核心观点与关键数据
欧洲专利局（EPO）与国际能源署（IEA）合作的研究报告指出，引领新的清洁技术并在能源转型中远离化石燃料是确保欧洲经济竞争力的关键。欧洲正在创下可再生能源发电的新纪录，并在大陆范围内部署了电力驱动的车辆或热泵，这要求投资更智能、更灵活的传输和分配网络。
研究范围与方法
本研究关注电力电网领域的创新趋势，结合IEA在能源领域的专业知识与EPO的专利知识，特别突出了数字技术对该领域的颠覆性影响。报告利用专利信息追踪与电力电网相关技术的进步，并评估这些技术与能源转型需求的契合度。研究范围涵盖了尽可能全面的价值链，包括物理电网、智能电网和固定存储技术，并利用国际专利申请（IPFs）作为衡量不同类别电网相关技术领域的专利活动的统一指标。
主要发现
- 专利申请趋势：与电网相关的专利申请在2009年至2013年间经历了显著加速，此后在大多数主要地区趋于稳定，仅中国例外。2022年，中国首次超过欧盟，成为最大的区域专利来源地。
- 地理分布：欧盟27国和日本在电网创新领域的主导地位，各自产生了超过五分之一的电网相关IPF，并在这些技术领域相对于非电网技术领域拥有相对技术优势（RTA）。中国在电网相关专利增长中扮演着越来越重要的角色。
- 申请人：前15家企业申请人单独贡献了电网相关技术IPF总量的近三分之一。西门子、通用电气和ABB在电力电网专利申请排名中名列前茅，而日本企业则在智能电网领域具有更强的专业化优势。
- 智能电网创新：智能电网技术，在政策驱动市场和智能电表及电动汽车标准的创建推动下，以及可再生能源更快部署前景的带动下得到发展。智能技术正在几乎涵盖电力电网所有方面的诸多问题中得到开发，包括电网规模资产控制、故障检测、远程控制逆变器和电力存储资产等。
- 人工智能的影响：与电网相关的AI专利申请增长了超过500%，现在已成为使能数字技术中最为活跃的专利申请领域。美国和中国是这些技术的主要专利申请地区。
- 初创企业：三分之一的电力电网技术初创企业持有专利申请，这一比例远高于其他技术领域。这些初创企业主要位于欧洲和美国。
挑战与解决方案
报告识别出技术可以帮助解决的三大关键挑战：
- 扩展和增强物理连接：随着数据中心和电动汽车充电设施的需求在发达经济体中不断增长，以及在发展中国家迅速扩张，更多的分散电力来源需要连接到终端用户需求的位置。技术进步有望通过实现精准干预、部署更高效或更便宜的电网基础设施以及提高电缆容量利用率来完成这一任务。
- 使电网运营更加灵活和双向：电力电网的操作必须变得更加灵活，以便实时适应需求和供应的变化。先进的监测和控制设备，以及相应的软件，具备提高实时系统信息监控和电网管理的能力。
- 保护人员、数据和环境：确保电力网络继续安全且尽可能对环境影响最小地运行是至关重要的，同时必须使网络安全防护与所面临的安全威胁保持同步。
研究结论
全球的研究人员和创新者正在应对电力电网所面临的新挑战，并抓住这一经济机遇。然而，报告也指出了某些地区可能失去技术领先地位或需要更多努力的领域。报告为政策制定者和决策者提供了指导，帮助他们评估在价值链不同阶段的竞争优势，揭示可能为长期可持续增长做出贡献的创新公司和机构，并将资源导向有前景的技术。
