IEA：從國際氫能專利“戰況”，反思中國氫能專利是多還是少？

長久以來，國內互聯網廣泛流傳著一個說法：“氫能專利被日本壟斷，所以中美不愿發展氫能產業，避免給日本打工。”事實果真如此嗎？氫能專利的國際競爭情況究竟如何？

2023年1月，IEA發布了《Hydrogen patents for a clean energy future》（以下簡稱“《報告》”），該《報告》基于歐洲專利局的專利數據（2001 年-2020 年），討論了氫能國際技術專利的地區分布、環節分布、企業分布等情況，完整地體現了在國際層面的氫能技術的發展和分布情況。氫云鏈概況要點如下：

（1）從地區看，歐美日在氫能專利方面仍然處于領先地位，歐美基本平分秋色。其中，美國在2011年后氫能專利占比快速下降，而韓國、中國在國際專利方面處于起步階段。

如圖1所示，目前，歐盟國家是氫專利的全球領導者，在2011-2020年期間新增專利占比達到28%，其中德國和法國表現出眾，分別占比11%和6%；日本在2011-2020年間的專利占比高達24%；美國表現依然強勢，十年間氫能專利占比達到20%，但它是全球氫能產業主要發展地區中專利數量唯一下降的國家；來自韓國和中國的國際專利申請數量在這十年間并不多，但一直處于快速增長狀態，平均年增長率達到為12.2%和15.2%。

圖1 國際專利分布情況

 

 

來源：IEA

（2）從環節看，氫技術專利在氫氣制備、儲運、應用三大價值鏈環節的分布基本均衡。其中，在制備與應用環節中，碳中和成為氫技術創新的主要推動力量，如汽車企業；但在儲運環節的技術創新仍主要來自傳統企業，如化工企業推動。

圖2 不同環節專利分布及發展變化情況

 

 

來源：IEA

如圖2所示，《報告》表明，在2001-2020年期間，碳中和驅動產生的專利數量是傳統氫能專利數量的兩倍以上。其中，制備、儲運、應用三個環節結論如下：

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的12%。歐美日在大多數制氫技術專利中處于領先地位。其中歐洲在天然氣制氫領域的專利占比領先，達到39%；美國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占比高達28%，全球第一。

2）2001-2020年氫氣儲運相關的專利申報年復合增長率達到13%。其中，壓力容器、管道和相關輔助設備(如低溫熱泵、閥門)等基礎設施的創新水平高；液氫和車載氫系統的復合平均增長率達到13%，近年來更是成為專利申報的風口；氫基燃料和固態儲氫發展相對緩慢。在過去十年，低碳氫基燃料(如合成甲烷、柴油或煤油)和固態儲氫方案在專利申報上活力不足。

3）汽車是氫能應用專利的火車頭。自2001年以來，汽車氫應用的專利申報超過其他所有新興氫應用的總和，如圖7所示。其中日本、韓國在汽車領域的專利申報起了主要作用，占比達到39%，具體見圖3。

圖3 不同氫能應用的專利發展情況

 

 

來源：IEA

（3）從申報企業看，化工企業與汽車企業是氫能專利的主要申報單位。其中化工企業主導了傳統氫能技術的創新，汽車企業和設備企業主導了碳中和驅動的氫技術創新。具體亮點如下：1）氫內燃機僅在船舶領域與燃料電池持平。在汽車及航空領域，燃料電池都占據了明顯優勢，僅在船舶領域氫內燃機與燃料電池基本持平。2）車企引領車用氫能國際專利發展。車用燃料電池專利top10為9家車企與一家零部件企業——博世，占比高達80%。燃料電池開發商如加拿大巴拉德、美國普拉格等專利較少。3）歐洲主導綠色甲醇與綠氨的專利發展。過去十年間，歐洲主導了綠氨和綠色甲醇的專利申請，占比分別達到34%和48%，其中德國表現突出，在兩個領域占比均達到14%。日本和美國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遠落后，

圖4 2011-2020年碳中和引發的氫專利申報企業TOP10

 

 

來源：IEA

討論一：誰在主導國際氫能專利？

根據IEA報告，碳中和已經成為氫能產業技術創新的主要因素。

2001-2020年期間，氣候驅動的技術產生的國際專利數量是現有技術的兩倍多。如圖5所示，歐洲引領氫儲運專利發展。2011-2020年期間，歐洲領導了氫儲運領域的專利活動。在液氫環節占比達到50%，氣態儲運環節占比達到38%，加注環節達到39%，供氫網絡占比達到32%。在低碳氫基燃料和固態儲氫方面歐洲同樣也處于領先地位。美國則在供氫網絡(占比26%)、氫基燃料(占比23%)、氫化物(占比26%)及吸附(占比22%)等方面表現活躍，但在其他已建立的氫運輸及儲存技術中占比較低。

圖5 不同國家在儲運環節的專利情況

 

 

來源：IEA

討論二：中國氫能專利是多還是少？

值得一提的是，IEA的報告與中國國內關于氫能專利的研究實踐有一定出入：根據國內研究，中國的氫能專利在近年來發展蓬勃；但根據IEA報告，中國對于氫專利貢獻較少。

因此有讀者向氫云鏈提問：國內企業的專利是多還是少？未來會不會因為專利問題影響到產業發展？

氫云鏈認為，出入的原因在于IEA統計的是國際專利，而中國企業多數情況下僅申報了國內專利。

目前專利多數情況下屬于防守戰術

一個國家或地區只保護在當地申報的專利

申報專利需要花費一定的資金

目前國內企業在海外的業務較少、市場預期較低，同時革命性的技術創新較少，因此國內企業對于申報國際專利的必要性和主管意愿都較低——造成了國內氫能專利領域活力十足，但在IEA報告中卻剛剛起步的情況。

未來隨著國內企業走向國際市場，以及原創的關鍵性技術的增加，中國在國際層面的氫技術專利數量也將顯著增加。但目前看，國人無須擔心！國際專利情況不影響國內氫能市場發展。