屠怡范 史偉偉

隨著國際社會以及行業(yè)對航運(yùn)減排的日益關(guān)注，國內(nèi)外越來越多的與航運(yùn)、造船相關(guān)的企業(yè)、機(jī)構(gòu)等逐漸加大了對船舶減排技術(shù)的研發(fā)力度，同時也有很多與碳減排相關(guān)的專利技術(shù)不斷涌現(xiàn)。那么，當(dāng)前全球相關(guān)專利技術(shù)的發(fā)展情況如何？本文從與船舶減排技術(shù)相關(guān)的宏觀專利數(shù)據(jù)出發(fā)，基于專利申請基本總數(shù)、基本趨勢、主要技術(shù)產(chǎn)出地和目標(biāo)市場、技術(shù)構(gòu)成情況以及主要技術(shù)競爭者等多個角度重點(diǎn)分析研究了國際海運(yùn)業(yè)碳排放強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)出臺前后全球相關(guān)專利技術(shù)的發(fā)展情況，以期從專利技術(shù)角度對中國船舶業(yè)未來適應(yīng)全球船運(yùn)業(yè)低碳減排要求所面臨的風(fēng)險提供有益的啟示。

船舶減排技術(shù)專利現(xiàn)狀

根據(jù)中國專利文摘數(shù)據(jù)庫和德溫特世界專利數(shù)據(jù)庫，以及其他專利數(shù)據(jù)庫，以聯(lián)合分類號（CPC分類號）Y02T70為主要檢索入口，通過初步檢索、擴(kuò)展檢索和補(bǔ)充檢索等獲取的數(shù)據(jù)顯示，在1998～2017年20年間，與船舶低碳減排相關(guān)的專利申請量呈現(xiàn)一個逐年增長的趨勢，并且在靠近EEDI通過的前后時間增幅更加明顯，即2009年開始到2014年達(dá)到申請量的峰值618項(xiàng)。

從全球船舶減排技術(shù)主要專利技術(shù)產(chǎn)出地（申請量排名前十）的分布來看，其中來自亞洲的日本在船舶減排技術(shù)上的專利申請量最多達(dá)到2002項(xiàng)，一方面與日本這20年間船舶制造業(yè)的繁榮相匹配，另一方面體現(xiàn)了其對于通過技術(shù)減排的重視程度更高，與之類似的還有韓國（1629項(xiàng)）和中國（1009項(xiàng)），中國更是作為目前全球最大的船舶制造國以及2017年全球?qū)＠暾埩孔疃嗟膰遥湓诖靶录夹g(shù)方面也是有較多的產(chǎn)出量，而造成這種格局的原因還有造船業(yè)整體遷移到亞洲等因素。在這個榜單中排名第三的是美國，作為全球船舶制造技術(shù)最為先進(jìn)的國家之一，美國的技術(shù)產(chǎn)出量一直位居前列，申請量有1239項(xiàng)。但是與之相反的，作為減排先鋒的歐洲各國，其在減排技術(shù)方面的專利技術(shù)產(chǎn)出量卻不高，申請總量均達(dá)不到1000項(xiàng)，即使是英國這樣的老牌海上強(qiáng)國，其專利申請量和排名前三的中日韓相比差距也很大。

與技術(shù)產(chǎn)出地分布相對應(yīng)的是市場目標(biāo)地，一般而言，兩者是相互呼應(yīng)的，全球?qū)＠夹g(shù)主要流入的市場目標(biāo)地（專利申請的公開量排名前十）來看，專利申請的公開量排名第一的仍然是日本，公開量達(dá)到2404項(xiàng)，排名第2～4位的仍然是韓、美、中。可見，與技術(shù)來源非常類似的是公開量排名前四位的國家，即技術(shù)在韓、中、日、美四國之間的交叉流向是均衡的。而這一排名中非常值得關(guān)注的是，與技術(shù)產(chǎn)出地相同的作為減排政策主導(dǎo)者的歐盟國家只有德國、英國、法國位列其間，一方面與歐盟的整體專利制度（即專利申請都是統(tǒng)一遞交到歐洲專利局進(jìn)行審批和確權(quán)，出現(xiàn)的專利號均以EP為標(biāo)示，在此次統(tǒng)計(jì)中未能直接體現(xiàn)）相關(guān)，但是也從另一個角度說明事實(shí)上由于制造中心的轉(zhuǎn)移，船東（多數(shù)來自西歐和北美）將減排的主要責(zé)任轉(zhuǎn)嫁到制造商處。

船舶減排技術(shù)專利分布情況

目前常見的船舶節(jié)能技術(shù)措施從以下11個方面考慮（如表所示）:1）船舶線型優(yōu)化；2）船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及新材料使用；3）低風(fēng)阻上層建筑；4）低阻力舵；5）主機(jī)降功率使用；6）船機(jī)槳配置優(yōu)化；7）動能優(yōu)化及傳輸降損；8）最低壓載水船型設(shè)計(jì)；9）氣泡減阻；10）減阻涂料；10）廢熱利用；11）廢氣后處理。

參考這一標(biāo)準(zhǔn)（除了最低壓載水船型設(shè)計(jì)，并無與此直接相關(guān)的專利分類號），將上述檢索得到的全球?qū)＠M(jìn)行相應(yīng)分類，如圖所示。其中船型優(yōu)化、對清潔能源的使用以及動能優(yōu)化這三個技術(shù)措施涉及的專利申請量占比最高，分別為29%、23%、15%，而涉及專利申請量最少的是減阻涂層、主機(jī)改進(jìn)以及廢氣后處理，分別占比為1%、1%、2%。其中廢熱利用、船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及船機(jī)槳優(yōu)化配置和氣泡減阻四類技術(shù)措施的專利申請量占比介于前述幾類技術(shù)措施之間，分別為4%、4%、9%和12%。從CO2減排效果來看，最好的是廢熱利用，但是這一點(diǎn)在專利申請上并無明顯直接體現(xiàn)，即對該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)改進(jìn)量并不突出。相反從專利技術(shù)角度，還是更多的偏向于對節(jié)能相關(guān)技術(shù)的研究，例如比例最高的船型優(yōu)化。

根據(jù)CPC聯(lián)合分類號對上述減排技術(shù)措施的細(xì)分技術(shù)進(jìn)行分析，其中申請量排名前20位的CPC分類號如表1所示。CPC聯(lián)合號是歐洲專利局和美國專利局共同提出的新的專利分類體系，其中為減排技術(shù)設(shè)定了分類號Y02T這個小類，其對應(yīng)的是減緩或適應(yīng)氣候變化的技術(shù)或應(yīng)用，并且附注：本小類包含選擇技術(shù)，其控制、減少或防止人為溫室氣體（GHG）的排放，如京都議定書所控。如表所示，其中申請量最多的是Y02T70/122這個點(diǎn)組，達(dá)到1707項(xiàng)，根據(jù)分類號解釋可知其涉及船型結(jié)構(gòu)優(yōu)化——空氣腔系統(tǒng)。其次是Y02T70/12：改善船體流動動力學(xué)，也是涉及船型結(jié)構(gòu)優(yōu)化。此外，所述分類號中除了Y02T70/123是關(guān)于涂層技術(shù)外，多數(shù)分類號所屬技術(shù)關(guān)于船型技術(shù)以及清潔能源。其中對船型的改進(jìn)主要是形成空氣腔改善船體流線型結(jié)構(gòu)等方面，而清潔能源方面則涉及了對風(fēng)能的利用等等。

船舶減排技術(shù)主要競爭者分布

從船舶減排技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埩颗琶?0位來看，全球船舶減排技術(shù)的主要貢獻(xiàn)者中，來自韓國的申請人有4位，分別是三星重工、大宇造船、現(xiàn)代重工和韓國海洋技術(shù)研究院，分別排名第1、3、4和16位，其中前三家企業(yè)都是全球知名的船舶制造企業(yè)，三者的申請量分別是520項(xiàng)、361項(xiàng)和274項(xiàng)，三家企業(yè)的申請總量達(dá)到1155項(xiàng)，占韓國總申請量的70.9%，可見其在韓國的技術(shù)壟斷地位。來自日本的申請人則有10位，占前20位申請人數(shù)量的50%，其中三菱重工業(yè)株式會社申請量排名第2。而來自歐洲的申請人較少，只有西門子和瓦錫蘭，兩者主要以電動推進(jìn)設(shè)備為主要產(chǎn)品，且專利申請量也比較少，僅有55項(xiàng)和30項(xiàng)；而來自美國的申請人有美國海軍、通用電氣，其研究重點(diǎn)多數(shù)集中在主機(jī)改進(jìn)等方面。在歐美申請人中除了美國海軍和西門子的專利申請人可以排名前十外，其余兩者的申請量排位都不靠前。在這個排名中，來自中國的申請人只有兩所大學(xué)—哈爾濱工程大學(xué)和武漢理工大學(xué)，其申請量分別為30項(xiàng)和20項(xiàng)，說明中國目前在針對低碳減排的相關(guān)技術(shù)研究還主要集中在科研階段，產(chǎn)業(yè)化開展程度不高。

從整體來看，歐洲市場上船舶配套企業(yè)期望通過主機(jī)等核心技術(shù)革新來降低二氧化碳的排放量，而亞洲企業(yè)則多數(shù)是船舶制造企業(yè)，其在減排方面的技術(shù)革新多數(shù)都是集中在對船舶外形或者船舶建造工藝方面的技術(shù)革新。無論從哪一個方面，目前看來中國造船界還有待繼續(xù)努力。

對我國的啟示

通過詳實(shí)的數(shù)據(jù)分析，不難發(fā)現(xiàn)，以檢索截止日期為2018 年1月20 日計(jì)算，全球共有船舶減排專利技術(shù)8989項(xiàng)，從申請的時間序列上看，對這一技術(shù)的研究熱情在條約出臺后的2014年達(dá)到年度峰值618項(xiàng)；多數(shù)的技術(shù)來源于韓、日、美、中四國，同時對應(yīng)地向上述四國作為目標(biāo)市場國輸入相應(yīng)的專利技術(shù)；其中中國作為技術(shù)產(chǎn)出地或市場目標(biāo)地，其申請量或公開量的全球排名都是第4位，僅次于韓、日、美三國。

另外，還值得關(guān)注的有兩點(diǎn)，一是全球相關(guān)專利減排技術(shù)分布在對船型優(yōu)化、對清潔能源的使用以及動能優(yōu)化這三個技術(shù)措施上，主要手段有形成空氣腔、減少船體表面的摩擦、利用風(fēng)能等等。二是全球提供上述專利技術(shù)的申請人主要來自韓、日兩國，全球申請量最多的申請人是來自韓國的三星重工業(yè)株式會社，其次是來自韓國的大宇造船株式會社以及日本的三菱重工株式會社；申請量靠前的申請人多為船舶制造商；能排入申請量前20位的中國申請人只有哈爾濱工業(yè)大學(xué)和武漢理工大學(xué)。

由此可見，日本、韓國、美國和歐洲等掌握先進(jìn)造船技術(shù)的強(qiáng)國和地區(qū)早已啟動對船舶節(jié)能減排技術(shù)的研究，從而在一定程度為其在國際減排目標(biāo)制定過程中爭取相應(yīng)的主動權(quán)。雖然我國在造船技術(shù)上已取得長足進(jìn)步，例如體現(xiàn)在專利申請數(shù)量的優(yōu)勢，但與造船強(qiáng)國相比還存在一定的差距，尤其是我國的船舶制造企業(yè)作為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新主體以及減排目標(biāo)的受控方并沒有掌握太多的國際主流的低碳減排技術(shù)，從一定程度上反映出我國未來在國際減排目標(biāo)的談判可能會處于相對弱勢，存在較大風(fēng)險。因此這就要求我國船舶制造企業(yè)必須密切跟蹤國際發(fā)展動態(tài)，加大研發(fā)投入，提高自主設(shè)計(jì)能力，迎接船舶市場新一輪的競爭，實(shí)現(xiàn)從造船大國向造船強(qiáng)國的升級轉(zhuǎn)變。