報告簡介

新能源（燃料電(diàn)池）産業專利導航系列研究報告是基于深圳市标準技(jì)術(shù)研究院、廣州恒咨信息科技有限公司共同開(kāi)展的新能源（燃料電(diàn)池）産業專利導航項目研究成果，圍繞新能源燃料電(diàn)池産業發展概況、深圳市區(qū)域特色開(kāi)展專利導航研究等主題內(nèi)容，系統梳理(lǐ)了制(zhì)約深圳市新能源燃料電(diàn)池産業發展的瓶頸問題和(hé)關鍵技(jì)術(shù)，為(wèi)深圳市新能源燃料電(diàn)池産業發展路徑提供導航建議。深圳市氫能與燃料電(diàn)池協會(huì)作(zuò)為(wèi)新能源（燃料電(diàn)池）産業專利導航項目成果信息的重點應用實施單位，将在本平台進行(xíng)該專題的系列推送，歡迎關注。

第12期 高(gāo)壓氫儲運篇

PART01 背景

常溫高(gāo)壓氣态儲氫是指将氫氣壓縮在儲氫容器(qì)中，通(tōng)過增壓來(lái)提高(gāo)氫氣的容量，滿足日常使用。這是一種應用廣泛、灌裝和(hé)使用操作(zuò)簡單的儲氫方式，具有(yǒu)成本低(dī)、能耗低(dī)、充放速度快的特點。缺點是儲氫密度低(dī)、安全性較差，隻能适用于小(xiǎo)規模、短(duǎn)距離的運輸場(chǎng)景。氣态長管拖車(chē)輸氫是當前較為(wèi)成熟的運氫方式。國內(nèi)目前主要是20MPa鋼制(zhì)高(gāo)壓長管拖車(chē)和(hé)瓶組，雖然成本低(dī)廉，但(dàn)儲氫密度低(dī)。目前，70MPa儲氫技(jì)術(shù)卻因法規限制(zhì)、關鍵材料碳纖維依賴進口及需求低(dī)迷、配套技(jì)術(shù)不達标等因素而發展相對滞後，未來(lái)以30MPa及以上(shàng)的高(gāo)壓力等級為(wèi)主。

本期将高(gāo)壓氫儲運的專利作(zuò)為(wèi)數(shù)據源，從專利趨勢、專利地域分布、重點創新主體(tǐ)、專利法律狀态，以及重點技(jì)術(shù)領域專利等方向出發進行(xíng)專利分析，以期助力深圳市新能源燃料電(diàn)池産業增強關鍵技(jì)術(shù)研發創新能力。

PART02 高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利分析

（一）專利趨勢分析

近5年全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)快速發展，申請(qǐng)和(hé)授權專利數(shù)量高(gāo)速增長。

如圖 1所示，全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)近20年的專利申請(qǐng)和(hé)授權呈上(shàng)升趨勢，2002-2018年期間(jiān)，全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利申請(qǐng)量和(hé)授權量均未超過50件，2019年後，專利申請(qǐng)量和(hé)授權量快速增長，全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利申請(qǐng)在市場(chǎng)規模擴大(dà)、政策利好及研發投入增長的背景下持續增長。從政策層面來(lái)看，成都、上(shàng)海已經明(míng)确提出支持70MPa加氫站(zhàn)；內(nèi)蒙古已确定對專門(mén)從事70MPa及以上(shàng)高(gāo)壓氫氣、液氫裝備研發、生(shēng)産企業進行(xíng)資金補助；山(shān)西省也已在加強對70MPa IV型儲氫瓶的重點攻關。2022年2月，科學技(jì)術(shù)部正式發布《關于對“十四五”國家(jiā)重點研發計(jì)劃“氫能技(jì)術(shù)”等18個(gè)重點專項2021年度項目申報指南征求意見的通(tōng)知》，特别提出鼓勵70MPa儲氫瓶技(jì)術(shù)開(kāi)發。相信随着氫能相關政策支持力度不斷擴大(dà)，高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)的相關專利申請(qǐng)将繼續保持高(gāo)速增長。

圖 1全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利申請(qǐng)/授權及發明(míng)專利申請(qǐng)/授權趨勢（單位：件）

（二）專利地域分布分析

1.中日美氫能市場(chǎng)受到全球關注，日本極其重視(shì)國外市場(chǎng)專利布局。

如圖 2所示，中國在高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)的專利規模居全球首位，專利申請(qǐng)量為(wèi)542件，遠超第2名的日本（80件）；排名第3位的是美國，專利申請(qǐng)量為(wèi)66件，其餘國家(jiā)/地區(qū)均不超過50件，中日美是全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利布局最集中的區(qū)域，說明(míng)這3個(gè)國家(jiā)的氫能市場(chǎng)受到全球關注。從技(jì)術(shù)來(lái)源國來(lái)看，中國申請(qǐng)人(rén)在本國和(hé)其他國家(jiā)/地區(qū)的專利申請(qǐng)量均為(wèi)最大(dà)，這與中國我國高(gāo)度重視(shì)新型能源的發展是相關的；申請(qǐng)人(rén)來(lái)源于日本的專利申請(qǐng)量是日本專利布局量的1.6倍，可(kě)見日本注重本國市場(chǎng)同時(shí)，也注重将專利技(jì)術(shù)布局在國外市場(chǎng)，從更深的層次來(lái)看，日本汽車(chē)行(xíng)業發達，在汽車(chē)燃料電(diàn)池等的“利用”技(jì)術(shù)方面領先，豐田從30年前開(kāi)始研發以氫能行(xíng)駛的燃料電(diàn)池車(chē)（FCV），2014年在世界上(shàng)首次上(shàng)市銷售，到2020年把續航距離延長3成。ENEOS和(hé)岩谷産業的加氫站(zhàn)也超過160座，正在推動使每座加氫站(zhàn)3億～4億日元的建設費用減半。

圖 2全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利布局情況（單位：件）

2.在中國布局的專利絕大(dà)部分來(lái)源于本土，日德美重視(shì)我國市場(chǎng)。

如圖 3所示，中國專利主要來(lái)源于中國本土申請(qǐng)，占比高(gāo)達94.46%，可(kě)見中國在國內(nèi)政策引導下氫能領域的發展十分迅猛，中國申請(qǐng)規模快速擴大(dà)；國外來(lái)華專利申請(qǐng)數(shù)量占比為(wèi)5.54%。國外來(lái)華專利申請(qǐng)中，日本、德國和(hé)美國專利申請(qǐng)量最多(duō)，特别是日本，在我國的專利布局量多(duō)于其他國家(jiā)。據了解，由于日本缺乏制(zhì)造氫所需的資源（目前已成功從澳大(dà)利亞進口氫），從海外運輸的技(jì)術(shù)也不可(kě)或缺，若想構建具有(yǒu)領先優勢的氫能領域供應鏈，可(kě)以借鑒日本的經驗，國內(nèi)氫能儲運相關技(jì)術(shù)特别是目前比較成熟的高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)要繼續加大(dà)投入研發形成技(jì)術(shù)優勢，這是擴大(dà)氫能利用的第一步。

中國本土的專利申請(qǐng)中，以江蘇和(hé)上(shàng)海最為(wèi)突出，專利申請(qǐng)量超過80件，浙江和(hé)北京處于第2梯度，專利申請(qǐng)量在50-70的區(qū)間(jiān)，其他省市專利申請(qǐng)量不超過50件。

圖 3中國高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利布局情況（單位：件）

3.重點創新主體(tǐ)分析

中國申請(qǐng)人(rén)在全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)擁有(yǒu)主導地位。

如圖 4所示，全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利擁有(yǒu)量排名前10的創新主體(tǐ)中，主要來(lái)源于中國，占5席，這充分說明(míng)高(gāo)壓氣态儲氫是我國當前最成熟的儲氫技(jì)術(shù)，占絕對主導地位。此外，日本占3席，德國占2席。其中格羅夫氫能以25件專利申請(qǐng)占據首位，它是氫能産業布局龍頭企業，主要從事氫能汽車(chē)研發、生(shēng)産，首款樣車(chē)于2019年研制(zhì)成功。

從主要申請(qǐng)人(rén)的專利技(jì)術(shù)構成上(shàng)看，在高(gāo)壓氫氣瓶技(jì)術(shù)領域的專利布局數(shù)量最多(duō)，且每家(jiā)企業均有(yǒu)專利布局，是目前高(gāo)壓氫儲運的專利布局熱點，而儲氣瓶組、管束式集裝箱和(hé)長管拖車(chē)的專利布局數(shù)量較少(shǎo)。前面提到，近年來(lái)國家(jiā)推出了很(hěn)多(duō)氫能相關的支持政策特别是高(gāo)壓氫儲運的支持政策，企業可(kě)及時(shí)關注這些(xiē)政策，借助财政支持突破高(gāo)壓氫氣瓶的技(jì)術(shù)瓶頸，搶占市場(chǎng)先機。

圖 4全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)top10專利權人(rén)專利技(jì)術(shù)構成（單位：件）

4.技(jì)術(shù)構成分析

高(gāo)壓氫氣瓶是高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)的專利布局熱點。

如圖 5所示，全球高(gāo)壓氫儲罐技(jì)術(shù)領域研發重點為(wèi)高(gāo)壓氫氣瓶，專利申請(qǐng)量占比為(wèi)88.22%，其次是長管拖車(chē)，專利申請(qǐng)量占比為(wèi)6.18%，其他2個(gè)技(jì)術(shù)領域的專利申請(qǐng)量占比不足5%（其中儲氣瓶組主要集中在車(chē)用和(hé)站(zhàn)用）。從各技(jì)術(shù)領域近20年的專利申請(qǐng)趨勢來(lái)看，4個(gè)領域的專利申請(qǐng)量整體(tǐ)保持增長趨勢，其中高(gāo)壓氫氣瓶2002-2021年的年均增長率達到14.01%。2010年前，管束式集裝箱、長管拖車(chē)和(hé)高(gāo)壓氫氣瓶均無相關專利申請(qǐng)，近5年專利申請(qǐng)量增長迅速。

圖 5全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)領域技(jì)術(shù)研發趨勢（單位：件）

 5.協同創新分析

（1）高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)企業間(jiān)的合作(zuò)偏多(duō)，企業需重視(shì)與高(gāo)校(xiào)院所之間(jiān)的産學研合作(zuò)。

如圖 6所示，高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)領域合作(zuò)專利申請(qǐng)總量為(wèi)124件，創新合作(zuò)類型以企業間(jiān)合作(zuò)為(wèi)主，企業間(jiān)的專利聯合申請(qǐng)量遠超其他合作(zuò)類型，達到了63件；企業與高(gāo)校(xiào)、企業與科研院所這兩組數(shù)據代表企業開(kāi)展産學研活動的專利産出情況，總體(tǐ)規模約為(wèi)專利合作(zuò)總量的9.68%。

高(gāo)校(xiào)作(zuò)為(wèi)創新的重要源頭，目前高(gāo)壓氫儲罐技(jì)術(shù)領域高(gāo)校(xiào)與企業之間(jiān)合作(zuò)較少(shǎo)，如圖 7所示的浙江大(dà)學、同濟大(dà)學等是高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)領域的專利申請(qǐng)優勢高(gāo)校(xiào)，這些(xiē)大(dà)學的研究團隊可(kě)作(zuò)為(wèi)潛在的研發合作(zuò)對象。

圖 6高(gāo)壓氫儲罐技(jì)術(shù)領域創新合作(zuò)類型

（單位：件）

圖 7高(gāo)壓氫儲罐技(jì)術(shù)領域專利申請(qǐng)優勢高(gāo)校(xiào)（單位：件）

（2）儲氣瓶組技(jì)術(shù)領域的協同專利申請(qǐng)比重最高(gāo)。

如圖 8所示，從聯合專利申請(qǐng)數(shù)量來(lái)看，高(gāo)壓儲氣瓶的聯合申請(qǐng)專利數(shù)量最多(duō)（112件），長管拖車(chē)和(hé)儲氫瓶組聯合申請(qǐng)專利數(shù)量分别為(wèi)7件、5件，管束式集裝箱暫無聯合申請(qǐng)專利。從聯合申請(qǐng)專利占比來(lái)看，儲氫瓶組的聯合申請(qǐng)專利數(shù)量占比最高(gāo)，為(wèi)17.24%，其次是高(gāo)壓氫氣瓶，占比為(wèi)14.53%。

圖 8液氫儲罐技(jì)術(shù)領域協同創新熱點方向（單位：件）

6.高(gāo)價值發明(míng)專利分析

高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)高(gāo)價值發明(míng)專利主要集中高(gāo)壓氫氣瓶。

高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)領域高(gāo)價值發明(míng)專利共107件（具體(tǐ)見附件2）。從高(gāo)價值專利布局情況（圖 9）來(lái)看，高(gāo)壓氫氣瓶的高(gāo)價值專利數(shù)量最多(duō)，共101件，長管拖車(chē)有(yǒu)5件高(gāo)價值發明(míng)專利，管束式集裝箱有(yǒu)1件高(gāo)價值發明(míng)專利，儲氣瓶組暫未檢索到有(yǒu)高(gāo)價值發明(míng)專利。高(gāo)價值發明(míng)專利主要申請(qǐng)人(rén)為(wèi)PRAXAIR技(jì)術(shù)公司、JFE鋼鐵(tiě)公司和(hé)神戶鋼鐵(tiě)有(yǒu)限公司。

圖 9高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)領域高(gāo)價值發明(míng)專利申請(qǐng)情況（單位：件）

7.專利法律狀态分析

（1）全球和(hé)中國高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)有(yǒu)效專利占比最多(duō)，中國專利失效原因主要為(wèi)未繳年費、撤回和(hé)駁回。

如圖 10所示，全球高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)處于有(yǒu)效的專利數(shù)量最多(duō)，占比45.85%，未授權和(hé)失效狀态的專利占比分别為(wèi)30.72%、23.44%。中國液氫儲運技(jì)術(shù)處于有(yǒu)效的專利比重為(wèi)52.58%，超過一半，未授權的專利占比30.68%，失效的專利占比16.79%。失效專利中，主要失效原因為(wèi)未繳年費、撤回和(hé)駁回，占比分别為(wèi)6.64%、4.61%、4.24%，撤回、駁回均是在專利申請(qǐng)階段即失效，可(kě)推測本領域的專利競争較激烈，專利申請(qǐng)人(rén)應重視(shì)專利生(shēng)命周期管理(lǐ)及申請(qǐng)前評估，防止浪費專利資源或造成自身創新資源流失。

圖 10 全球/中國高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)專利法律效力情況（單位：件）

（2）高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)有(yǒu)效專利維持年限絕大(dà)部分在5年內(nèi)。

從表 1全球/中國高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)有(yǒu)效專利維持年限分布情況來(lái)看，全球有(yǒu)效專利有(yǒu)效年限在5年以下的專利數(shù)量最多(duō)，占比65.66%；維持有(yǒu)效年份在10年以上(shàng)的專利占比12.63%。中國專利維持有(yǒu)效年份在10年以上(shàng)的專利占比僅為(wèi)2.81%，絕大(dà)部分維持在5年以下，占比82.46%。

表 1全球/中國高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)有(yǒu)效專利維持年限分布情況（單位：件）

PART03 總結

（一）加強高(gāo)壓氫儲運相關技(jì)術(shù)的研發

我國氫氣儲運方式以高(gāo)壓氣态為(wèi)主，但(dàn)儲氫技(jì)術(shù)卻因法規限制(zhì)、關鍵材料碳纖維依賴進口及需求低(dī)迷、配套技(jì)術(shù)不達标等因素而發展相對滞後。目前我國高(gāo)壓儲氫技(jì)術(shù)主要限制(zhì)在30MPa以內(nèi)，而國際上(shàng)商業化車(chē)載儲氫瓶的最高(gāo)壓力為(wèi)70MPa。建議企業加大(dà)高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)的研發投入，與此同時(shí)，時(shí)刻保持關注國家(jiā)對氫能計(jì)劃的項目，依托國家(jiā)财政資金支持，攻關高(gāo)壓儲氣“卡脖子”技(jì)術(shù)。

（二）高(gāo)壓氫儲運技(jì)術(shù)與高(gāo)校(xiào)院所的産學研合作(zuò)較少(shǎo)。

高(gāo)校(xiào)和(hé)科研院所作(zuò)為(wèi)創新的重要來(lái)源，其在科研實力方面具有(yǒu)一定的優勢，建議企業可(kě)以與高(gāo)校(xiào)院所共同立項或承擔國家(jiā)高(gāo)壓氫儲運有(yǒu)關項目，資源互補，共同攻克高(gāo)壓氫儲運核心關鍵技(jì)術(shù)。

（三）大(dà)力進行(xíng)國內(nèi)專利申請(qǐng)的同時(shí)

也要加強海外專利布局

氫能作(zuò)為(wèi)可(kě)再生(shēng)能源的高(gāo)效載體(tǐ)，被視(shì)為(wèi)能源革命重要的探索方向。目前國內(nèi)企業大(dà)力在國內(nèi)進行(xíng)相關領域的專利布局，但(dàn)海外專利布局有(yǒu)所欠缺，而國外正在搶占市場(chǎng)，特别是日本，在燃料電(diàn)池等“利用”技(jì)術(shù)領先，綜合實力強勁。建議企業在大(dà)力攻關“卡脖子”技(jì)術(shù)的同時(shí)，也要重視(shì)專利布局，一方面要在國內(nèi)申請(qǐng)相關專利技(jì)術(shù)，另一方面也要考慮國外市場(chǎng)，避免國外龍頭企業以專利技(jì)術(shù)搶占市場(chǎng)，形成技(jì)術(shù)壟斷。

新能源（燃料電(diàn)池）産業專利導航項目簡介

深圳氫能産業已初步形成較為(wèi)完善的産業鏈，從上(shàng)遊的氫氣制(zhì)備、儲運、加注、加氫站(zhàn)基礎設施建設和(hé)運營，到中遊燃料電(diàn)池核心材料、電(diàn)堆、系統及關鍵零部，以及下遊終端交通(tōng)、儲能、發電(diàn)、船(chuán)舶、無人(rén)機等新型應用，都有(yǒu)全國行(xíng)業領先的企業在布局開(kāi)拓，并形成了以深圳為(wèi)研發、技(jì)術(shù)突破高(gāo)地，輻射廣東省乃至全國市場(chǎng)的發展格局。

在此背景下，深圳市标準技(jì)術(shù)研究院聯合廣州恒咨信息科技有限公司開(kāi)展了新能源（燃料電(diàn)池）産業專利導航項目，圍繞深圳市新能源燃料電(diàn)池産業發展概況及區(qū)域特色開(kāi)展專利導航研究，以專利信息資源利用和(hé)專利分析為(wèi)基礎，從産業專利布局、産業競争格局、産業結構調整方向、技(jì)術(shù)研發重點及熱點方向等，把握産業鏈中關鍵領域的核心專利分布，以全球視(shì)野明(míng)晰産業競争格局，梳理(lǐ)制(zhì)約深圳市新能源燃料電(diàn)池産業發展的瓶頸問題和(hé)關鍵技(jì)術(shù)，進而緊扣産業創新發展需求，提出深圳市新能源燃料電(diàn)池産業發展路徑導航建議，指導市場(chǎng)主體(tǐ)根據分析結果調整市場(chǎng)布局、産品經營策略，實現圍繞關鍵核心技(jì)術(shù)攻關的有(yǒu)效專利布局。

以上(shàng)為(wèi)新能源（燃料電(diàn)池）專利導航系列第12期全部內(nèi)容，此專題系列将陸續發布，歡迎關注。

轉載自：深圳市氫能與燃料電(diàn)池協會(huì)