基于專利視角的電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)與對(duì)策研究

王瑩

摘要：在電力儲(chǔ)能被納入國家發(fā)展規(guī)劃的情況下，還應(yīng)加強(qiáng)電網(wǎng)領(lǐng)域儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)把握?；诖?，本文從專利視角對(duì)電力儲(chǔ)能領(lǐng)域的全面化、成熟化和全球化發(fā)展態(tài)勢(shì)展開了分析，然后從競(jìng)爭(zhēng)壁壘形成、明確發(fā)展路徑、加強(qiáng)市場(chǎng)布局三個(gè)方面提出了發(fā)展對(duì)策，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：專利視角;電力儲(chǔ)能領(lǐng)域;發(fā)展態(tài)勢(shì)

儲(chǔ)能可以對(duì)合理介質(zhì)或設(shè)備進(jìn)行利用，對(duì)當(dāng)前不需要的能量進(jìn)行存儲(chǔ)，并在需要時(shí)進(jìn)行能量釋放，在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用事關(guān)國計(jì)民生。在2050年電網(wǎng)功能形態(tài)中，儲(chǔ)能技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)將取得突發(fā)發(fā)展。因此還應(yīng)從專利視角加強(qiáng)電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)分析，以便加強(qiáng)電力儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展管理，為我國電力事業(yè)發(fā)展提供保障。

一、基于專利視角研究電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展

作為自主創(chuàng)新成果的重要載體，專利信息能夠使某項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展情況得到反映[1]。所以在競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)開展中，需要將專利當(dāng)成是重要信息源，通過專利分析掌握技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)和潛在市場(chǎng)，為技術(shù)戰(zhàn)略布局制定提供依據(jù)。研究電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展問題時(shí)，對(duì)領(lǐng)域?qū)＠墨I(xiàn)展開分析，能夠掌握技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，幫助科研院所、企業(yè)加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)預(yù)警和產(chǎn)品攻關(guān)，同時(shí)輔助政府部門完成產(chǎn)業(yè)布局和戰(zhàn)略調(diào)整。實(shí)際對(duì)電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展進(jìn)行研究時(shí)，可以采用incoPat科技創(chuàng)新情報(bào)平臺(tái)對(duì)世界117個(gè)國家、地區(qū)和國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織公開專利文獻(xiàn)進(jìn)行分析。在平臺(tái)上，包含超過1萬億份的專利的中英文文獻(xiàn)信息、權(quán)利歸屬信息等，能夠以關(guān)鍵詞+國際專利分類號(hào)形式進(jìn)行多維度檢索。由于專利從申請(qǐng)到公開需要18個(gè)月的滯后期，使得大量專利未公開，因此將1985-2018數(shù)據(jù)當(dāng)成是參考，檢索時(shí)間為2018年12月，經(jīng)過人工去燥后可以得到與電力儲(chǔ)能相關(guān)的專利。針對(duì)獲得的數(shù)據(jù)信息，需要利用VOSviewer數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行聚類分析和處理，確保數(shù)據(jù)能夠得到可視化展示。

二、基于專利視角的電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)

（一）全面化發(fā)展態(tài)勢(shì)

結(jié)合專利分析結(jié)果可知，如圖1所示，通過對(duì)近兩年專利關(guān)鍵詞累積出現(xiàn)頻次展開計(jì)量分析，能夠確定電力儲(chǔ)能領(lǐng)域技術(shù)熱點(diǎn)分布情況。圖中顏色從深到淺到深的變化，能夠體現(xiàn)出頻次高低。出現(xiàn)頻次越高，顏色越接近深色。從整體來看，熱點(diǎn)貫穿于儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用方面，上游熱點(diǎn)集中在相變材料研制上，中游集中在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，下游集中在電網(wǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用方面。電力儲(chǔ)能領(lǐng)域高影響力的專利研究主題可以劃分為三大類，分別為電化學(xué)儲(chǔ)能、可再生能源微電網(wǎng)儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能，呈現(xiàn)出全面化發(fā)展態(tài)勢(shì)。在相變儲(chǔ)能研究方面，由于相變材料能夠在溫度不變時(shí)發(fā)生從固體到液體的轉(zhuǎn)變，從而提供能夠用于熱量貯存和溫度控制的潛熱物質(zhì)，因此在能源結(jié)構(gòu)改善和利用率提高方面能夠發(fā)揮作用。從專利發(fā)展情況來看，無機(jī)相變材料研制得到了關(guān)注，內(nèi)容涉及材料、組件、系統(tǒng)、開發(fā)應(yīng)用等各個(gè)方面。在電化學(xué)儲(chǔ)能研究方面，由于該種技術(shù)可以直接進(jìn)行電能存儲(chǔ)和釋放，滿足城市和鄉(xiāng)村電網(wǎng)建設(shè)要求，因此引起了廣泛關(guān)注。有關(guān)研究已經(jīng)延伸至發(fā)電側(cè)、用電側(cè)、配電側(cè)等方面的能源可控調(diào)度上，以完成高效、經(jīng)濟(jì)、安全能源體系建立。在儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用方面，專利研究更多集中在可再生能源微電網(wǎng)儲(chǔ)能等方面，能夠在接入可再生能源時(shí)增強(qiáng)電網(wǎng)靈活性，加強(qiáng)調(diào)度和輸出控制，促使電網(wǎng)能源消納能力得到提高，同時(shí)降低電網(wǎng)建設(shè)成本，因此在電力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中能夠得到較好應(yīng)用。（見圖1）

（二）成熟化發(fā)展態(tài)勢(shì)

隨著時(shí)間和投入增加，技術(shù)將沿著軌道得到改進(jìn)，經(jīng)歷萌發(fā)、成長(zhǎng)、成熟、衰退的過程，在不同階段將顯現(xiàn)出不同的產(chǎn)業(yè)影響力，在成長(zhǎng)期可以逐步突顯影響力，成熟期達(dá)到最大影響力，衰退期將逐步被替代。結(jié)合電力儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)＠畔⒖芍娏?chǔ)能專利申請(qǐng)數(shù)量變化可以劃分為三個(gè)階段，從1985年到2006年，電力儲(chǔ)能專利申請(qǐng)數(shù)從0增長(zhǎng)為64，處于緩慢發(fā)展階段;從2007年開始，專利申請(qǐng)數(shù)量開始呈爆發(fā)性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，發(fā)展至2016年，數(shù)量從108增至1959，可以反映出電力儲(chǔ)能技術(shù)處于成長(zhǎng)期;從2017年開始，相關(guān)專利數(shù)量隨之減少，2018年降低至900左右，呈現(xiàn)出從成長(zhǎng)期向成熟期過渡的趨勢(shì)。從專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)的申請(qǐng)量上來看，不同于過去科研機(jī)構(gòu)占據(jù)主體地位，近年來國家電網(wǎng)遙遙領(lǐng)先，申請(qǐng)量能夠達(dá)到1700以上，其次則為南方電網(wǎng)，申請(qǐng)量達(dá)到了300以上[2]。相比較而，清華大學(xué)、中國科學(xué)院等科研機(jī)構(gòu)申請(qǐng)量在200左右，與電網(wǎng)公司之間存在一定差距。出現(xiàn)這種情況，主要是由于電力儲(chǔ)能技術(shù)逐步進(jìn)入到應(yīng)用推廣研究階段，電網(wǎng)公司在技術(shù)應(yīng)用研究方面擁有人力、物力和財(cái)力優(yōu)勢(shì)。結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新規(guī)律和專利申請(qǐng)量走勢(shì)可知，從2017年開始，電力儲(chǔ)能進(jìn)入到成熟技術(shù)應(yīng)用階段，開始進(jìn)行系統(tǒng)研發(fā)和產(chǎn)品研制，因此能夠說明電力儲(chǔ)能領(lǐng)域開始取得成熟化發(fā)展。

（三）全球化發(fā)展態(tài)勢(shì)

新興技術(shù)給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的影響，除了考慮先進(jìn)性問題，同時(shí)也需要市場(chǎng)因素，確認(rèn)技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)后能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)布局帶來怎樣的影響。在專利布局方面，國家制定了全球化戰(zhàn)略，督促各專利申請(qǐng)人進(jìn)行國際化發(fā)展戰(zhàn)略布局。從國內(nèi)專利申請(qǐng)人的國際分類布局情況來看，在H02J等領(lǐng)域，國家電網(wǎng)提出的電力儲(chǔ)能技術(shù)擁有較高產(chǎn)業(yè)影響力，在H01M領(lǐng)域中國科學(xué)院的影響力較高，如表1所示。受國家儲(chǔ)能發(fā)展政策等因素的影響，國家電網(wǎng)專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)逐步放緩。與此同時(shí)，南方電網(wǎng)、華北電力大學(xué)等單位開始結(jié)合發(fā)展戰(zhàn)略參與電力儲(chǔ)能領(lǐng)域，增加技術(shù)研究投入，促使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日漸加劇。從全球范圍來看，在中國加快世界布局的同時(shí)，包含美國在內(nèi)的其他國家或地區(qū)也在加快國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在18個(gè)國家或地區(qū)，我國布局了329項(xiàng)專利，占同族11%左右。在美國布局包含79項(xiàng)，占21%左右。在我國布局的國家或地區(qū)包含24個(gè)，布局專利共329項(xiàng)，占比3%左右。其中，美國在我國布局共119項(xiàng)，站36%左右。實(shí)際從1993年開始，美國就在我國電力儲(chǔ)能領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)布局，發(fā)展至2013年專利申請(qǐng)量開始減少。從2014年開始，我國在美國布局專利申請(qǐng)量開始超出美國在我國的布局量，呈現(xiàn)出高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。而在電力儲(chǔ)能專利布局進(jìn)入高峰階段的情況下，全球競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)已經(jīng)逐步形成，促使中美在儲(chǔ)能領(lǐng)域加速競(jìng)爭(zhēng)。

三、基于專利視角的電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展對(duì)策

（一）結(jié)合優(yōu)勢(shì)形成競(jìng)爭(zhēng)壁壘

從電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)來看，近年來電力領(lǐng)域的儲(chǔ)能技術(shù)取得了快速發(fā)展，以便在儲(chǔ)能材料、機(jī)理和技術(shù)應(yīng)用等各領(lǐng)域?qū)で笮碌耐黄?。按照常?guī)技術(shù)發(fā)展路線，還應(yīng)對(duì)先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行全面掌握，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能材料制備、化學(xué)儲(chǔ)能裝置制造等技術(shù)的重點(diǎn)攻關(guān)，使儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用管理取得關(guān)鍵技術(shù)突破，在不同場(chǎng)景加強(qiáng)應(yīng)用推廣，形成完善產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)[3]。然而對(duì)于各研究機(jī)構(gòu)來講，難以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的全面掌握，想要在市場(chǎng)上占據(jù)一席之地，形成技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)壁壘和掌握市場(chǎng)話語權(quán)，還要結(jié)合各自技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，減少對(duì)劣勢(shì)領(lǐng)域的投資，增加對(duì)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域的投入，以便通過集中突破占據(jù)技術(shù)研究制高點(diǎn)。針對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)，還應(yīng)加強(qiáng)測(cè)試和維護(hù)，提前進(jìn)行侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避和應(yīng)對(duì)，使成果得到較好保護(hù)，繼而順利應(yīng)對(duì)未來專利布局競(jìng)爭(zhēng)加劇的局面。

（二）明確技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展路徑

把握電力儲(chǔ)能技術(shù)成熟化發(fā)展趨勢(shì)，我國在電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展方面還應(yīng)明確技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展路徑，通過發(fā)揮戰(zhàn)略作用對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充，并對(duì)優(yōu)勢(shì)環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，以便技術(shù)水平與巨大需求間的差距得到逐漸縮小。為達(dá)成這一目標(biāo)，需要加強(qiáng)電力儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設(shè)計(jì)，將需求當(dāng)成是產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)力量，以理論為指導(dǎo)，將先進(jìn)儲(chǔ)能材料和技術(shù)創(chuàng)新當(dāng)成是根本，將關(guān)鍵裝備技術(shù)和系統(tǒng)研究當(dāng)成是抓手，能夠提出技術(shù)發(fā)展的全新模式，建立完善領(lǐng)域創(chuàng)新研究體系。而將大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)局限突破當(dāng)成是發(fā)展目標(biāo)，結(jié)合電網(wǎng)新能源大比例接納和消納調(diào)峰需求進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行管理模式的創(chuàng)新，加快各能源網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，能夠以電為中心促進(jìn)能源網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)電能的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)和多形態(tài)消納管理[4]。使技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用需求緊密結(jié)合在一起，能夠推動(dòng)技術(shù)科學(xué)發(fā)展，促使技術(shù)未來產(chǎn)業(yè)影響力得到提高。

（三）把握市場(chǎng)加強(qiáng)戰(zhàn)略布局

面對(duì)國際在國內(nèi)市場(chǎng)布局較少的市場(chǎng)發(fā)展時(shí)機(jī)，還應(yīng)及時(shí)把握電力儲(chǔ)能發(fā)展機(jī)遇，通過加強(qiáng)市場(chǎng)戰(zhàn)略布局占據(jù)市場(chǎng)有利位置，為海外市場(chǎng)開拓奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)合這一目標(biāo)，還應(yīng)加強(qiáng)美國專利信息利用，通過加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手專利布局研究加強(qiáng)技術(shù)預(yù)警和挖掘，結(jié)合能源戰(zhàn)略和儲(chǔ)能市場(chǎng)在其他國家或地區(qū)進(jìn)行專利布局?，F(xiàn)階段，全球?qū)＠麛?shù)據(jù)已經(jīng)超出上億條，能夠?qū)Ω鞣矫孢M(jìn)行覆蓋。為避免研發(fā)資源浪費(fèi)在技術(shù)重復(fù)研究中，需要聚焦研發(fā)方向和重點(diǎn)加強(qiáng)布局，對(duì)具有潛在轉(zhuǎn)化可能的專利技術(shù)進(jìn)行研究。從技術(shù)應(yīng)用角度進(jìn)行戰(zhàn)略布局，還應(yīng)加強(qiáng)專利分析與資源挖掘，結(jié)合經(jīng)濟(jì)和政策等因素制定研發(fā)戰(zhàn)略，在熱點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行布局，采取引進(jìn)人才、合作研發(fā)等措施加快技術(shù)研發(fā)與布局，成功掌握市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)。

四、結(jié)論

綜上所述，結(jié)合專利信息對(duì)電力儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)展開分析可以發(fā)現(xiàn)，有關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)的專利主題具有全面化發(fā)展態(tài)勢(shì)，同時(shí)向著技術(shù)應(yīng)用推廣方向發(fā)展，意味著電力儲(chǔ)能將日漸成熟。而伴隨著國內(nèi)外電力儲(chǔ)能專利的日漸增加，全球化競(jìng)爭(zhēng)也將加劇。因此在電力儲(chǔ)能發(fā)展方面，還應(yīng)結(jié)合優(yōu)勢(shì)盡快建立競(jìng)爭(zhēng)壁壘，根據(jù)國情明確技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展路徑，確保市場(chǎng)戰(zhàn)略布局合理，繼而在電力儲(chǔ)能領(lǐng)域獲得強(qiáng)有力的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

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