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欧洲专利局发布海上风能专利洞察报告
欧洲专利局发布海上风能专利洞察报告
2023-11-24 15:44:53 阅读次
近日，欧洲专利局（EPO）和国际可再生能源署（IRENA）联合发布了海上风能专利洞察报告（Offshore Wind Energy Patent Insight Report）。研究分析2022至2022年海上风能领域[1]专利申请的全球演变，为衡量和审查国际市场的创新、商业化和知识转移趋势提供了数据洞察、技术趋势解读和竞争合作情况，有助于阐明如何通过创新解决关键技术挑战。
图1 海上风能领域关键技术架构
1. 专利申请趋势
2002至2022年期间，全球海上风能专利家族数量约有17000项，年均增长18%。虽然2014至2017年增长停滞不前，但近年来申请量急剧增加。专利申请量最大的是中国（占所有专利家族总量的52%），其后依次是韩国（6%）、德国（5%）、日本（5%）、美国（4%）和丹麦（4%）。国际专利家族数量（International Patent Families，IPFs）[2]占所有海上风能专利申请总量的27%。其中：欧洲国际专利家族占比79%，美国64%，中国4%。67%的国际专利家族中至少包括一项已获授权的专利申请。在已授权的欧洲申请中，68%在至少一个成员国有效（比平均水平高出10%）。
图2 海上风能领域领先国家国际专利家族数量趋势（2002—2022）
2. 主要申请人
丹麦维斯塔斯、德国西门子、美国通用电气、日本三菱重工和日立是国际专利家族的主要申请人（图3）。在过去的5年里，德国莱茵集团（RWE）和荷兰Itrec取代日本三菱重工、日立进入前5。其次，研究统计了申请人所在国家拥有5项以上国际合作专利家族的情况，加拿大与美国、中国与丹麦、荷兰与美国、加拿大与法国之间的合作比较多；法国拥有最多的国际合作专利家族数量；美国合作情况最多样化，共有81项专利家族与24个国家进行合作申请，德国有79项与15个国家进行合作申请。
图3 海上风能领域主要专利申请人
此外，2017年开始，中国的专利申请被引用的次数日益增多，大多数引用来自中国专利申请人，但也有德国、丹麦和美国申请人的引用，这表明中国专利质量有所提高。2012年之前，个人专利申请占总量的50%（与公司专利申请相当），但这一比例逐年下降，目前仅为6%；2013年开始可以观察发现机构的重组、合并、收购使申请人数量减少，个人申请的数量也在大量减少，那么他们提交的专利申请总量相近且授权率（专利质量表征指标）也相同时，这表明专利质量没有下降。
图4 海上风能领域各种类型申请人
3. 主要技术领域与技术洞察
浮动底座占国际专利家族总量的49%，位居首位，其次是运输、安装和架设（26%）。海上风电与电解槽的结合是一种新兴趋势，该领域的国际专利家族数量在2020至2021年间翻了一番，有迹象表明这一趋势在2022年仍将继续。
图5 海上风能领域国家/地区技术领域分布
（1）浮动底座在进入更深海域方面的优势使其在行业中越来越受欢迎。2022年，海上风能约80%的专利申请与浮动底座相关，但是固定式底座目前仍然是主流技术。
（2）专利数据显示，海上风力涡轮机的塔架设计仍然采用管状钢结构。但是，降低原材料强度和成本的需求推动了对替代设计（混凝土和晶格）和模块化方法的发展。2002至2022年间，55%的国际专利家族采用晶格设计，丹麦和德国是领先的创新者。
（3）传动系统的专利数据揭示了直驱系统的普及，因为它们具有有效的成本-重量-功率密度比，并且直驱系统倾向于采用永磁发电机。2002至2022年期间，每3项提交的传动系统IPFs中就有2项是针对直驱系统的（这一比例在2018至2022年期间达到80%）。丹麦、德国和美国正在推动这一领域的创新。
（4）风力发电机叶片方面，制造商为了提高风力容量系数，将叶片尺寸持续增大。专利数据显示，丹麦是叶片领域的领导者，在2017至2022年期间的发明中约占85%。近年来，与叶片可回收性相关的专利数量也有显著增长。
（5）储能技术是专利申请增长强劲的领域之一。最大限度地灵活利用海上风能是这一发展背后的驱动力。2022年，储能的国际专利家族数量达到峰值（90项），其中63%涉及使用现场海上电解槽制氢。
（6）海上风电与海洋或太阳能等其他能源互补、混合利用方面，专利活动的趋势与储能截然相反，自2015年以来申请量持续下降。这可能是由于海上风电技术的成本大幅降低，相比之下，与其他技术相结合的方法因固有的复杂性和高成本而变得困难重重。
总体而言，海上风能领域的专利申请活动不断增加，预示着未来几年技术部署将持续增长。海上风电的快速推广需要不断开发创新解决方案，使该技术更具成本竞争力。
[1] 海上风能相关发明的关键技术的范围包括固定和浮动底座、塔架、机械动力传输、叶片和转子、混合动力系统、储能、电网和海底电缆。
[2] 国际专利家族（IPFs）不包括单个国内申请。
胡一帆 编译，李姝影 校译
来源：https://link.epo.org/web/business/patent-insight-reports/en-offshore-wind-energy-2023.pdf
原文标题：EPO publishes new patent insight report on offshore wind energy
编译日期：2023年11月13日
文章来源：中国科学院知识产权信息
文章来源：中国科学院知识产权信息
