未来清洁能源的氢气专利（英）

氢的专利 为一个清洁能源的未来 氢价值链创新全球趋势分析 2023年1月 前言 面对跨越能源的一系列危机，地缘政治与环境，未来的 欧洲经济现在比以往任何时候都更加依赖其创新和创造能力的历史。 摆脱化石燃料是一项挑战 在规模和复杂性方面无与伦比，但范围缩小将解决方案推向市场的时间窗口。在 在这种情况下，产生关于趋势的可靠情报低碳创新对于支持稳健发展至关重要 业务和政策决策。这也形成了一个至关重要的 EPO对可持续发展的战略承诺方面。 这项研究——第三的进行 自2020年以来与国际能源机构合作——地址与氢相关的创新趋势是核心 欧盟及其他地区的能源转型要素。 将国际能源署的能源专业知识与欧洲专利局的专利知识，它提供了最全面的 以及针对 广泛的技术–从生产 氢气的储存、分配和转化， 到其跨多个不同应用的最终用途行业。因为专利信息最早 工业创新的可能信号，本报告在复杂和 快速发展的技术格局正在达到新的水平对决策者具有战略重要性的高度 该研究旨在为政策制定者和决策者评估其相对优势 在价值链的不同阶段，阐明可能有能力的创新公司和机构 为长期可持续增长做出贡献，并指导用于有前途的技术的资源。借鉴 欧洲专利局的尖端专利数据，它引入了新的比较增量创新的搜索策略 与新兴的已建立的化石燃料工艺相关技术的动机气候挑战。 结果揭示了令人鼓舞的过渡模式跨国家和行业部门，包括 欧洲对新出现的主要贡献 氢技术。重要的是，他们强调了初创企业对氢能创新的贡献，以及他们强烈依赖专利带来新技术 到市场。但是，这份报告也标记了一些盲目需要更多创新来解锁新事物的领域 绿色氢的应用。通过做出决定-创造无与伦比的专利趋势视角 沿着氢价值链，这些发现可以发挥作用作为指导向新过渡的宝贵指南 氢经济。 世界各地。安东尼奥Campinos 总统,欧洲专利局 专利保护是创新者转型的关键 氢研究进入市场就绪的发明。专利让企业和大学获得回报 他们的创造力和辛勤工作。作为专利局对于欧洲，欧洲专利局提供高质量的专利 保护多达44个国家/地区的创新（包括所有国家/地区）欧盟成员国)。不仅是欧洲专利 适用于大型跨国公司。它们也是关键帮助小企业筹集资金，建立 协作,最终规模。 前言 俄罗斯入侵引发的全球能源危机乌克兰强调迫切需要解决 能源安全、能源获取、 气候变化和经济复苏。技术, 包括氢，是任何一揽子政策的核心 这可以成功地解决这些相互关联的问题。 氢生产低排放来源 减少对化石燃料依赖的潜力 几乎没有其他替代方案的应用程序。在从中长期来看，它代表了我们最好的机会 限制关键行业对燃料价格波动的风险敞口，例如长途运输和化肥生产。然而 未来可用的和负担得起的低排放氢能取决于近期政策的发展 改进技术，建立价值链投资、设备和贸易。 许多国家正在加紧努力。REPowerEU计划和其他欧盟计划将动员 投资减少欧盟的天然气需求。在美国各州，《降低通货膨胀法》将推动资本朝着更清洁的氢源发展，我们希望，也促进有竞争力的国际供应链。日本的绿色转型项目还包含大胆 资助先进技术的计划。去年9月， 16个国家承诺为全球投资组合提供资金这十年来带来的大型示范项目 氢基钢生产等技术 及时实现到2050年的净零排放。 这项研究展示了日益增长的伙伴关系国际能源署和欧洲专利局（EPO）之间我们工作后电池(2020)和低碳 能源（2021），是 为整个氢价值链的趋势申请专利。这种综合方法对于氢至关重要，依靠多种技术连接供应 和需求。 安全的发展,强劲和可持续的 清洁能源供应链对于最大限度地减少 重蹈当今能源危机覆辙的风险。国际能源署的能源 2023年技术视角由于在被释放 与本报告同一周，详细探讨此主题以及创新对 弹性的发展清洁能源系统。 这份报告的调查结果让我们相信创新者正在响应对低排放氢气的需求， 以及它所代表的经济机会。但报告还确定了领域，特别是 最终用途应用–需要付出更多努力。 我们与欧洲专利局的持续合作将使我们能够跟踪进展。 FatihBirol博士 国际能源机构执行董事 这份报告显示，竞争要成为领导者 在氢能创新方面，创新正在加剧，并具有推动商业化的潜力。风险很高： 电解槽的安装量达到380吉瓦 国际能源署（IEA）2030年净零排放到2050年的排放情景，说明经济 为能够转化研究成果的国家提供机会卓越转化为产业竞争力。然而 活动仍然集中在少数 地区，限制了思想交流。展望未来，氢创新必须解决特定的国家 挑战，例如帮助非洲利用一些世界上成本最低的清洁能源。 表的内容 前言02 表和数据列表05 的缩写列表07 的国家名单08 执行概要09 重要发现10 1.介绍19 1.1为什么氢?19 1.2增加低排放氢气供需的必要性20 1.3为什么这个报告吗?24 1.4结构的报告26 2.氢专利:概述27 2.1地理氢的创新27 2.2现有和新兴技术的一般专利申请趋势31 3.制氢39 3.1主要专利制氢的趋势39 3.2低排放制氢技术41 3.3最近的事态发展在电解槽45 4.储氢、分销和转换50 4.1氢气储存、分配和转化的主要专利申请趋势51 4.2现有存储和分配技术的最新发展52 4.3储存、分配和转化方面的最新发展：以氢基燃料为例55 5.最终用途的应用程序59 5.1已建立应用程序的最新发展59 5.2气候驱动应用的最新发展62 5.3运输技术的最新发展64 参考文献69 表和数据列表 表表2.1表2.2表3.1表3.2表4.1表5.1表5.2 按价值链细分市场划分的氢技术技术优势（2011-2020年）28 2011-2020年全球十大氢能创新集群30 新兴的轻烃制氢低碳技术43 新兴的电解技术45 氢燃料技术领域55 新兴的氢技术在运输64 氢气在钢铁制造中的新兴应用64 数据 图E.1按世界主要地区和价值分列的国际专利份额和显露的技术优势 链段(ipf,2011-2020)10 图E.2现有技术和受气候驱动的技术的顶级国际申请人 (ipf,2011-2020)12 图E.3与电解槽和制造能力有关的发明的起源14 图E.4气态储氢、氨生产、甲醇生产的国际专利趋势 和替代氢基燃料（IPF，2001-2020）15 图E.5图E.6 氢基推进技术国际专利趋势（2011-2020）16 2000-2020年按供资阶段分列的初创企业应计资金份额17 图1.1国际能源署净零排放情景中低排放氢的供需21 图1.2基于到2030年项目管道的按地区划分的电解槽产能22 图1.32015-2022年与氢能相关的清洁能源初创企业的风险资本投资23 图1.4图2.1图2.2图2.3 氢相关的制图技术25 按世界主要地区划分的专利趋势（IPF，2001-2020）27 氢创新集群的全球分布（IPF，2011-2020）29 氢技术专利趋势概述（IPF，2001-2020）32 图2.4成熟氢技术领域排名前十的企业申请人概况（IPF，2011-2020）33 图2.5气候驱动的氢技术十大企业申请人概况（IPF，2011-2020）34 图2.6氢技术十大研究机构概况（IPF，2011-2020）35 图2.7初创企业的分布与ipf氢36 图2.8每年成立的氢能初创企业数量及其专利申请（2000-2020）37 图2.9图3.1图3.2图3.3 2000-2020年按供资阶段分列的初创企业应计资金份额38 IPF制氢技术趋势（2001-2020）40 制氢相关专利的起源（2011-2020）40 有限公司2强度的制氢41 图3.4主要出于气候变化问题与制氢相关的发明 (ipf,2001-2020)42 图3.5图3.6 IPF在气候驱动型生产技术中的份额（2001-2020年）42 新兴的轻烃制氢低碳技术44 数据图3.7图3.8图3.9 电解槽新兴技术的专利趋势（IPF，2011-2020）46 与电解槽和制造能力有关的发明的起源47 电解槽技术十大申请人（IPF，2011-2020）48 图4.1氢储存、分配和转化技术的专利趋势（IPF，2001-2020）51 图4.2与存储、分配和转换相关的IPF的起源（2011-2020）52 图4.3来自不同行业的顶级申请人对氢气储存和分配专利的影响 技术(ipf,2011-2020)53 图4.4图4.5图4.6 2011-2020年特定形式的液态和气态储氢的最新趋势54 氢基燃料主要地区概况（IPF，2011-2020）56 氢基燃料的近期趋势（IPF，2011-2020）57 图5.1用于甲醇和氨生产的氢气的专利趋势（IPF数量，2001-2020）60 图5.2图5.3图5.4图5.5图5.6图5.7图5.8图5.9 与现有氢应用相关的IPF的起源（2011-2020）60 甲醇和氨生产的主要申请人（2011-2020）61 氢最终用途应用的专利趋势（IPF，2001-2020）62 与氢应用相关的IPF的起源（2011-2020）63 运输技术中的氢推进与车载存储（2011-2020）64 氢基推进技术国际专利趋势（2011-2020）65 2011-2020年汽车应用十大申请人66 2011-2020年钢铁制造业最佳申请人概况68 的缩写列表 AEM 碱性 CCUS 有限公司 阴离子交换膜碱性电解槽 碳捕集、利用和存储一氧化碳 DRI直接还原铁 促红细胞生成素 eSMR 欧FC盟EV 英国《金融H2时报》 H2OHVO 冰 信息通 信技术国际能 源机构知识 产ipf权 LOHC 太NZEOEMPEM pH值优点研发等 西班牙SE-SMRSOECSPE 实验室风投 欧洲专利局 电气化蒸汽甲烷改革者欧盟 燃料电池电动汽车费托反应 氢水 加氢精制植物油内燃机 信息和通信技术国际能源机构知识产权 国际专利家庭液体有机氢载体几百万吨 零排放到2050年的场景原始设备制造商 聚合物电解质膜潜在的氢 公共研究机构研究和开发 显示技术的优势 可持续发展目标(联合国) Sorption-enhanced蒸汽甲烷改革者固体氧化物电解槽电池 固态聚合物电解质 trl 风险资本 的国家名单 CA加拿大 CH瑞士 CN中国的公关 德德国 DK丹麦 EPC国家欧洲专利公约（欧洲专利组织成员国） FR法国 它意大利 摩根日本 - 基米 大通r.韩 雷克卢森堡 南 荷兰 陆 其他欧洲(国家)不属于欧盟27国的欧洲专利组织成员国，即问 李,CH,MC,我,可,不,RS,SM、TR、英国。 行其他国家的 英国联合王国 我们美国 执行概要 成功过渡到清洁能源的未来将得到全球经济快速变化的支持在人们的能源消耗模式中，所有具有维持更健康社会的潜力， 更公平的结果和更具弹性的地球。技术将是许多这些变化的核心，在氢的放大中更是如此 清洁能源载体。 协调部署完整的氢 能源价值链可能是所有价值链中最复杂的能源工程师面临的技术挑战 有时很难辨别所有 支撑技术领域。专利是强大的创新活动的指标，可以提供非常详细了解 科学。 虽然需要强有力的政策来实现低排放氢成本竞争力，这是不可能的 没有整个价值链的技术改进 这几乎涉及能源系统的每个部分。世界各地的创新者正在加大 在化石燃料转换等不同领域的努力，水的电化学分解，石墨烯罐， 低温储存，飞机燃料电池发动机和 铁矿石的还原。如果氢要发挥重要作用在减少化石燃料排放方面，其未来取决于在不同类型的 硬件并为他们创造新市场。比较使用软件、硬件等数字技术 通常需要更多时间来开发，并且涉及更多原型设计和市场进入期间的投资风险 阶段。通过专利，发明人寻求确保他们可以收回这些投资创新。 这项研究中,相结合的专业知识国际能源机构(iea)和欧洲 专利局，是最全面、全球性和氢相关专利的最新调查 迄今。独特的是，它涵盖了全系列技术氢气供应、储存、分配、转化 和最终用户应用程序，以及引入新的比较增量创新的搜索策略 与新兴的已建立的化石燃料工艺相关技术的动机气候挑战。 重要发现 1.氢是由全球专利 欧洲和日本,美国失去地面在2011-