〔摘要〕應用PIAS軟件檢索國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站的中國專利數(shù)據(jù)庫，獲得中國海上風電技術(shù)專利數(shù)據(jù)。以定量、定性方法從多個角度較全面地剖析了中國海上風電技術(shù)專利的狀況與競爭態(tài)勢，對我國專利權(quán)人和國外主要競爭者在華專利狀況進行了較詳細的比較分析，得出研究結(jié)論并為我國海上風電的技術(shù)自主創(chuàng)新提出了有針對性專利對策與建議。

〔關(guān)鍵詞〕海上風電；中國；專利分析；專利地圖

DOI：10.3969／j.issn.1008－0821.2011.09.006

〔中圖分類號〕G306 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008－0821（2011）09－0028－05

收稿日期：2011－07－18

基金項目：本文系青島市知識產(chǎn)權(quán)局公共領(lǐng)域科技支撐計劃項目《藍色經(jīng)濟主導產(chǎn)業(yè)之海洋新能源專利分析》（項目編號：09Z-06）部分研究成果。

作者簡介：張卓群（1966－），男，副研究員，研究方向：信息分析、系統(tǒng)開發(fā)，發(fā)表論文數(shù)篇。

Chinese Patents Analysis on Offshore Wind Power

Zhang Zhuoqun Zhao Xia Zhu Yanxiong Qin Honghua Sun Qin

（Qingdao Institute of Scientific Technical Information，Qingdao 266003，China）

〔Abstract〕Retrieving chinese patents on offshore wind power technology from chinese patent database of SIPO，gain the data by the tool of PIAS.Doing an analysis onstatus and competitive situation of offshore wind technology patents in China，and a more detailed comparative analysis between chinese applicants and main foreign competitors were put forward，it proposed a targeted countermeasures and suggestions for the native innovation on offshore wind power technology.

〔Key words〕offshore wind powerChinapatent analysispatent mapping

海上風力發(fā)電是在近海離岸區(qū)域建設風電場，風機葉片在風力帶動下將風能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，然后將電能通過海底電纜傳輸?shù)疥懙厣希俳?jīng)過升壓后并入陸上主電網(wǎng)。

經(jīng)過歐洲丹麥等國家近二十年的研究與實踐［1］，海上風力發(fā)電在技術(shù)上取得了巨大進步，即將進入產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。目前，在能源與環(huán)境問題的雙重壓力下，海上風力發(fā)電正在全球迅速發(fā)展，我國也已經(jīng)掀起了一輪開發(fā)熱潮，是世界上增長速度最快的市場之一。但另一方面，我國海上風電的自有技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化能力都很薄弱，目前主要是依靠購買國外技術(shù)或合作開發(fā)。全球的風電巨頭多數(shù)已在我國投資建廠，控制了國內(nèi)風電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈的絕大部分，其專利技術(shù)壟斷對我國海上風電業(yè)的自主創(chuàng)新和健康發(fā)展構(gòu)成了嚴重障礙。在這種情況下，我國海上風電設計制造要想突出重圍，就必須對國外企業(yè)在我國的專利布局和自身的情況有清晰的認識，以利于國內(nèi)企業(yè)有效規(guī)避專利侵權(quán)風險，在自主研發(fā)中選擇最有利的技術(shù)路徑，盡快確立本土優(yōu)勢。

本研究在青島市知識產(chǎn)權(quán)局的專項資金資助下，擬對我國目前海上風電技術(shù)專利競爭態(tài)勢進行系統(tǒng)的分析，根據(jù)得出的客觀結(jié)論對我國發(fā)展海上風電提供決策建議。

1 專利數(shù)據(jù)采集說明本研究所依據(jù)的中國專利數(shù)據(jù)從國家知識產(chǎn)權(quán)局的網(wǎng)站（http://search.cnipr.com）下載獲得，年限為1985－2011年3月；以技術(shù)關(guān)鍵詞在標題、摘要、權(quán)利要求字段，并結(jié)合IPC、重點專利權(quán)人構(gòu)建檢索表達式，利用北京中獻智泉信息技術(shù)有限公司的PIAS系統(tǒng)檢索中國專利數(shù)據(jù)庫，經(jīng)對專利文獻的細致閱讀后篩選清洗數(shù)據(jù)，得到海上風電中國專利721件。

2 專利定量分析

2.1 專利總體發(fā)展趨勢分析圖1顯示，我國海上風電技術(shù)專利從上世紀初1992年開始出現(xiàn)到2002年的10年內(nèi)，一直發(fā)展緩慢，總共不超過30件，是技術(shù)引入期；從2003年起專利申請開始大步遞增，呈急速發(fā)展態(tài)勢，2009年申請量184件、2010年公開量261件、授權(quán)量101件都達到歷史最高點，表明我國海上風電技術(shù)進入了快速成長期。

2.2 專利申請人國別分析721件專利中，我國擁有503件，占69.7%，數(shù)量上居絕對優(yōu)勢；外國為218件，占30.3%，依次為美國（67件，9.3%）、德國（52件，7.2%）、丹麥（39件，5.1%）、瑞士（9件，1.2%）、日本（8件，1.1%）、挪威（8件，1.1%），其余國家均不足1%。美國、德國、丹麥世界三大風電強國在我國持有的海上風電專利最多，優(yōu)勢突出（圖2）。

2.3 國內(nèi)各省（市）專利分布分析我國申請的503件專利中，排前10位為北京（87件，17%）、上海（82件，16%）、江蘇（55件，11%）、浙江（55件，11%）、遼寧（30件，6%）、廣東（24件，5%）、天津（19件，4%）、山東（16件，3%）、黑龍江（16件，3%）、重慶（14件，3%），主要分布于北京及沿海省市。

2.4 專利申請人類型構(gòu)成比例分析中國海上風電專利中，我國個人申請量很大，占50%以上，公司企業(yè)不到30%，科研院校占10%；而國外申請人是以公司企業(yè)為主，超過80%，個人和科研院校占比例很小。

2.5 專利類型分析721件海上風電專利中，發(fā)明495件，占68.7%，實用新型217件，占30%，發(fā)明明顯高于新型，說明該領(lǐng)域的技術(shù)密集度較大，屬于高技術(shù)。發(fā)明專利代表著較高的科技創(chuàng)新水平與技術(shù)發(fā)展方向，從圖3來看，我國申請的專利中發(fā)明、新型各占約一半，而外國的專利幾乎全部為發(fā)明，技術(shù)含量更高。

2.6 專利法律狀態(tài)分析中國海上風電專利中的公開、授權(quán)、失效總體比例為50%、38%、12%，我國申請專利為45%、41%、15%；外國為72%、24%、5%。失效比例我國是外國的3倍，外國專利授權(quán)率低于我國，七成以上處于公開狀態(tài)。

3 技術(shù)領(lǐng)域分析

3.1 IPC構(gòu)成分析從表1看，中國海上風電專利主要集中于F03D9、F03D11、F03D1、F03D7、F03D3、E02D27、F03B13、H02J3、H02P9、B63B35、E02B17。其中F03D（風機發(fā)動機）是主要分布區(qū)域，占全部專利的50%以上，其他技術(shù)專利數(shù)量相對較少。

表1 中國海上風電專利主要IPC分布

3.2 重點技術(shù)專利與國別組合分析根據(jù)IPC構(gòu)成情況，結(jié)合閱讀專利文獻，概括出10項重點專利技術(shù)。由于發(fā)明專利的技術(shù)水平更高，表2顯示了這10項技術(shù)的發(fā)明專利數(shù)量與國別分布。海上風電設備是各國布局的重點，此外我國、美國、德國、丹麥都把控制技術(shù)、風電檢測與監(jiān)控作為專利保護重點，其次這幾國對海上風機運輸／起重、海上風電工程也比較重視；瑞士則在輸配電技術(shù)重點部署，優(yōu)勢較明顯。

表2 中國海上風電重點技術(shù)發(fā)明專利與地域分布

4 專利權(quán)人分析

4.1 前10位競爭者分析按發(fā)明專利數(shù)量排序，前10位的專利權(quán)人中，國內(nèi)有4個、國外有6個（圖4），美國通用電氣公司遙遙領(lǐng)先。雖然我國個別專利權(quán)人排名靠前，但從總體實力看我國與國際產(chǎn)業(yè)巨頭差距較大，在海上風電技術(shù)競爭中受到強力制約。

4.2 競爭者綜合比較分析表3顯示，通用電氣、維斯塔斯、阿洛伊斯·沃本、西門子、再生動力系統(tǒng)股份公司等外國公司專利的普遍情況是：活動年期比較長，投入研發(fā)力量較大，且平均年齡較短，說明這些國際大公司在中國擁有長期的專利戰(zhàn)略，在較長時間內(nèi)占據(jù)技術(shù)壟斷優(yōu)勢。我國中國海洋石油總公司、上海交通大學、上海大學、華銳風電等機構(gòu)的專利活動年期、發(fā)明人數(shù)、平均年齡綜合指標較好，具備一定競爭實力，是我國跟國外公司競爭的主要力量。我國海上風電專利中個人發(fā)明很多，雖有一定數(shù)量，但未形成研發(fā)團隊，活動年期短，缺乏持續(xù)性。

表3 主要競爭者研發(fā)能力比較

4.3 國外主要專利權(quán)人技術(shù)特點分析海上風電設備是各國際大公司的技術(shù)發(fā)展重點，此外各公司具有不同特點：

美國通用電氣、丹麥維斯塔斯兩大公司特別重視風電控制、檢測與監(jiān)控技術(shù)的專利保護，其他領(lǐng)域也有少量分布，其中通用電氣是在國外大公司中技術(shù)布局最全面的；

德國阿洛伊斯·沃本主要為控制技術(shù)，其次在海上風電工程、風機運輸?shù)阮I(lǐng)域有少量分布；

德國西門子公司主要為風電檢測監(jiān)控技術(shù)和控制技術(shù)；

德國愛羅丁工程有限公司重點為控制技術(shù)和風機運輸；

德國再生動力系統(tǒng)股份公司，專利分布于控制技術(shù)、風電檢測與監(jiān)控技術(shù)兩個領(lǐng)域；

丹麥LM玻璃纖維制品有限公司，專利除部署于風電設備（主要是葉片）外，風電控制技術(shù)還擁有專利。

4.4 我國主要專利權(quán)人特點分析我國海上風電專利權(quán)人數(shù)量多，專利分布呈較高的離散狀態(tài)，其中個人專利約占一半，不少已經(jīng)失效；其次，我國專利實用新型占近一半，但發(fā)明專利才具有較高的創(chuàng)新性，因此通過發(fā)明專利來剖析專利權(quán)人的技術(shù)特點，對了解我國海上風電整體技術(shù)水平更有意義。

圖5是我國海上風電技術(shù)主要專利權(quán)人及其研發(fā)領(lǐng)域，其中有高校、公司、個人各有4個。除中國海洋石油總公司、上海大學、上海交通大學外，其他專利權(quán)人發(fā)明專利數(shù)量都不多。而且中海石油總公司的專利基本上都屬于海上風電專用船舶、運輸技術(shù)；上海大學則主要為海上風電設備中的整機和葉片，其他方面的專利都很少，這兩個主要專利權(quán)人都是基于自身的少數(shù)技術(shù)專長搞研發(fā)，不像風電廠商那樣進行系統(tǒng)的研發(fā)；上海交大的特點則是技術(shù)領(lǐng)域分布較廣，但除了供配電電路、電能存儲系統(tǒng)發(fā)明專利相對較多、初步形成一定優(yōu)勢外，其他技術(shù)都很薄弱；我國最重要的海上兆瓦級風機生產(chǎn)企業(yè)——華銳風電，雖然為東海大橋風電項目提供了整機產(chǎn)品，但只取得了5件發(fā)明專利。

由以上分析看出，我國海上風電研發(fā)力量分散，尚無綜合實力較強的研發(fā)機構(gòu)，專利集中在船舶運輸、風電設備、輸配電等少數(shù)技術(shù)，企業(yè)未成為創(chuàng)新主體。

5 研究結(jié)論與建議對策經(jīng)對中國海上風電專利競爭態(tài)勢的上述分析，結(jié)合當前全球海上風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況，可以得出以下結(jié)論：

（1）當前我國海上風電技術(shù)與世界海上風電技術(shù)一樣，處于待成熟完善的發(fā)展期。

（2）我國擁有的專利在數(shù)量占據(jù)優(yōu)勢，但失效比例高，發(fā)明專利比例明顯低于外國在華專利；其他國家中，美國、德國、丹麥世界三大風電強國持有的海上風電專利最多，優(yōu)勢突出。

（3）風電設備（整機、關(guān)鍵零部件附件）占據(jù)專利的絕大部分，此為海上風電的上游技術(shù)，受到行業(yè)競爭者的高度關(guān)注，也是目前研發(fā)與專利競爭的焦點；其它技術(shù)的專利數(shù)量相對較少。

（4）控制技術(shù)是另一專利保護重點；其它的關(guān)鍵技術(shù)有：運輸／起重、海上風電工程、聯(lián)合發(fā)電、輸配電、部件加工／制造／材料、風場電網(wǎng)管理、風電保護、檢測與監(jiān)控。

（5）國際知名風電廠商綜合研發(fā)能力強，在我國擁有長期的專利戰(zhàn)略，具有技術(shù)壟斷優(yōu)勢，我國海上風電創(chuàng)新面臨較多技術(shù)壁壘，在市場競爭中處于不利地位。

（6）我國專利權(quán)人中公司企業(yè)占不到三成，還未真正成為技術(shù)創(chuàng)新的主體；而國外專利權(quán)人公司企業(yè)占八成以上，兩者形成鮮明對比。

針對分析結(jié)論，對我國海上風電專利戰(zhàn)略提出如下對策建議：

（1）關(guān)注海上風電領(lǐng)先國家的技術(shù)進展，加強對國外大廠商專利的研究分析。對有價值的失效專利可直接為我所用或予以借鑒，避免重復研究，對正在實施中的專利不能侵權(quán)。

（2）強化專利意識。專利意識淡薄是我國企業(yè)的軟肋，必須意識到在知識經(jīng)濟時代，積累和完善自主知識產(chǎn)權(quán)是企業(yè)生存發(fā)展的必由之路。應努力開發(fā)原創(chuàng)性技術(shù)，同時重視知識產(chǎn)權(quán)保護，運用專利利器贏得市場，才能使我國風電企業(yè)盡快走向良性發(fā)展，縮小與國際先進水平的差距。

（3）把握技術(shù)發(fā)展時機，盡快完善專利布局。目前在全球海洋風電技術(shù)也尚未成熟，我國應及時抓住這一有利時機，在海上風電的開發(fā)實踐中，在技術(shù)創(chuàng)新上有所作為，在國外廠商尚未形成專利壁壘的領(lǐng)域加緊研發(fā)，建立起我國自有的海洋風電技術(shù)專利布局。

（4）在具體實施專利戰(zhàn)略時，可采取構(gòu)筑外圍專利網(wǎng)、開展專利有償轉(zhuǎn)讓、運用專利交叉許可等戰(zhàn)略去贏得市場主動權(quán)。

（5）在引進消化的基礎上，結(jié)合我國海洋風能資源特點研發(fā)新的產(chǎn)品并形成專利。我國沿海風力資源與歐洲、北美差別較大，例如海域鹽度高，還有北方冬天低溫、南方有臺風等問題［2］，根據(jù)這些特點進行技術(shù)再創(chuàng)新，研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的海上風電技術(shù)產(chǎn)品，對于我國海上風電產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展具有重大意義。

參考文獻

［1］《陸上風電基地面臨的挑戰(zhàn)：實施指南》——世界銀行.亞洲可持續(xù)發(fā)展與替代能源項目，2010.3.

［2］倪云林，辛華龍，劉勇.我國海上風電的發(fā)展與技術(shù)現(xiàn)狀分析［J］.能源工程，2009，（4）:23.