江蘇風電產業(yè)專利競爭情報分析

高冉暉 張曉陽

(江蘇大學科技信息研究所 鎮(zhèn)江 212013)

·情報分析·

江蘇風電產業(yè)專利競爭情報分析

高冉暉 張曉陽

(江蘇大學科技信息研究所 鎮(zhèn)江 212013)

運用專利分析法對我國包括江蘇風電技術專利申請量、技術生命周期、風電專利年度分布及類型和主要專利權人等信息進行對比分析，發(fā)現江蘇風電技術專利申請總量處于全國領先水平，尤其是近5年風電技術發(fā)展迅速；但專利主要集中于風力發(fā)電機、驅動組合裝置、安裝結構和轉子等零部件領域；有關風電控制技術、并網技術及主軸軸承、變漿軸承等配套零部件設計和制造缺乏核心技術。最后針對江蘇風電專利技術申請分散、企業(yè)參與程度低、技術關聯(lián)性較差、專利布局不盡合理、專利預警體系不完善等問題提出若干建議，以期為我省風電技術發(fā)展提供有用情報。

風電技術 專利分析 競爭情報 江蘇

長期以來，以化石能源為主導的能源結構，迅速消耗著地球上億萬年積存而成的寶貴資源，不僅帶來了化石能源枯竭問題，同時也導致了嚴重的生態(tài)環(huán)境局面，制約了人類的可持續(xù)發(fā)展。隨著科技的發(fā)展和新能源領域研究的不斷突破，人們對諸如太陽能、風能、核能、生物質能等可再生能源的認識不斷加深。風能是世界上存儲量極大的可再生資源，風力發(fā)電亦被認為是目前可再生能源技術中發(fā)展最快、最成熟，具備大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化前景的產業(yè)，近年來不斷受到世界各國的重視。截至2010年底，我國風電裝機容量累計達44733.29MW(不包括臺灣地區(qū))，從2004年的世界第10位攀升至世界第2，增速位居世界第1[1]。2010年江蘇新增裝機量371MW，累計達1467.75MW，在全國各省市中排名第八[2]。

近年來，在全國大力發(fā)展戰(zhàn)略新興產業(yè)的勢頭帶動下，江蘇風電產業(yè)取得長足進步。但是由于我國風電產業(yè)與國外相比起步較晚，風電技術創(chuàng)新能力整體偏弱。因此，掌握關鍵技術，提升風電自主創(chuàng)新能力，是江蘇乃至全國亟待解決的核心問題。本文旨在通過上海知識產權(專利信息)公共服務平臺對我國包括江蘇風電相關專利信息進行深入挖掘和分析，以期為江蘇風電產業(yè)技術發(fā)展和政策制定提供有用的競爭情報。

1 數據來源及檢索策略

選擇上海知識產權(專利信息)公共服務平臺作為專利信息來源[3]，結合題名(Title)、摘要(Abstract)和國際專利分類號(IPC)等字段，考慮到專利申請的延遲公開性和專利發(fā)明的保護期限，該檢索以申請日為準，綜合檢索和篩選了1985年1月1日至2010年12月31日之間與風電行業(yè)相關的專利。檢索式確定如下：IC1=F03D OR TI=(風電 OR 風力發(fā)電 OR 風力發(fā)電機 OR 偏航 OR 變槳) OR (TI=(風速 OR 風場 OR 風能) AND AB=風力發(fā)電) OR (TI=(葉片 OR 葉輪 OR 風輪 OR 槳葉 OR 齒輪箱 OR 變速箱 OR 塔架 OR 機艙 OR 塔筒 OR 測風 OR 吊艙 OR 并網技術 OR 控制系統(tǒng) OR 密封保溫結構 OR 防火裝置 OR 傳感器) AND AB=風力發(fā)電)。采用以上檢索策略，在上海知識產權(專利信息)公共服務平臺檢索，并剔除同族專利、重復專利以及一些不相干或弱相關專利，最后得到中文專利9972件，包括4594件發(fā)明專利，發(fā)明授權767件，實用新型專利4367件，外觀設計244件。

2 風電專利申請量分析

圖1給出了1985-2010年我國包括江蘇風電產業(yè)專利申請總量和發(fā)明專利申請量。從申請類型來看，發(fā)明專利、實用新型專利申請量分別占申請總量的46.1%和43.8%，說明我國風力發(fā)電及裝備領域以創(chuàng)新型技術和引進技術二次開發(fā)為主，而有關風電產品外部形狀的、富有美感的新設計較少。在這一方面，江蘇與全國的總體趨勢是一致的。從申請數量來看，在2000年以前，專利申請量較少，且增幅不大；2000年(“十五”期間)以后，申請量增速加快，尤其是到2004年以后，專利申請量增幅達60%左右；到2009年達到一個峰值，專利申請量超過了2000件；2010年申請量趨于下降，但數量也僅次于峰值水平，達1895件。該趨勢圖表明，近幾年有關清潔能源和可再生能源的開發(fā)利用受到國家省市各級政府部門的高度重視，各項扶持政策和優(yōu)惠措施的推出使得風電領域的研究成果呈現出迅猛增長的勢頭，表明當前我國風電產業(yè)正處于技術快速發(fā)展時期，市場容量不斷擴大，風電產業(yè)所介入的企業(yè)數量也在迅速增長。專利申請量和公開量的急劇增長，帶來的是風電產業(yè)的迅猛發(fā)展和風電市場的激烈競爭。

圖1 1985-2010全國包括江蘇風電專利申請總量和發(fā)明專利申請量

圖2給出了1985-2010年全國各省份風電產業(yè)專利累計申請量。從圖中可以清楚地看到風電專利擁有量大的省份和城市主要集中在沿海和經濟較發(fā)達地區(qū)。這些地區(qū)區(qū)位、經濟、技術、人才優(yōu)勢明顯，更有利于率先發(fā)展風電這一新興產業(yè)。因此，排名前七的省份和地區(qū)風電專利申請量占據申請總量的53.4%，其中江蘇以1152件獨占鰲頭，占據申請總量的一成多，比排名第二的北京還要多出307件，充分說明江蘇風電產業(yè)具備良好的基礎和技術優(yōu)勢，目前在該產業(yè)發(fā)展中處于領先地位。

圖2 1985-2010年全國各省市風電專利申請量

3 風電技術生命周期分析

技術生命周期分析是專利分析中最常用的方法之一。通過專利技術所處的發(fā)展階段，了解相關技術領域的現狀，推測未來技術發(fā)展方向。

(1)技術生長率(v)。所謂技術生長率是指某技術領域發(fā)明專利申請或授權量占過去5年該技術領域發(fā)明專利或授權總量的比率。

(2)技術成熟系數(α)。所謂技術成熟系數是指某技術領域發(fā)明專利申請或授權量占該技術領域發(fā)明專利和實用新型專利申請或授權總量的比率。

(3)技術衰老系數(β)。所謂技術衰老系數是指某技術領域發(fā)明和實用新型專利申請或授權量占該技術領域發(fā)明專利、實用新型和外觀設計專利申請或授權量的比率。

(4)新技術特征系數(N)。新技術特征系數由技術生長率和技術成熟系數推算而來。

圖3 1990-2010年江蘇風電技術生命周期

結合圖3對江蘇風電技術生命周期分析，技術生長率v階段性增長或下降，整體呈折線趨勢，說明該技術在發(fā)展過程中并非一帆風順，技術突破與技術停滯交替發(fā)生，技術在曲折中發(fā)展；技術成熟系數α雖然有波動，但總體呈上升趨勢，說明該技術還未處于成熟期；技術衰老系數β數值基本保持在1的水平，沒有明顯變小的趨勢，說明該技術還未處于衰老期；新技術特征系數N絕大多數年份都保持在0.6以上，說明該產業(yè)新技術特征較強。

表1 技術生命周期計算公式及說明

說明：a為某技術領域當年發(fā)明專利申請數，b為某技術領域當年實用新型申請數，c為某技術領域當年外觀設計申請數，A為追溯到五年的某技術領域的發(fā)明專利申請累積數。

4 風電專利年度分布及類型分析

從表2可以看出江蘇風電產業(yè)技術專利在2005年前發(fā)展相對較緩，但基本上處于逐年上升趨勢。自2005年《可再生能源法》頒布至2006-2010(“十一五”期間)年間，江蘇風電產業(yè)專利年申請量比例急劇攀升，由2006年的5.30%上升至2009年最高點32.20%；2010年雖稍有回落，但仍然保持在25.26%的高位。這組數據充分說明國家、江蘇省政府大力促進風電產業(yè)發(fā)展，風電越來越被人們所重視，其綠色、可再生性的特點對緩解環(huán)境壓力和改善能源結構起著極大的作用。

圖4可以清晰地看到江蘇風電技術專利中50%是發(fā)明專利，表明各相關企業(yè)和研究機構非常重視風電技術和知識創(chuàng)新，這是江蘇在風電專利數量占據全國第一的重要原因，也是增強我省風電產業(yè)競爭力的重要保證。

另一方面，風電機組大型化、變速運行、變漿距控制及無齒輪箱技術是世界風電設備發(fā)展的最新趨勢[4]。目前，單機容量最大的風電機組是德國Repower公司生產的容量為5兆瓦的機組。國內基本掌握的是兆瓦級以下風機機組的整機制造技術，而且國產產品大多數都是采用的“定槳定速”技術，只相當于國際上20世紀90年代中期的水平。就是這樣的技術我們也還缺乏具有完全自主知識產權的產品，關鍵零部件制造大多仍掌握在外方手中，所以產業(yè)擴張受制于人。我國新近安裝的變槳距兆瓦級風電機組中的關鍵技術基本上還是靠引進國外技術為主，在風電智能化控制技術方面與國外差距很大。

專利主IPC分類的分布，反映了專利技術的集中點，也暗示了國內當前技術的發(fā)展方向。從表3可看出，目前江蘇風電專利主要集中在F03D9/00、F03D11/00、F03D3/06這三大類中，占總量的54%，主要包括風力發(fā)電機、驅動裝置組合、安裝結構和轉子等零部件。這種現象表明我省廣大企業(yè)、科研院所研發(fā)的重點還是集中在各種用途的風力發(fā)電機整機或其零部件制造；有關風力發(fā)電控制技術、風電并網技術方面的專利申請較少；自主研發(fā)投產的大型風電機組少之又少；大型風電機整機制造和風電控制系統(tǒng)仍然缺乏自主產權，沒有擺脫依賴于引進、購買國外設計圖紙和技術的局面。

表2 江蘇風電專利年度分布表

圖4 江蘇風電專利類型分布

排名主IPC技術主題數量1F03D9/00特殊用途的風力發(fā)動機;風力發(fā)動機與受它驅動的裝置的組合2542F03D11/00動力的傳送,例如使用空心排氣葉片;安裝結構2523F03D3/06轉子(與風向成直角的旋轉軸線的風力發(fā)動機)1164F03D7/00風力發(fā)動機的控制775F03D1/06轉子(與風向一致的旋轉軸線的風力發(fā)動機)766F03D11/04安裝結構517F03D3/00具有基本上與風向成直角的旋轉軸線的風力發(fā)動機508F03D1/00具有基本上與風向一致的旋轉軸線的風力發(fā)動機429H02K7/18發(fā)電機與機械驅動機結構上相連的,例如汽輪機3910H02J3/38由兩個或兩個以上發(fā)電機、變換器或變壓器對1個網絡并聯(lián)饋電的裝置33

表4 主要專利權人專利擁有量

5 主要專利權人分析

從表4可以看出，我省有蘇州能健電器有限公司、東南大學、南京航空航天大學三個主要專利權人在專利擁有量上處于前20名，其擁有專利數分別為54、47和37。值得肯定的是我省兩所老牌理工科院校在我省風電技術發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，這也體現了產學研相結合的重大成果?？傮w上看，風電核心技術申請量和申請量占據前5位的都是外國公司；即使在國內專利權人中，我省主要專利權人擁有專利數量也落后于沈陽瑞祥風能設備有限公司。這說明我省雖然風電專利申請總量大，但缺乏具備較強影響力的領軍企業(yè)，缺乏在世界范圍具備強大競爭力的風電企業(yè)。為增強我省風電產業(yè)競爭力，應積極發(fā)揮高等院校的人才優(yōu)勢，促進產學研合作，提高科技成果轉化率，培育在世界范圍內具備競爭力的領軍企業(yè)。

6 結論及建議

通過對我國包括江蘇風電專利信息的分析，可以得出：目前，江蘇在風電技術發(fā)展整體水平處于國內領先狀態(tài)，在風電專利擁有量方面獨占鰲頭；但在培育具備較強影響力的領軍企業(yè)和掌握大型風電機組、風力發(fā)電控制系統(tǒng)、并網發(fā)電等核心技術還較為薄弱；除此以外，專利技術申請分散、與科研院所相比企業(yè)參與程度低、技術關聯(lián)性較差、專利布局不盡合理也是目前面臨的問題。

基于本文的研究結果，對江蘇風電產業(yè)的發(fā)展提出以下幾點建議：

第一，在宏觀上加強政策引導和扶持力度。通過制定和完善相關產業(yè)、財政、金融、稅收政策，建立合理的風電價格機制和競爭機制，激勵和保障我省風電技術的研發(fā)和應用。

第二，建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產學研結合的技術創(chuàng)新體系。2006年，科技部、國務院國資委和中華全國總工會聯(lián)合發(fā)出《“技術創(chuàng)新引導工程”實施方案》，將建立技術創(chuàng)新體系作為突破口，開展創(chuàng)新型企業(yè)試點工作，這是非常好的機遇。創(chuàng)新型企業(yè)必須有自主知識產權，有自主知識品牌和持續(xù)創(chuàng)新能力?？蛇x擇1-2個條件較好的風電整機廠和重要零部件廠進行試點。除了主要企業(yè)在市場競爭中的自身努力外，政府也要給予足夠扶持和引導。對開展試點的企業(yè)應對其研發(fā)機構、研發(fā)人員、研發(fā)資金、研發(fā)項目、專項申請、產品品牌、能力建設、產學研的結合和評估考核等方面提出具體要求和量化指標。在建立創(chuàng)新體系中，要特別注意加強產、學、研的聯(lián)合，通過整合資源、聯(lián)合創(chuàng)新、合理安排市場份額和知識產權的情況，使企業(yè)、科研機構和高等院校優(yōu)勢互補，共同發(fā)展。另外，學會、協(xié)會和商會也可充分發(fā)揮作用。

第三，正確處理技術引進與技術創(chuàng)新的關系。強調技術創(chuàng)新并不排斥技術引進。所有國家都要充分利用全球資源，通過技術引進和國際合作來縮小差距，提高自身競爭力。但如果沒有自身的研發(fā)能力，就無從引進國外先進技術，也無法消化吸收，更不能在此基礎上進行創(chuàng)新。另一方面，國外的核心技術是引進不來的，必須靠自主創(chuàng)新來掌握核心技術。從國外的經驗和國內的實踐來分析，采用自主研究開發(fā)和引進消化國外技術相結合的方式，是實現企業(yè)較高水平的技術跨越，提高競爭能力的較好道路[5]。

第四，加強風電創(chuàng)新能力建設，建立風電公共技術服務平臺。能力建設是提高企業(yè)技術創(chuàng)新能力的基礎建設，要由企業(yè)、科研機構、高等院校，包括國家重點實驗室、國家工程技術研究中心等在內，聯(lián)合起來共同對資源進行整合、共享、完善和提高，通過建立共享機制和管理程序逐步做到資源有效利用，并在此基礎上建立風電公共技術服務平臺，成立國家級的風電研發(fā)中心、風電檢測中心和風電認證中心等。

第五，未雨綢繆，提前建立風電專利預警體系。隨著我國風電產業(yè)做強做大，外國企業(yè)必然會在中國設置重重專利壁壘，對中國企業(yè)圍追堵截。因此我省風電產業(yè)在加大研發(fā)攻關力度的同時，也應及時建立專利預警體系，收集第一手的專利競爭情報，做好應對風電專利“地雷”的準備。

第六，統(tǒng)籌規(guī)劃，防止我省風電產業(yè)化一哄而上，造成產能過剩和低水平重復建設。隨著戰(zhàn)略性新興產業(yè)的崛起，風電產業(yè)也進入了發(fā)展的春天，省內眾多企業(yè)都加大研發(fā)力度，希望在巨大的利益面前分得一杯羹；但同時也應當做好產業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃，避免出現不必要的惡性競爭和重復建設問題。

就目前而言，江蘇風電產業(yè)總體上表現出了良好技術創(chuàng)新能力，展現出了良好的發(fā)展勢頭，也反映了江蘇對于風電這一新能源產業(yè)的重視和熱情。我省應當抓住歷史機遇，重視核心技術和科技創(chuàng)新，重視知識產權，努力提升風電產業(yè)綜合競爭力。

[1] 全球風能協(xié)會. 全球風電發(fā)展報告[R]. 丹麥:全球風能協(xié)會,2010.

[2] 中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會(CWEA). 2010年中國風電裝機容量統(tǒng)計[EB/OL]. (2010-06-07)[2011-06-01]. http://www.windchn.com/webinfo/wfview000094836.html

[3] 上海知識產權局. 專利信息公共服務平臺檢索系統(tǒng)[DB/OL]. [2011-05-30]. http://www.shanghaiip.cn/Search/login.do.

[4] 陳旭娟. 風力發(fā)電設備制造技術專利趨勢分析[J]. 內蒙古科技與經濟,2009(17):107-108.

[5] 王鴻雁,霍國慶. 我國風電產業(yè)發(fā)展的瓶頸問題與解決思路[C]//中國石油大學,中國能源戰(zhàn)略研究中心. 第四屆中國能源戰(zhàn)略國際論壇論文集. 北京: 第四屆中國能源戰(zhàn)略國際論壇,2009.

PatentCompetitiveIntelligenceAnalysisonWindPowerTechnologyofJiangsuProvince

Gao Ranhui, Zhang Xiaoyang

Institute of Science and Technology Information of Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

By applying patent analysis method, in comparing and analyzing patent applications, technology life cycle, patent annual distribution and types and principal patentees concerning wind power technology in China and Jiangsu, it is found that the applications of wind power technology of Jiangsu Province lead other provinces in China. It has developed quickly in the last 5 years. However, the patents are mainly focused on wind turbine, combination of driving devices, installation structure, rotors and so on. Core technologies of wind power control technology, grid technology, spindle and pitch bearings are few and far between. In the end, some suggestions on scattered technology patent applications, low participation level of enterprises, poor technology association, irrational patent distribution and imperfect patent early warning system are put forward, in the hope of providing useful competitive intelligence for the development of wind power technology in Jiangsu Province.

wind power technology; patent analysis; competitive intelligence; Jiangsu Province

G306

高冉暉，男，1987年生，碩士研究生，研究方向：競爭情報，發(fā)表論文1篇；張曉陽，男，1969年生，副研究館員，研究方向：競爭情報與科學計量學，發(fā)表論文10余篇。