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  • 2019-03-03
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在全球节能减排的大背景下,氢能被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的重要桥梁,是实现能源可持续供给和循环的重要能源载体之一。研究氢能的技术环节,可以把握国内制氢技术现状,本文简要分析了我国制氢技术申请的增速及应用领域构成,并对当前面临的问题做了简要说明。

  摘要:在全球节能减排的大背景下,氢能被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的重要桥梁,是实现能源可持续供给和循环的重要载体之一。研究氢能的技术环节,可以把握国内制氢技术现状,本文简要分析了我国制氢技术申请的增速及应用领域构成,并对当前面临的问题做了简要说明。

  目前氢气在传统的合成氨和石油炼制等行业领域已有大规模的应用,根据Persistence Market Research预测,未来氢气需求在传统领域应用逐渐增长的同时,新型领域将是重要的氢气利用增长点,增速将呈直线上升,需求总量将从2013年的2553亿M³升至2020年的3248 亿M³,增幅达到27.2%,因此,研究国内外制氢专利技术的现状具有一定的现实意义。

  国内制氢技术专利增速超过全球,由被动转向驱动

  在1998年之前,全球的制氢技术专利申请较少,处于技术萌芽阶段,而在1988年至今,全球制氢技术专利申请保持较高增长,带动国内在2002年增速逐渐提高,并且国内在2009年增速超越全球整体增速,是目前全球制氢技术专利申请增速的新驱动。

  图1 制氢技术历年累计专利申请量趋势

  (资料来源:《基于专利分析的国内制氢技术发展态势研究》)

  传统应用专利占据主体,国内新型应用专利低于全球水平

  目前全球的制氢技术类型中,氢及氢化物的制备占总体的77.1%,CO2和H2的混合气体技术类型占总体的7.25%;涉及燃料电池及其制造领域的技术类型占总体的5.83%;涉及催化剂(金属、金属氧化物或氢氧化物)技术类型占总体的5.57%;涉及气体燃料、合成天然气技术类型占总体的5.31%。传统利用方式占比较高,而燃料电池等领域的应用专利占比相对较低。

  国内的制氢专利技术类型中,依然是传统利用方式专利占比较高,新型应用领域占比较低,其中燃料电池领域专利数量仅占3.69%,低于全球占比水平。

  图2 国内制氢技术专利分布情况

  (资料来源:《我国制氢技术专利发展与工艺路线研究》)

  国内研究起步晚,技术集中在少数企业机构

  国内各企业、机构、院校等在 2003 年以前几乎没有制氢专利申请,随着国家“863”、 “973”等重大项目的实施,尤其是2010年新能源被列为国家战略性新兴产业后,知情专利的数量增长迅猛。国内制氢专利主要集中在相关的科研机构、院校、油气公司和能源科技公司。其中,浙江大学和中国石油化工股份有限公司的专利申请数量处于领先地位(图3)。

  图3 制氢技术在华专利重要申请机构年度变化态势

  (资料来源:《我国制氢技术专利发展与工艺路线研究》)

  国内的制氢技术研究起步较晚,目前涉及制氢技术专利的企业机构等活跃时间均不超过10年,最早的为中国科学院广州能源研究所在2001年申请的专利技术,国内制氢技术正处于高度发展变化之中,各企业机构的平均专利研发时间约为5~7年。

  国外专利保护覆盖全面,国内应加强保护意识

  在全球技术竞争中,对技术专利的保护是重中之重,各研发机构在不同国家或地区申请的专利数量,可以很好地反映其对于专利的保护程度。从目前国内外主要机构针对制氢技术在全球范围内布局看出,国外众多大型制造商或能源公司对专利在全球范围的布局极其重视,在至少8个国家或地区都申请了专利保护(表3)。而国内机构的专利申请主要集中于国内,仅有5个企业机构在国外进行了少量的专利布局(表2),对专利的保护程度不足,不利于技术的保护及把握潜在市场。

  表1 制氢技术相关专利国外重要申请机构的专利国分布

  (资料来源:《我国制氢技术专利发展与工艺路线研究》)

  表2 制氢技术相关专利国内重要申请机构的专利国别分布

  (资料来源:《我国制氢技术专利发展与工艺路线研究》)

  结语

  研究氢能的技术环节,可以把握国内制氢技术现状,目前国内制氢技术专利增速超过全球,由被动转向驱动;传统应用专利占据主体,国内新型应用专利如车用燃料领域,低于全球水平;国内研究起步晚,技术集中在浙江大学和中国石油化工股份有限公司等少数企业机构;国外专利保护覆盖全面,国内应加强保护意识。


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