IEA：从国际氢能专利“战况”，反思中国氢能专利是多还是少？

长久以来，国内互联网广泛流传着一个说法：“氢能专利被日本垄断，所以中美不愿发展氢能产业，避免给日本打工。”事实果真如此吗？氢能专利的国际竞争情况究竟如何？

2023年1月，IEA发布了《Hydrogen patents for a clean energy future》（以下简称“《报告》”），该《报告》基于欧洲专利局的专利数据（2001 年-2020 年），讨论了氢能国际技术专利的地区分布、环节分布、企业分布等情况，完整地体现了在国际层面的氢能技术的发展和分布情况。氢云链概况要点如下：

（1）从地区看，欧美日在氢能专利方面仍然处于领先地位，欧美基本平分秋色。其中，美国在2011年后氢能专利占比快速下降，而韩国、中国在国际专利方面处于起步阶段。

如图1所示，目前，欧盟国家是氢专利的全球领导者，在2011-2020年期间新增专利占比达到28%，其中德国和法国表现出众，分别占比11%和6%；日本在2011-2020年间的专利占比高达24%；美国表现依然强势，十年间氢能专利占比达到20%，但它是全球氢能产业主要发展地区中专利数量唯一下降的国家；来自韩国和中国的国际专利申请数量在这十年间并不多，但一直处于快速增长状态，平均年增长率达到为12.2%和15.2%。

图1 国际专利分布情况

 

 

来源：IEA

（2）从环节看，氢技术专利在氢气制备、储运、应用三大价值链环节的分布基本均衡。其中，在制备与应用环节中，碳中和成为氢技术创新的主要推动力量，如汽车企业；但在储运环节的技术创新仍主要来自传统企业，如化工企业推动。

图2 不同环节专利分布及发展变化情况

 

 

来源：IEA

如图2所示，《报告》表明，在2001-2020年期间，碳中和驱动产生的专利数量是传统氢能专利数量的两倍以上。其中，制备、储运、应用三个环节结论如下：

1）电解制氢成为制氢专利主流方向。2020年电解制氢的专利占到氢能专利总数的12%。欧美日在大多数制氢技术专利中处于领先地位。其中欧洲在天然气制氢领域的专利占比领先，达到39%；美国在电解制氢方面有所落后，占比仅为13%；日本在电解制氢方面的专利申报占比高达28%，全球第一。

2）2001-2020年氢气储运相关的专利申报年复合增长率达到13%。其中，压力容器、管道和相关辅助设备(如低温热泵、阀门)等基础设施的创新水平高；液氢和车载氢系统的复合平均增长率达到13%，近年来更是成为专利申报的风口；氢基燃料和固态储氢发展相对缓慢。在过去十年，低碳氢基燃料(如合成甲烷、柴油或煤油)和固态储氢方案在专利申报上活力不足。

3）汽车是氢能应用专利的火车头。自2001年以来，汽车氢应用的专利申报超过其他所有新兴氢应用的总和，如图7所示。其中日本、韩国在汽车领域的专利申报起了主要作用，占比达到39%，具体见图3。

图3 不同氢能应用的专利发展情况

 

 

来源：IEA

（3）从申报企业看，化工企业与汽车企业是氢能专利的主要申报单位。其中化工企业主导了传统氢能技术的创新，汽车企业和设备企业主导了碳中和驱动的氢技术创新。具体亮点如下：1）氢内燃机仅在船舶领域与燃料电池持平。在汽车及航空领域，燃料电池都占据了明显优势，仅在船舶领域氢内燃机与燃料电池基本持平。2）车企引领车用氢能国际专利发展。车用燃料电池专利top10为9家车企与一家零部件企业——博世，占比高达80%。燃料电池开发商如加拿大巴拉德、美国普拉格等专利较少。3）欧洲主导绿色甲醇与绿氨的专利发展。过去十年间，欧洲主导了绿氨和绿色甲醇的专利申请，占比分别达到34%和48%，其中德国表现突出，在两个领域占比均达到14%。日本和美国在绿氨方面的专利总和略低于欧洲，在绿色甲醇方面更是远远落后，

图4 2011-2020年碳中和引发的氢专利申报企业TOP10

 

 

来源：IEA

讨论一：谁在主导国际氢能专利？

根据IEA报告，碳中和已经成为氢能产业技术创新的主要因素。

2001-2020年期间，气候驱动的技术产生的国际专利数量是现有技术的两倍多。如图5所示，欧洲引领氢储运专利发展。2011-2020年期间，欧洲领导了氢储运领域的专利活动。在液氢环节占比达到50%，气态储运环节占比达到38%，加注环节达到39%，供氢网络占比达到32%。在低碳氢基燃料和固态储氢方面欧洲同样也处于领先地位。美国则在供氢网络(占比26%)、氢基燃料(占比23%)、氢化物(占比26%)及吸附(占比22%)等方面表现活跃，但在其他已建立的氢运输及储存技术中占比较低。

图5 不同国家在储运环节的专利情况

 

 

来源：IEA

讨论二：中国氢能专利是多还是少？

值得一提的是，IEA的报告与中国国内关于氢能专利的研究实践有一定出入：根据国内研究，中国的氢能专利在近年来发展蓬勃；但根据IEA报告，中国对于氢专利贡献较少。

因此有读者向氢云链提问：国内企业的专利是多还是少？未来会不会因为专利问题影响到产业发展？

氢云链认为，出入的原因在于IEA统计的是国际专利，而中国企业多数情况下仅申报了国内专利。

目前专利多数情况下属于防守战术

一个国家或地区只保护在当地申报的专利

申报专利需要花费一定的资金

目前国内企业在海外的业务较少、市场预期较低，同时革命性的技术创新较少，因此国内企业对于申报国际专利的必要性和主管意愿都较低——造成了国内氢能专利领域活力十足，但在IEA报告中却刚刚起步的情况。

未来随着国内企业走向国际市场，以及原创的关键性技术的增加，中国在国际层面的氢技术专利数量也将显著增加。但目前看，国人无须担心！国际专利情况不影响国内氢能市场发展。