李向輝, 金福蘭*, 劉 玲

(1. 江蘇省科學(xué)技術(shù)情報研究所， 江蘇 南京 210042； 2. 江蘇省科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院， 江蘇 南京 210042)

·研究報告——生物質(zhì)能源·

基于專利數(shù)據(jù)的世界農(nóng)林廢棄物循環(huán)利用能源技術(shù)分析

李向輝1,2, 金福蘭1,2*, 劉 玲1,2

(1. 江蘇省科學(xué)技術(shù)情報研究所， 江蘇 南京 210042； 2. 江蘇省科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院， 江蘇 南京 210042)

以德溫特世界專利索引中檢索到的農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)相關(guān)專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使用Thomson Innovation專利分析工具，通過計量統(tǒng)計、引證分析、可視化文本聚類等方法，揭示農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)3大領(lǐng)域——氣化技術(shù)、液化技術(shù)和燃燒技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，以期為我國相關(guān)企業(yè)研發(fā)策略及宏觀產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的制定提供參考。

農(nóng)林廢棄物；循環(huán)能源；氣化技術(shù)；液化技術(shù)；燃燒技術(shù)；專利分析

生物質(zhì)能源是我國最重要的可再生能源之一，其年均產(chǎn)出量能夠占到能源總消耗的10%左右[1]。我國是農(nóng)林業(yè)大國，農(nóng)林廢棄物是當(dāng)前主要的生物質(zhì)能源。據(jù)統(tǒng)計，我國年均各類農(nóng)林廢棄物產(chǎn)出約15億噸，其中林業(yè)及木材加工廢物的資源量相當(dāng)于3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，農(nóng)作物秸稈的資源量相當(dāng)于1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。預(yù)計到2020年，我國農(nóng)林廢棄物產(chǎn)出將相當(dāng)于11.65億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可開發(fā)量約相當(dāng)于8.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤[2-3]。因此，循環(huán)利用農(nóng)林廢棄物資源，對于我國的環(huán)境保護(hù)、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型都具有非常重要的意義。國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)已將農(nóng)林生物質(zhì)綜合利用技術(shù)列入優(yōu)先發(fā)展的研究領(lǐng)域之一。農(nóng)林廢棄物循環(huán)再利用技術(shù)主要有3大應(yīng)用方向：能源循環(huán)利用、農(nóng)業(yè)栽培和工業(yè)再加工，其中能源循環(huán)利用是世界范圍內(nèi)的熱點，也是我國政府政策扶持的重點。農(nóng)林廢棄物能源循環(huán)利用主要包括氣化技術(shù)、液化技術(shù)和燃燒技術(shù)3大類。目前，我國在該領(lǐng)域已基本形成了完整的政策框架和激勵機制，相關(guān)技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步。但和美國等發(fā)達(dá)國家相比還是存在著較大的差距，突出表現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化程度較低，企業(yè)創(chuàng)新能力較弱，最直觀的表現(xiàn)就是核心專利數(shù)量不足[1,3]。因此，從專利信息的角度分析農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)的特點和趨勢，對于我國相關(guān)科技和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。目前，尚無從專利分析這一角度來探索農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)及市場發(fā)展特點的研究成果。相關(guān)研究中，有針對廣義的生物質(zhì)能概念，如：陳冠欽等[4]對生物質(zhì)液體燃料技術(shù)國內(nèi)外專利的總體申請趨勢進(jìn)行了分析；覃炳達(dá)等[5]對中國國內(nèi)生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)的專利申請趨勢進(jìn)行了分析。另有針對具體技術(shù)領(lǐng)域，如：段黎萍[6]基于專利信息分析，對比了世界范圍和中國國內(nèi)纖維素乙醇技術(shù)在主要競爭者、市場轉(zhuǎn)化路徑等方面的不同；馬文君等[7]對纖維素乙醇技術(shù)進(jìn)行了專利分析，解讀了該技術(shù)在世界范圍內(nèi)的總體發(fā)展態(tài)勢。和上述研究成果相比，本研究針對農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)，以專利信息分析和專利地圖為基礎(chǔ)，對氣化技術(shù)、液化技術(shù)、燃燒技術(shù)等3大領(lǐng)域內(nèi)的專利從總體趨勢、生命周期、主要競爭者、技術(shù)熱點等角度開展分析，探索農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新特征和未來發(fā)展趨勢，并且著重對比了中國和美國在這3大領(lǐng)域內(nèi)專利布局的差異，以期為我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略以及企業(yè)研發(fā)策略的制定提供參考。

1 數(shù)據(jù)源和分析方法

1.1 數(shù)據(jù)源

各國的專利數(shù)據(jù)來源于德溫特世界專利索引(DWPI)數(shù)據(jù)庫[8]。專利檢索限定的公開時間范圍為1980.01.01～2015.01.01。由于專利從申請至公開一般需要長達(dá)18～36個月的時間，因此2013～2015年的數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確反映當(dāng)年專利申請情況，僅作參考。

1.2 分析方法

專利分析工具采用Thomson Innovation(TI)在線分析工具[8]。運用計量統(tǒng)計、引證分析、可視化聚類等方法，分別對農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源氣化技術(shù)、液化技術(shù)和燃燒技術(shù)這3大領(lǐng)域在近35年間的專利申請趨勢、區(qū)域?qū)嵙?、競爭機構(gòu)以及核心專利進(jìn)行統(tǒng)計和分析。專利法律狀態(tài)查詢主要采用美國專利商標(biāo)局(USPTO)專利電子商務(wù)中心法律狀態(tài)查詢網(wǎng)站,以及歐洲專利局專利檢索查詢網(wǎng)站[9-10]。

2 分析與討論

經(jīng)數(shù)據(jù)檢索和整理，共獲得已公開的農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源氣化技術(shù)領(lǐng)域的專利(族)681件，液化技術(shù)領(lǐng)域的專利(族)761件，燃燒技術(shù)領(lǐng)域的專利(族)359件。

2.1 各國專利的對比分析

2.1.1 專利申請的年度變化 農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源氣化技術(shù)、液化技術(shù)和燃燒技術(shù)3大領(lǐng)域內(nèi)專利申請的年度變化趨勢見圖1。由于專利有公開延遲的特點，圖示中近3年(2012～2014)的申請量顯著低于實際申請量，年度變化主要分析2012之前的數(shù)據(jù)。在

圖1 農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源3大領(lǐng)域的年度專利申請趨勢

氣化技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)發(fā)展在1980～1998年間處于萌芽期，專利申請量較低且波動不大；1999年之后，氣化技術(shù)迎來一波持續(xù)的高速增長期，從年均申請量少于10件迅速增長到年均70件左右，年平均增長率達(dá)到43%。在液化技術(shù)領(lǐng)域，1980～2000年間為技術(shù)萌芽期，雖然在2001～2004年間專利申請量經(jīng)歷了較大波動，但總體呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，自2005年之后技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，從年均申請10件左右增長至100件左右，年平均增長高達(dá)75%。同上述兩大領(lǐng)域不同，燃燒技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)成熟度不高，專利申請量總體較低，技術(shù)發(fā)展的萌芽期也較為漫長(1980～2006年)，但自2007年起，技術(shù)發(fā)展明顯提速，從年均申請量10件增長到30件左右，平均增長率達(dá)到40%，平均增長率和氣化技術(shù)(43%)相當(dāng)。考慮到燃燒技術(shù)起步較晚，因而預(yù)測今后該領(lǐng)域?qū)⒂休^大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

由上述分析可知，農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)3大領(lǐng)域發(fā)展趨勢共同點在于：均處于技術(shù)成長期；不同點在于：氣化技術(shù)和液化技術(shù)的起步相對較早，也更早的進(jìn)入快速發(fā)展期，技術(shù)發(fā)展相對成熟，而燃燒技術(shù)的起步較晚。相對于氣化技術(shù)，液化技術(shù)近年來的發(fā)展更為迅速，已經(jīng)成為農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)的核心領(lǐng)域。燃燒技術(shù)雖然起步晚，但近年來平均增長率和氣化技術(shù)相當(dāng)，未來的成長趨勢不容小視。

2.1.2 專利的區(qū)域分布 農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)3大領(lǐng)域的專利申請遍布全球近30個國家和地區(qū)，要準(zhǔn)確衡量各國/地區(qū)的技術(shù)實力，還需要借助專利最早優(yōu)先權(quán)數(shù)量這一指標(biāo)，該指標(biāo)能夠表征技術(shù)起源。表1所示為3大領(lǐng)域內(nèi)專利最早優(yōu)先權(quán)量排名前10位的國家或地區(qū)，以及各自的專利申請數(shù)量。

表1 農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源3大領(lǐng)域?qū)＠钤鐑?yōu)先權(quán)量排名前10位的國家/地區(qū)

首先，從專利最早優(yōu)先權(quán)區(qū)域分布情況來看，美國在農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源領(lǐng)域具備明顯的技術(shù)優(yōu)勢，其最早優(yōu)先權(quán)數(shù)量在氣化和液化技術(shù)領(lǐng)域排名第一，在燃燒技術(shù)領(lǐng)域排名第二。在氣化技術(shù)領(lǐng)域，美國的專利優(yōu)先權(quán)量為214件，占到總量的31.4%，是中國(137件)和日本(77件)的總和。在液化技術(shù)領(lǐng)域，美國的優(yōu)勢更為明顯，專利優(yōu)先權(quán)量(346件)占到總量的45.5%，超過第二名中國(156件)的2倍，并且超過其他排名前10位國家的總和。僅在燃燒技術(shù)領(lǐng)域，美國的專利最早優(yōu)先權(quán)量(65件)略少于中國(84件)，但仍占到接近總量的20%。在其他國家中，中國、日本屬于第二梯隊，尤其是中國，在全部3大技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，專利優(yōu)先權(quán)量和美國都較為接近甚至超過美國。另外德國、俄羅斯、法國也具備較強的實力。其次，結(jié)合專利申請情況來看，美國的專利申請量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其最早優(yōu)先權(quán)量，表明美國專利權(quán)人更傾向于海外專利申請，暗示美國在農(nóng)林廢棄物能源循環(huán)領(lǐng)域的技術(shù)輸出和境外布局較為活躍。反觀中、日、德、俄、法的專利申請量和最早優(yōu)先權(quán)量差距均不大，表明雖然這些國家的技術(shù)研發(fā)實力較強，但更關(guān)注于本國技術(shù)市場，傾向于本土專利布局的戰(zhàn)略。

2.1.3 專利技術(shù)的主要競爭機構(gòu) 在農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源3大技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，如以專利申請量作為競爭機構(gòu)實力的評判標(biāo)準(zhǔn)，則3大領(lǐng)域內(nèi)主要競爭機構(gòu)之間的實力差距不大，說明當(dāng)前農(nóng)林廢棄物能源循環(huán)領(lǐng)域還沒有形成技術(shù)市場壟斷的格局，競爭相對開放和自由。

在液化技術(shù)領(lǐng)域，排名前10位的競爭者分別為：美國Mascoma公司(29件)、美國希樂克(Xyleco)公司(16件)、美國英威達(dá)(Invista)公司(13件)、丹麥諾維信(Novozymes)公司(10件)、美國UOP公司(9件)、加拿大Iogen公司(8件)、中科院大連化學(xué)物理研究所(8件)、印度科學(xué)與工業(yè)研究理事會(8件)、美國農(nóng)業(yè)部(7件)和美國Midwest研究公司(7件)。這10位競爭者共申請專利115件，占該領(lǐng)域?qū)＠偭康?5.1%。該領(lǐng)域內(nèi)競爭實力最強的機構(gòu)是美國Mascoma公司，該公司以酶學(xué)工程技術(shù)見長?？梢钥闯觯I(lǐng)域排名前10位的競爭機構(gòu)中，跨國公司占據(jù)了7席，且大多數(shù)為美國公司，一方面反映出該領(lǐng)域內(nèi)企業(yè)已經(jīng)成為創(chuàng)新的主體，技術(shù)成熟程度和市場化程度較高；另一方面則凸顯出美國在該領(lǐng)域內(nèi)的顯著技術(shù)優(yōu)勢。

在氣化技術(shù)領(lǐng)域，排名前10位的競爭者分別為：美國通用電氣(GE)公司(17件)、洛陽駿騰能源科技公司(9件)、美國希樂克(Xyleco)公司(6件)、瑞士英力士(Ineos)公司(5件)、西班牙阿文戈亞生物能源(Abengoa Bioenergia)技術(shù)公司(5件)、英國石油(BP)公司(5件)、荏原(Ebara)株式會社(5件)、大阪瓦斯(Osaka Gas)株式會社(5件)、華中科技大學(xué)(5件)、華東科技大學(xué)(5件)。這10位競爭者共申請專利67件，占該領(lǐng)域總量的9.84%。同液化技術(shù)領(lǐng)域類似，氣化技術(shù)排名前10位的競爭機構(gòu)也以跨國企業(yè)為主，表明該領(lǐng)域也具備比較高的技術(shù)成熟度和市場化程度；但前10位中僅有兩家美國企業(yè)，表明美國在該領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢并沒有在液化技術(shù)領(lǐng)域那樣明顯。值得注意的是，美國希樂克公司在液化技術(shù)和氣化技術(shù)兩個領(lǐng)域均位列前10，顯示出強大的技術(shù)創(chuàng)新實力。此外，中國雖有3家機構(gòu)位列氣化技術(shù)領(lǐng)域前10，但僅有1家企業(yè)，說明中國在氣化技術(shù)領(lǐng)域雖然具備一定的創(chuàng)新實力，但市場化程度仍有待提高。

在燃燒技術(shù)領(lǐng)域，排名前10位的競爭者分別為：Oike Tekkosho株式會社(5件)、蘇州迪森生物能源(4件)、Elite Fuels公司(3件)、美國哈里伯頓(Halliburton)能源服務(wù)公司(3件)、陜西理工學(xué)院(3件)、中國農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院(3件)、Bouldin公司(2件)、法國石油研究院(Inst Francais Du Petrole,2件)、先進(jìn)等離子電源(Advanced Plasma Power)公司(2件)、DMS公司(2件)。這10位競爭者的專利基數(shù)均偏低，不足10件，且彼此間的差距不大，暗示該領(lǐng)域的總體技術(shù)成熟度不高。其中最為知名的是美國哈里伯頓公司，作為世界三大工業(yè)技術(shù)服務(wù)公司之一，哈里伯頓在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的專利布局暗示該領(lǐng)域的未來前景值得看好。此外，在排名前10位的競爭機構(gòu)中，中國機構(gòu)數(shù)量最多，達(dá)到3家，這從側(cè)面反映出中國在該領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先優(yōu)勢；但和氣化技術(shù)類似的是，這3家機構(gòu)中僅有1家企業(yè)，說明中國在該領(lǐng)域內(nèi)的市場化程度依然落后于技術(shù)進(jìn)步的幅度。

2.1.4 核心專利分布 專利被引頻次和引用頻次是衡量專利價值的重要指標(biāo)。表2列出了農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)3大領(lǐng)域內(nèi)被引頻次排名前5的專利?？梢钥闯觯@些高被引專利的初始專利權(quán)人大多數(shù)為中小企業(yè)甚至個人而少有大型公司，更少見到上文中所列出的排名前10的競爭機構(gòu)，這從另一個角度暗示：農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)領(lǐng)域目前還未出現(xiàn)具有技術(shù)統(tǒng)治力的壟斷企業(yè)，技術(shù)市場仍然處于自由競爭階段。

氣化技術(shù)領(lǐng)域，被引頻次排名前兩位的專利的引用頻次也較高，前后引比例分別為1.23和2.47，表明這兩項專利均為領(lǐng)域內(nèi)的承接技術(shù)，其中US20080193989A1最初由美國Zea Chem所有，US20030111410A1由Best Biofuels公司以及著名的史密斯菲德食品公司共有，目前這2項專利權(quán)均已轉(zhuǎn)移至金融機構(gòu)。后3項專利雖然被引頻次略低，但大幅超過其引用頻次，表明這3項專利屬于領(lǐng)域內(nèi)的先導(dǎo)技術(shù)。

液化技術(shù)領(lǐng)域，排名前5專利的被引頻次都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于引用頻次，均為領(lǐng)域內(nèi)的先導(dǎo)技術(shù)。其中，US5821111A最早屬于Bioengineering Resource公司，現(xiàn)專利權(quán)已被瑞士英力士(Ineos)公司收購；WO1995008648A1由美國Midwest研究公司申請，后專利權(quán)轉(zhuǎn)移至美國能源部。

在燃燒技術(shù)領(lǐng)域，專利US20060096163A1雖然被引頻次達(dá)到62，但引用頻次也高達(dá)170，是一項典型的集成創(chuàng)新專利，該專利由美國Enertech Environmental公司申請，現(xiàn)屬于SGC Advisors公司。DE3226798A1、US4531464A和EP249131A2均申請于20世紀(jì)80年代。US20070006526A1由美國New Energy公司于2005年申請，該專利被引頻次23，引用頻次為0，是一項典型的前沿先鋒技術(shù)。

由表2對比看出，3大領(lǐng)域內(nèi)絕大部分的核心專利由美國機構(gòu)或個人持有，少量屬于歐洲機構(gòu)或個人，未見屬于中國乃至亞洲競爭者的核心專利。這表明農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)的核心創(chuàng)新能力集中于美國。從平均被引頻次來看，液化技術(shù)高于氣化技術(shù)，燃燒技術(shù)最低，這也印證了前文對于3大領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟度的分析結(jié)果，即液化技術(shù)的成熟度最高，而燃燒技術(shù)的發(fā)展最不成熟。

表2 農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源3大領(lǐng)域中被引頻次排名前5位專利

2.2 中美兩國專利布局對比分析

如果僅以專利申請量或最早優(yōu)先權(quán)量作為衡量指標(biāo)，可以認(rèn)為中國農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)的實力僅次于美國，甚至在燃燒技術(shù)領(lǐng)域還處于領(lǐng)先。然而在核心專利擁有量方面，中國同美國的差距巨大。鑒于此，通過專利布局分析，研究中美兩國技術(shù)的總體發(fā)展模式和技術(shù)分布特征，對于宏觀產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略將具有重要的指導(dǎo)意義。通過可視化文本聚類的方法繪制專利技術(shù)“地形圖(landscape)”(圖2)，比較中美兩國專利在圖中的分布特點。

2.2.1 氣化技術(shù) 圖2(a)所示為氣化技術(shù)專利地形圖?？梢钥闯?，美國專利的數(shù)量較多，分布也比較廣泛，不僅涵蓋了大部分所有的熱點區(qū)域(山峰)，還分布在邊緣冷門技術(shù)區(qū)域(谷底)以及未來具有潛力的技術(shù)區(qū)域(海洋)。其中美國專利布局的熱點區(qū)域主要有5個：甲烷厭氧發(fā)酵工藝、甲烷厭氧發(fā)酵裝置、甲烷產(chǎn)生菌種制備及改良、合成氣制備技術(shù)、合成氣發(fā)酵裝置及菌種；此外在合成器產(chǎn)物發(fā)電技術(shù)、沼氣儲存輸送及監(jiān)控技術(shù)這兩個邊緣技術(shù)區(qū)域也有一定程度的布局。中國專利數(shù)量少于美國，分布更為集中，主要聚焦在原料制備工藝和設(shè)備、合成氣催化裝置及催化劑、生物質(zhì)氣化爐結(jié)構(gòu)和部件這3個熱點區(qū)域，其布局和美國專利重疊區(qū)域不多。而在熱門技術(shù)區(qū)域“沼氣發(fā)電、供熱設(shè)備及工藝”，中美兩國的專利布局力度都不強。在氣化技術(shù)領(lǐng)域，美國在沼氣(甲烷)發(fā)酵技術(shù)的布局力度很大，幾乎完整覆蓋了技術(shù)鏈上游的菌種改良、中游的厭氧發(fā)酵以及下游的儲存運輸，而在合成氣及其液化技術(shù)中，美國更關(guān)注上游的合成氣制備、中游的發(fā)酵液化以及下游的發(fā)電技術(shù)；中國在沼氣(甲烷)發(fā)酵技術(shù)布局力度較低，而是以合成氣技術(shù)為重點，布局重點在上游的生物質(zhì)原料制備、氣化設(shè)備以及中游的催化液化技術(shù)。

2.2.2 液化技術(shù) 圖2(b)所示為液化技術(shù)專利地形圖。同氣化技術(shù)類似，美國專利在液化技術(shù)中的布局范圍也較廣，其中熱點區(qū)域有5個：發(fā)酵原料碎料技術(shù)和設(shè)備、纖維素酶的基因工程改造、熱解前原料加工工藝及設(shè)備、慢速熱解技術(shù)、閃速熱解技術(shù)，邊緣冷門區(qū)域有3個：C7化合物合成、活性成分直接提取、楊氏梭菌酶的基因工程改造及發(fā)酵液化。中國專利布局主要集中于熱解前原料加工工藝及設(shè)備、慢速熱解技術(shù)、流化床熱解技術(shù)及設(shè)備這3個熱點區(qū)域，以及熱解產(chǎn)物生物油的再加工、楊氏梭菌酶的基因工程改造及發(fā)酵液化這2個邊緣區(qū)域，和美國專利存在2個熱點區(qū)域和1個邊緣區(qū)域的布局重疊。綜合上述分析可以看出，在液化技術(shù)領(lǐng)域，美國在發(fā)酵液化技術(shù)的布局力度很高，專利完整覆蓋了上游的發(fā)酵原料處理、活性成分直接提取，中游的纖維素酶改造以及下游的其他化合物(如C7)合成，在熱解液化技術(shù)中，美國專利主要關(guān)注上游的熱解原料加工、中游的閃速熱解及慢速熱解技術(shù)；相對地，中國在發(fā)酵液化技術(shù)的布局較少，而將重點落在熱解液化技術(shù)，專利比較完整地覆蓋了上游的熱解原料加工、中游的流化床熱解和慢速熱解技術(shù)以及下游的熱解產(chǎn)物生物油的再加工；此外，楊氏梭菌酶的基因工程改造及發(fā)酵液化屬于間接液化技術(shù)，美國專利和中國專利都給予了一定程度的關(guān)注。

圖2 中美兩國在氣化技術(shù)(a)、液化技術(shù)(b)和燃燒技術(shù)(c)領(lǐng)域的專利布局示意圖

2.2.3 燃燒技術(shù) 圖2(c)所示為燃燒技術(shù)專利地形圖。中美兩國在該領(lǐng)域內(nèi)的專利量都較少，布局范圍也較為狹窄，相互之間沒有重疊。其中，美國專利布局集中在炭化成型技術(shù)以及下游的燃燒發(fā)電技術(shù)設(shè)備；中國專利布局則集中在熱壓成型技術(shù)以及下游的燃燒裝置和設(shè)備。

由3大領(lǐng)域的對比分析可知，在氣化技術(shù)和液化技術(shù)這2個領(lǐng)域內(nèi)，美國專利在邊緣冷門區(qū)域的布局力度更高，未來有可能在這些區(qū)域培育出新的技術(shù)增長熱點，從而繼續(xù)保持其技術(shù)引導(dǎo)者的地位，而中國則可能在相當(dāng)長一段時間內(nèi)處于技術(shù)追隨者。從技術(shù)競爭的角度來看，中美兩國在氣化技術(shù)和燃燒技術(shù)領(lǐng)域的布局重疊不明顯，技術(shù)發(fā)展各有所長，而在液化技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)重疊程度相對較高，預(yù)測兩國機構(gòu)在熱解原料加工、慢速熱解技術(shù)以及楊氏梭菌酶催化等技術(shù)環(huán)節(jié)會產(chǎn)生較為激烈的競爭，專利糾紛訴訟也會比較頻繁，客觀上將在一定程度阻礙中國企業(yè)的發(fā)展。在這種形勢下，中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)需要及時制定專利戰(zhàn)略，跟蹤競爭機構(gòu)的專利申請和研發(fā)動態(tài)，合理規(guī)避對手的專利陷阱，并且深入研究境外專利法律制度，注重積累專利訴訟經(jīng)驗，從而盡力保障自身的利益；從產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的角度來看，美國專利更注重全局利益的攫取，即專利布局盡可能地涵蓋技術(shù)鏈的上、中、下游，而中國專利布局的整體觀念和全局意識不強，更多集中在產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的中上游，缺乏縱向的突破延伸，這有可能是受到技術(shù)整體實力的掣肘。

3 結(jié) 論

本研究分析公開時間從1980年1月1至2015年1月1的農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)專利(族)共計1801件，其中氣化技術(shù)領(lǐng)域681件，液化技術(shù)領(lǐng)域761件，燃燒技術(shù)領(lǐng)域359件。

3.1 技術(shù)趨勢方面，3大領(lǐng)域目前均處于技術(shù)成長期，氣化技術(shù)和液化技術(shù)相對起步較早，而燃燒技術(shù)的成熟度最低；3大領(lǐng)域在未來一段時間內(nèi)都將保持較快速增長的趨勢，液化技術(shù)的上升趨勢最為迅速，已成為農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)發(fā)展的核心領(lǐng)域。

3.2 區(qū)域?qū)嵙Ψ矫?，從專利?shù)量上看，在氣化技術(shù)和液化技術(shù)領(lǐng)域，美國的優(yōu)勢明顯，中國和日本屬于第二集團(tuán)；在燃燒技術(shù)領(lǐng)域，各國實力較為接近。專利質(zhì)量上看，3大領(lǐng)域內(nèi)重要核心專利主要掌握在美國競爭機構(gòu)或個人手中，說明美國集中了該領(lǐng)域內(nèi)的核心創(chuàng)新能力和資源。

3.3 競爭機構(gòu)方面，當(dāng)前農(nóng)林廢棄物循環(huán)能源技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)實力較強的企業(yè)有Mascoma公司、通用電氣、希樂克公司等。雖然企業(yè)已經(jīng)成為領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新的主體，但技術(shù)實力的分布較為平均和分散，缺乏具有統(tǒng)治力的壟斷龍頭企業(yè)，行業(yè)目前仍處于自由競爭的階段。

3.4 中美專利布局對比方面，在氣化技術(shù)和液化技術(shù)領(lǐng)域，美國作為技術(shù)引領(lǐng)者，其專利布局更為平均，中國作為技術(shù)追隨者，布局相對集中。在氣化技術(shù)和燃燒技術(shù)領(lǐng)域，中美專利布局重疊區(qū)域不多，但在液化技術(shù)領(lǐng)域，雙方之間可能會存在較為激烈的競爭和專利糾紛。所以，在增強專利法律意識的同時，中國競爭機構(gòu)還需要加強全局意識，在專利布局中注重產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的縱向延伸，從而增強對市場競爭風(fēng)險和利潤的掌控能力。

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Technical Development of Agroforestry Residue Recycling Based on Patent Analysis

LI Xiang-hui1,2, JIN Fu-lan1,2, LIU Ling1,2

(1.Jiangsu Institute of Science and Technology Information, Nanjing 210042, China;2.Jiangsu Academy of Science and Technology for Development, Nanjing 210042, China)

Through various analytical methods such as quantitative statistics,citation statistics,and visual text clustering integrated in Thomson Innovation patent information analysis tool,the global patent data of agroforestry residue recycling recorded in Derwent World Patents Index between 1980 to 2015 were analyzed.As the results,the technical development statuses and trends in 3 main fields of agroforestry residue recycling,e.g,gasification,liquefaction and combustion technologies,were investigated in order to supply valuable references for R&D strategy and industrial policy formulation.

agroforestry residue;recycling;gasification;liquefaction;combustion;patent analysis

10.3969/j.issn.1673-5854.2015.02.007

2015- 02- 10

李向輝(1985—)，男，江蘇宿遷人，助理研究員，博士，主要從事知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略方向研究工作

*通訊作者：金福蘭，研究員，主要從事技術(shù)創(chuàng)新咨詢和競爭情報方向研究工作;E-mail:jinfl@sti.js.cn。

TQ35

A

1673-5854(2015)02- 0032- 07