三名依然是中國、日本、韓國。中國位居第一，專利申請占比高達(dá)61.63%。值得關(guān)注的是，日本向國外申請專利規(guī)模較大，達(dá)到了日本創(chuàng)新主體布局總量的約50%。這表明，日本創(chuàng)新主體在加氫技術(shù)領(lǐng)域的海外專利布局意識非常強(qiáng)。 
圖 2 全球加氫技術(shù)專利布局分析（單位：件）
2.國內(nèi)創(chuàng)新主體已形成專利規(guī)模優(yōu)勢，北京、上海、江蘇是我國主要的加氫技術(shù)創(chuàng)新集中地。如圖3所示，中國本土的加氫技術(shù)專利比重達(dá)到了95.30%，國外來華專利比重僅為4.70%，說明國內(nèi)本領(lǐng)域創(chuàng)新主體在專利規(guī)模上占據(jù)優(yōu)勢。其中，上海、北京、江蘇的專利申請量最高，大幅領(lǐng)先于其他省市。來華專利中以日本來華專利為主，日本來華申請人數(shù)量超過10位，其中在華申請數(shù)量最多的是日本神戶制鋼與日本多寧股份有限公司。 
圖 3 中國加氫技術(shù)專利布局情況（單位：件）
（三）重點(diǎn)創(chuàng)新主體 全球加氫技術(shù)領(lǐng)域排名前十的創(chuàng)新主體集中于中國。如圖4可知，全球加氫技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)勢專利創(chuàng)新主體集中于中國，top10中有7位是中國創(chuàng)新主體，外國企業(yè)中僅有日本第三大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)神戶制鋼、日本煉油和能源巨頭JX控股公司以及全球最大工業(yè)氣體制造商德國林德集團(tuán)上榜。我們進(jìn)一步分析看，各創(chuàng)新主體均有研發(fā)側(cè)重點(diǎn)或優(yōu)勢技術(shù)方向。例如上海氫楓能源技術(shù)有限公司、日本神戶制鋼、德國林德集團(tuán)、蚌埠艾普壓縮機(jī)制造有限公司、日本JX控股公司均將主要專利資源均投入了加氫站領(lǐng)域；江蘇國富氫能技術(shù)裝備股份有限公司、張家港氫云新能源研究院有限公司等以氫氣加注裝置與加注技術(shù)作為技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新重點(diǎn)方向；上海舜華新能源系統(tǒng)有限公司、江陰市富仁高科股份有限公司相對于其他上榜主體在兩個技術(shù)分支的專利布局較為均衡。 
圖 4 全球加氫技術(shù)top10專利權(quán)人專利技術(shù)構(gòu)成（單位：件）
（四）主要技術(shù)構(gòu)成 加氫站、氫氣加注裝置與加注技術(shù)創(chuàng)新及專利產(chǎn)出齊頭并進(jìn)。如圖5所示，加氫站、氫氣加注裝置與加注技術(shù)是加氫領(lǐng)域的重點(diǎn)技術(shù)分支，其專利規(guī)模相當(dāng)，專利申請趨勢也基本一致，均以2016年為分界點(diǎn)從平穩(wěn)發(fā)展期過渡到高速增長期；加氫站、氫氣加注裝置與加注技術(shù)于2021年達(dá)到了峰值，預(yù)計(jì)仍在一定時期內(nèi)保持較高的研究熱度。 
圖 5 全球加氫技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)趨勢
（五）協(xié)同合作創(chuàng)新 1.加氫技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新模式以企業(yè)間合作為主，“產(chǎn)學(xué)研合作”的專利比重仍有較大上升空間。在加氫技術(shù)領(lǐng)域，通過不同類型創(chuàng)新主體之間合作產(chǎn)生的專利數(shù)量占專利總量的18.26%。從圖6的創(chuàng)新合作類型分布來看，本領(lǐng)域?qū)＠献鲃?chuàng)新以企業(yè)與企業(yè)的合作為主；企業(yè)與高校、企業(yè)與科研院所等合作的專利成果產(chǎn)出，二者比重合計(jì)不足20%；企業(yè)與科研院所協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)出的專利規(guī)模相對較大，占到了13.5%；而高校與科研院所之間，暫無聯(lián)合申請本領(lǐng)域的專利。當(dāng)前，有專利聯(lián)合申請的高校共有9家，其中華中科技大學(xué)的專利合作數(shù)量最多，達(dá)到了4件，其合作企業(yè)均為中國長江三峽集團(tuán)有限公司。 
圖 6 加氫技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新合作類型
目前加氫技術(shù)領(lǐng)域高校與企業(yè)之間合作相對較少，如圖7所示的西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等是加氫技術(shù)領(lǐng)域的專利申請優(yōu)勢高校，這些大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)可作為潛在的研發(fā)合作對象。 
圖 7 加氫技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾垉?yōu)勢高校（單位：件）
2.加氫站、氫氣加注裝置與加注技術(shù)也是加氫技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新的熱點(diǎn)。如圖8所示，加氫站、氫氣加注裝置與加注技術(shù)的專利合作申請數(shù)量規(guī)?；鞠喈?dāng)，但由于加氫站的專利申請總量略高于氫氣加注裝置與加注技術(shù)，因此加氫站的合作專利占比略低于氫氣加注裝置與加注技術(shù)，分別為17.12%和19.58%。 
圖 8 加氫技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新熱點(diǎn)方向（單位：件）
（六）高價值發(fā)明專利 加氫站的高價值專利具有數(shù)量規(guī)模優(yōu)勢，氫氣加注裝置與加注技術(shù)高價值專利近五年增速較快。如圖9所示，加氫站的高價值發(fā)明專利數(shù)量大幅高于氫氣加注裝置與加注技術(shù)，因此加氫站的高價值發(fā)明專利比重（10.90%）高于氫氣加注裝置與加注技術(shù)（7.24%）。從時間軸來看，氫氣加注裝置與加注技術(shù)在近五年的高價值發(fā)明專利申請量超過加氫站，反映了近年氫氣加注裝置與加注技術(shù)取得了一定的突破。在擁有高價值發(fā)明專利的創(chuàng)新主體方面，排名領(lǐng)先的創(chuàng)新主體多數(shù)來自日本，包括日本神戶制鋼、日本開滋株式會社、SHINWA CONTROLS、日本本田等，其中日本神戶制鋼以45件高價值專利的數(shù)量優(yōu)勢遙遙領(lǐng)先于其他創(chuàng)新主體。 
圖 9 加氫技術(shù)領(lǐng)域高價值發(fā)明專利申請情況
（七）專利法律狀態(tài) 1.全球有效專利比重高，中國專利的失效原因主要為駁回、撤回和未繳年費(fèi)。如圖10所示，全球加氫技術(shù)處于有效的專利數(shù)量最多，占比52.83%，未授權(quán)和失效狀態(tài)的專利占比分別為31.53%、15.64%。中國加氫技術(shù)處于有效的專利比重為60.67%，大幅超過全球加氫技術(shù)專利有效性占比，這是由于中國專利多數(shù)申請較晚，中國未授權(quán)的專利占比30.90%，失效的專利占比8.43%。本領(lǐng)域中國專利失效的主要原因?yàn)轳g回、撤回和未繳年費(fèi)，占比分別為3.24%、2.76%、2.19%，撤回、駁回均是在專利申請階段即失效，側(cè)面反映了國內(nèi)專利質(zhì)量不高，因此本領(lǐng)域創(chuàng)新主體應(yīng)重視專利生命周期管理及申請前評估，防止專利公開又無法授權(quán)帶來的研發(fā)資源浪費(fèi)及創(chuàng)新成果流失。  
圖 10 全球/中國加氫技術(shù)專利法律效力情況（單位：件）
2.全球及國內(nèi)加氫技術(shù)專利維持年限集中在5年內(nèi)。從圖11全球/中國加氫技術(shù)有效專利維持年限分布情況來看，全球有效專利有效年限在5年以下的專利數(shù)量最多，占比77.31%；維持有效年份在10年以上的專利占比5.85%。由于，近年來中國加氫專利申請量與授權(quán)量激增，絕大部分有效發(fā)明專利的壽命（維持年限）在5年以下，占比93.58%，中國專利維持有效年份在10年以上的專利占比為0.94%。 
圖 11 全球/中國加氫技術(shù)有效專利維持年限分布情況（單位：件）
PART03 總結(jié)
01 中國近五年加氫技術(shù)專利呈現(xiàn)激增態(tài)勢。 我國近五年在加氫技術(shù)領(lǐng)域的專利申請速度明顯加快，直接拉動了全球的專利申請?jiān)鲩L率，是全球研發(fā)及創(chuàng)新產(chǎn)出最活躍的國家。同時，伴隨著我國專利審查效率的提高，本領(lǐng)域?qū)＠跈?quán)量也呈現(xiàn)激增態(tài)勢，目前我國維持年限在5年以下的專利在有效專利總量的占比高達(dá)93.58%。
02 以中美日韓歐為主的競爭格局基本形成。 近20年加氫技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠饕季衷谥袊?、日本、韓國、美國以及歐洲各國，比重超過90%，其中中國的專利申請量最大，占全球比重最高，達(dá)到了63.43%。美國已成為最受全球創(chuàng)新主體關(guān)注的加氫技術(shù)潛在市場國家，日本、韓國的創(chuàng)新主體也將相當(dāng)?shù)膶＠Y源投入海外市場，其中日本是在華申請最多的國度。
03 重點(diǎn)關(guān)注高價值專利 從前文分析可知，加氫技術(shù)領(lǐng)域的高價值專利主要集中于國外申請人手中，國內(nèi)創(chuàng)新主體的高價值專利布局仍不成熟，因此應(yīng)首先關(guān)注本領(lǐng)域?qū)＠麅?yōu)勢創(chuàng)新主體的高價值專利，同時本領(lǐng)域的中國失效專利多數(shù)在未授權(quán)階段失效，說明管理及質(zhì)量控制還存在問題，造成創(chuàng)新資源浪費(fèi)，應(yīng)著重高價值專利培育工作，形成專利、創(chuàng)新、研發(fā)、企業(yè)經(jīng)營的良性循環(huán)。
新能源（燃料電池）產(chǎn)業(yè)專利導(dǎo)航項(xiàng)目簡介 深圳氫能產(chǎn)業(yè)已初步形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，從上游的氫氣制備、儲運(yùn)、加注、加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營，到中游燃料電池核心材料、電堆、系統(tǒng)及關(guān)鍵零部，以及下游終端交通、儲能、發(fā)電、船舶、無人機(jī)等新型應(yīng)用，都有全國行業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)在布局開拓，并形成了以深圳為研發(fā)、技術(shù)突破高地，輻射廣東省乃至全國市場的發(fā)展格局。
在此背景下，深圳市標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院聯(lián)合廣州恒成智道信息科技有限公司開展了新能源（燃料電池）產(chǎn)業(yè)專利導(dǎo)航項(xiàng)目，圍繞深圳市新能源燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況及區(qū)域特色開展專利導(dǎo)航研究，以專利信息資源利用和專利分析為基礎(chǔ)，從產(chǎn)業(yè)專利布局、產(chǎn)業(yè)競爭格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方向、技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)及熱點(diǎn)方向等，把握產(chǎn)業(yè)鏈中關(guān)鍵領(lǐng)域的核心專利分布，以全球視野明晰產(chǎn)業(yè)競爭格局，梳理制約深圳市新能源燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題和關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而緊扣產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展需求，提出深圳市新能源燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑導(dǎo)航建議，指導(dǎo)市場主體根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整市場布局、產(chǎn)品經(jīng)營策略，實(shí)現(xiàn)圍繞關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)的有效專利布局。
以上為新能源（燃料電池）專利導(dǎo)航系列第17期全部內(nèi)容，此專題系列將陸續(xù)發(fā)布，歡迎關(guān)注。如對文章內(nèi)容有疑問或建議，歡迎與協(xié)會秘書處聯(lián)系。
文章及數(shù)據(jù)來源：深圳市氫能與燃料電池協(xié)會
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