劉懷濤

一、引言

生物質能是指蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物體內的能量。生物質能通常包括：木材及森林工業(yè)廢棄物、農業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市生活垃圾和工業(yè)有機廢棄物、動物糞便等。生物質能的優(yōu)點主要包括： 數量多、可再生、無污染、利用成本低等①。近年來，為應對國際能源供需矛盾、全球氣候變化等挑戰(zhàn)，越來越多的國家將發(fā)展生物質能作為替代化石能源、保障能源安全的重要戰(zhàn)略措施，積極推進生物質能開發(fā)利用，生物質能在許多國家能源供應中的作用正在不斷增強。

我國生物質資源豐富，能源利用潛力很大。我國的生物質能資源主要有農作物秸稈及農產品加工剩余物、林木采伐及森林撫育剩余物、木材加工剩余物、畜禽養(yǎng)殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工業(yè)有機廢棄物和高濃度有機廢水等。生物質發(fā)電主要是利用農業(yè)、林業(yè)、工業(yè)廢棄物以及城市固體廢物、動物糞便等生物質能為燃料，通過將生物質能直接燃燒或轉化為可燃氣體后燃燒，產生熱量進行發(fā)電的技術。

按照生產技術的不同，生物質發(fā)電主要包括燃燒發(fā)電、沼氣發(fā)電和氣化發(fā)電。其中燃燒發(fā)電又包括直接燃燒發(fā)電和混合燃燒發(fā)電。生物質直接燃燒發(fā)電是由生物質鍋爐利用生物質直接燃燒后的熱能產生蒸汽，再利用蒸汽推動汽輪機發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電，在原理上與燃煤鍋爐火力發(fā)電十分相似。沼氣發(fā)電是采用燃氣裝置利用沼氣燃燒進行發(fā)電。氣化發(fā)電是把生物質轉化為可燃氣，再利用可燃氣燃燒發(fā)電。

為了促進我國生物質能產業(yè)的健康發(fā)展，為我國生物質能發(fā)展政策的制定和企業(yè)的發(fā)展方向提供依據，有必要對生物質能專利技術現狀進行分析并研究相應的發(fā)展對策。

二、生物質能技術專利申請布局狀況

（一）全球生物質發(fā)電技術專利申請布局狀況

從1966年開始就有生物質發(fā)電技術相關的專利申請出現，在1966年至1995年這將近30年的漫長時間里，生物質發(fā)電技術相關的專利申請量都處于緩慢的增長階段。從1996年開始，申請量突破10件，隨后申請量增速開始加快，僅用了4年時間，在1999年申請量突破了20件。從2001年開始，全球生物質發(fā)電技術專利申請量迅速增加，2007年單年申請量一舉突破100件，并在隨后逐年遞增。

在2000-2008年期間日本一直處于全球申請量最高的地區(qū)，從2009年開始中國和美國的申請量逐步超越日本，其中尤其是中國的申請量增幅最為明顯，從2010年以后每年均有超過100件以上的申請涉及生物質發(fā)電技術，并且體現出逐年增加的增長趨勢，在申請量上中國已經取得了超越美國和日本的優(yōu)勢地位。中國、美國和日本三個國家的申請量占了全球總申請量的絕大多數，是生物質發(fā)電技術主要的專利產出國，占到了總產出量的80%。

全球專利申請產出量排名靠前的國家都在燃燒發(fā)電和沼氣發(fā)電方面投入了較大的研發(fā)力量，日本在氣化發(fā)電方面的申請量比其他主要產出國的要多，表明日本比其他主要產出國更為關注氣化發(fā)電技術。日本擁有較多的實力較為雄厚的創(chuàng)新主體，對專利的保護力度較大，在世界范圍內處于領先地位。中國申請人對生物質發(fā)電技術申請專利的時間晚于日本申請人，但是近年來也出現了一些擁有較多申請量的申請人。

（二）中國生物質發(fā)電技術專利申請布局狀況

從2001年開始生物質發(fā)電技術相關的專利申請在我國的申請量總體上呈現逐年增加的趨勢，尤其是2009年以后增長的勢頭非常迅猛，表明我國從2007-2008年以后就已經在生物質發(fā)電技術方面有了較大的研究投入。

我國的生物質發(fā)電技術領域的合作申請呈現的態(tài)勢是雙邊合作占大多數，多方合作的情況比較少見，其中江蘇朝陽液壓機械集團有限公司與國能生物發(fā)電集團有限公司、山東電力工程咨詢院有限公司以及揚州大學之間形成了多方合作的網絡態(tài)勢，體現出較強的合作研發(fā)能力。

三、生物質能的發(fā)展對策

生物質燃燒發(fā)電技術領域中，涉及生物質鍋爐的專利申請量較多，而在這一部分申請中，大量的申請涉及如何提高生物質鍋爐的燃燒發(fā)電效率和保證設備的穩(wěn)定運行，如何解決這一問題，將會成為未來生物質燃燒發(fā)電行業(yè)發(fā)展的關鍵問題。目前，研究熱點主要集中在生物質燃料的預處理、生物質鍋爐爐排、爐膛、受熱面、上料系統(tǒng)和爐內氣流組織等方面。

對于沼氣發(fā)電來說，目前研究的大方向主要包括如何提高厭氧發(fā)酵效率和維持產氣穩(wěn)定，如何加快沼氣發(fā)動機的燃燒速率，如何減少沼氣發(fā)動機的有害排放物，如何減少沼氣對內燃機內部結構的腐蝕等方面。

對于氣化發(fā)電，研究熱點主要包括如何減少生物質氣化過程中產生的焦油、灰分和其他污染物，如何降低生物質原料中的堿金屬含量對氣化效果的不良影響，以及如何提高熱能轉換效率和燃氣熱值。

我國的生物質能企業(yè)應該要有長期有效的發(fā)展對策，科學健康發(fā)展。

1、深入利用專利情報、準確選取突破點促進產業(yè)快速發(fā)展

專利信息包含全球90%以上的最新技術，專利制度的信息功能，能夠實現全球范圍內技術信息的互通，可以避免重復研發(fā)，有效克服技術創(chuàng)新資源的浪費。專利信息的利用對企業(yè)的發(fā)展方向起到重要的指導作用，通過對專利情報的深入分析，可以準確獲得各項技術的發(fā)展路線、趨勢，確定研發(fā)空間。因此，對企業(yè)所掌握的生物質能的不同技術優(yōu)勢領域開展固定的、有周期地專利信息分析活動，了解產業(yè)內和競爭對手的專利申請情況、專利申請重點領域、申請技術研究熱點的變化趨勢。通過這些研究，尋找本企業(yè)在市場中的發(fā)展空間，重點研發(fā)方向，獲取競爭優(yōu)勢與市場控制力，從而增強企業(yè)的市場競爭力。

2、對技術成果進行科學有效地專利保護

當前國內的一些生物質能相關企業(yè)申請的專利擁有量仍然不多，專利運營的能力不高，大部分企業(yè)仍然處在技術追趕者的位置。技術追趕者要提升自身的知識產權保護強度，增加專利擁有量，可以采取以下兩個策略：

（1）尋求產業(yè)聯盟：與特定企業(yè)、研究院所、高校建立伙伴關系，包括專利許可、技術轉移與合資企業(yè)等；

（2）構建專利組合：通過購買專利、企業(yè)并購等手段獲得專利；通過自行研發(fā)或合作研發(fā)，挖掘企業(yè)自身的技術和產品，了解產業(yè)現狀，構建和強化企業(yè)自身的專利組合。

3、強化區(qū)域產學研合作，推動新技術的有效轉化

產學研合作是研究機構技術產業(yè)化和企業(yè)提升自身技術實力的重要方式。大學和研究機構的研究能力和技術優(yōu)勢恰好可以對企業(yè)的技術提升形成良好的補充，企業(yè)現有的生產制造活動也能夠實現大學和研究機構專利技術的產業(yè)化，可以有效的實現大學和研究機構專利技術的產業(yè)價值，創(chuàng)造經濟效益。

4、堅持政府引導、市場運作的總體模式

生物質能的發(fā)展需要堅持不與人爭糧，不與糧爭地的基本原則，發(fā)展生物質能不應該威脅國家的糧食安全政策。未來生物質能產業(yè)發(fā)展的總體模式可以設定為“政府引導，市場運作”，政府可以將工作重點放在編制發(fā)展規(guī)劃，明確產業(yè)發(fā)展方向和規(guī)模上，逐漸強制開放市場，消除市場壁壘，制定市場運行規(guī)則，營造公平競爭的市場環(huán)境，同時加強市場監(jiān)管，促進生物質能產業(yè)健康穩(wěn)定地發(fā)展。另外，政府可以建立健全反映化石能源資源稀缺及環(huán)境外部損害的價格形成機制，充分體現生物質能源的社會環(huán)境價值，提高生物質能產品的市場競爭力，并按照有利于可再生能源發(fā)展和經濟合理的原則，完善生物質能源產品的政策補貼機制。在發(fā)展初期采取直接補貼的政策，支持力度隨生物質能利用技術的成熟而逐步減弱，最終實現生物質能產業(yè)的市場化發(fā)展。

注釋：

①張雪清.我國生物質能源技術開發(fā)狀況與專利分析[J].吉林農業(yè)科學，2008，33（5）.