陳新元

（福州墨爾本理工職業(yè)學(xué)院 信息工程系，福建 福州 350108）

1 引言

從行業(yè)政策、法規(guī)、動(dòng)態(tài)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、供求關(guān)系、影響因素、企業(yè)年報(bào)、前景分析等數(shù)據(jù)中，往往可得窺行業(yè)態(tài)勢(shì)；對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可發(fā)掘行業(yè)整體走向、短期行業(yè)熱點(diǎn)等信息。其中專利作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要載體和表現(xiàn)形式，是目前最為常用的技術(shù)創(chuàng)新衡量指標(biāo)，也是衡量行業(yè)態(tài)勢(shì)的重要切入點(diǎn)[1]。

行業(yè)分析所選取的指標(biāo)集及各指標(biāo)權(quán)重應(yīng)視具體情況具體分析[2-4]，以垃圾處理行業(yè)為例，該行業(yè)古已有之，但與其他技術(shù)成熟、穩(wěn)定的傳統(tǒng)行業(yè)不同的是，近來(lái)隨著《關(guān)于在全國(guó)地級(jí)及以上城市全面開(kāi)展生活垃圾分類工作的通知》的頒布，以及相關(guān)政策法規(guī)制度的推進(jìn)實(shí)施，垃圾分類和處理這一研究方向煥發(fā)了新春。垃圾分選機(jī)制，以及各類垃圾的差異化處理技術(shù)，如填埋、焚燒、堆肥等，重獲了科研人員的注意力，故而本文嘗試從專利角度看行業(yè)，利用專利申請(qǐng)、授權(quán)和經(jīng)營(yíng)的數(shù)據(jù)分析行業(yè)的技術(shù)含量，通過(guò)2000年至今該行業(yè)專利申請(qǐng)的時(shí)間和地域分布探討行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2 數(shù)據(jù)說(shuō)明

本文使用數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)專利信息服務(wù)平臺(tái)，以及日本、韓國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、瑞士、歐洲專利局及世界產(chǎn)權(quán)組織（下面簡(jiǎn)稱七國(guó)兩組織）公告/公開(kāi)的專利，檢索時(shí)間范圍截止2019年8月，過(guò)程中交叉比對(duì)2019國(guó)際專利分類標(biāo)準(zhǔn)中涉及垃圾處理技術(shù)的相關(guān)分類，以及百度學(xué)術(shù)和谷歌學(xué)術(shù)上該領(lǐng)域論文的熱點(diǎn)研究方向，選定了重點(diǎn)分析的專利分類，檢索策略采取的是關(guān)鍵詞和分類號(hào)相結(jié)合的方式，使用腳本實(shí)現(xiàn)專利的自動(dòng)跟蹤更新，檢索結(jié)果轉(zhuǎn)為XML格式數(shù)據(jù)，使用分布式MySQL集群存儲(chǔ)及操作，并根據(jù)DKASR算法對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序、篩選[5]。

3 專利數(shù)據(jù)分析

3.1 整體趨勢(shì)分析

最終檢索到相關(guān)專利68750件，其中2000年1月至2019年8月53734件（之前數(shù)據(jù)有部分時(shí)間信息不明）；中國(guó)本土申請(qǐng)量為13886件，其中2000年1月至2019年8月13697件。從整體上看，垃圾處理相關(guān)專利呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，以近5年尤為明顯，大致可分為萌芽期、成長(zhǎng)期和蓬勃發(fā)展期3個(gè)階段。（需要說(shuō)明的是，由于專利從申請(qǐng)到公開(kāi)存在時(shí)間間隔，且數(shù)據(jù)庫(kù)更新往往滯后，故2017至2019年的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)不完整，對(duì)分析結(jié)果可能產(chǎn)生一定影響，后文不再贅述。）

⑴ 萌芽期（2000年至2010年）

這段時(shí)間相比世界上相對(duì)穩(wěn)定的專利申請(qǐng)數(shù)（每年2000件上下），我國(guó)的申請(qǐng)數(shù)較少，每年僅數(shù)十件，整體產(chǎn)業(yè)意識(shí)尚未蘇醒。

⑵ 成長(zhǎng)期（2011年至2014年）

自從專利申請(qǐng)數(shù)首次突破500件，這幾年間申請(qǐng)數(shù)穩(wěn)步上升，與國(guó)際社會(huì)保持接近的增長(zhǎng)比率，至2013年，年申請(qǐng)數(shù)已達(dá)到800多件。但由于新興行業(yè)成熟度較低，投資進(jìn)入不足，部分企業(yè)業(yè)務(wù)范圍拓展太快以致資金鏈斷裂而倒閉，行業(yè)反而出現(xiàn)了風(fēng)聲鶴唳的態(tài)勢(shì)，2014年專利申請(qǐng)數(shù)有所下降。

⑶ 蓬勃發(fā)展期（2015年至今）

2015年起，借著“十二五”規(guī)劃的東風(fēng)，垃圾產(chǎn)業(yè)在短暫低迷之后，迎來(lái)了大幅上升的行業(yè)需求和發(fā)展機(jī)遇，專利申請(qǐng)數(shù)快速上升，增長(zhǎng)率超出世界平均水平，2017年新增申請(qǐng)數(shù)占到全球申請(qǐng)量的50%以上，與《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部編）中的行業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)一致。另一方面，國(guó)際社會(huì)垃圾處理專利增長(zhǎng)率相對(duì)較低有可能是因?yàn)橹会槍?duì)重要專利進(jìn)行申請(qǐng)，很多技術(shù)作為商業(yè)機(jī)密不申請(qǐng)專利。

另外，垃圾處理相關(guān)專利的地域性較強(qiáng)，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，無(wú)論是國(guó)外在華的申請(qǐng)量，還是中國(guó)在海外的專利布局都非常少，故本文不作分析。

浙江、廣東和江蘇在專利申請(qǐng)中占據(jù)了前三，其總和超過(guò)國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)數(shù)的40%；排名第4的是北京，但僅有江蘇的一半不到。此外，以省為單位，與國(guó)外PROCTER & GAMBLE、MONSANTO TECHNOLOGY LLC、WHIRLPOOL CORPORATION這類的巨頭相比，仍有相當(dāng)大的差距。

3.2 我國(guó)專利分布

從圖2可以看出，發(fā)明專利占比為46.57%，在全球范圍內(nèi)占12.08%（國(guó)內(nèi)不同行業(yè)比較意義不大；部分國(guó)家沒(méi)有實(shí)用新型專利，無(wú)法比較。）

從專利申請(qǐng)的公司分布來(lái)看（圖3、圖4），垃圾處理技術(shù)并未得到國(guó)內(nèi)大企業(yè)/集團(tuán)的重視，反而是蘇州、安徽的一些專注于該行業(yè)的中小型企業(yè)更有優(yōu)勢(shì)。

從專利類別的分布（圖5）來(lái)看，大部分專利為B類，即作業(yè)、運(yùn)輸類專利，占總數(shù)的70%以上；其次為F類，機(jī)械工程類和C類，化學(xué)、冶金類。從小類來(lái)看，B09B固體廢物處理的相關(guān)專利最多，但涉及先進(jìn)技術(shù)前沿研究的專利較少；B02C、B65F類似，前者基本都為破碎加工方案，后者則多與垃圾的包裝、輸送和貯存的材料、容器、載具相關(guān)，大部分專利技術(shù)含量較低；E03C涉及廢水的戶內(nèi)管道裝置，同理可忽略。

下文選取3個(gè)國(guó)際主流或前沿研究方向的相關(guān)專利分類具體分析，分別為：

⑴ 垃圾焚燒方向的工藝，如污染物質(zhì)過(guò)濾、熱分解、低位熱值和余熱利用等，分類F23G；

⑵ 垃圾填埋方向的滲透膜或覆蓋材料的防滲技術(shù)，分類C02F；

⑶以及垃圾生化處理方向的專利技術(shù)，如動(dòng)態(tài)高溫分解、生物降解等，分類B09B和C05F，前一分類關(guān)注固體廢物的處理，后者偏重化學(xué)、冶金方向。

4 前沿專利分析

4.1 F23G

經(jīng)篩選后分為傳統(tǒng)的焚燒研究方向和近年新興的熱分解方向，自2000年至今的專利申請(qǐng)情況，以及與七國(guó)兩組織中其他國(guó)家的申請(qǐng)數(shù)對(duì)比如圖6。

圖6中可以看出，由于我國(guó)在傳統(tǒng)垃圾焚燒領(lǐng)域的專利工作起步較晚，因而更多的是借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，即便是在國(guó)外相關(guān)專利申請(qǐng)的高峰期（2015年至2018年），我國(guó)的相關(guān)申請(qǐng)數(shù)也維持在較低水平上，每年不過(guò)數(shù)10件；而相應(yīng)較新的垃圾熱分解研究方向，我國(guó)則走在了前列，自2014年起，每年的專利申請(qǐng)數(shù)都在三位數(shù)以上，2016年甚至超過(guò)了500件，是同年焚燒專利申請(qǐng)數(shù)的12.31倍，相比世界上其他國(guó)家也毫不遜色，2016年至今專利申請(qǐng)數(shù)都超過(guò)七國(guó)兩組織中其他國(guó)家申請(qǐng)數(shù)的總和，說(shuō)明我國(guó)在垃圾熱分解這一新興技術(shù)領(lǐng)域的研究上走得早，也走得快。

從專利類型上看，我國(guó)垃圾熱分解方向的發(fā)明專利和實(shí)用新型專利基本持平，專利略勝出，兩者平衡發(fā)展，垃圾焚燒方向則以實(shí)用新型專利為主，與國(guó)際趨勢(shì)一致。從地域角度分析，傳統(tǒng)的垃圾焚燒專利多集中在江蘇、浙江等地區(qū)，而新興的熱分解專利則以北京、廣東這樣的技術(shù)密集地區(qū)為領(lǐng)頭羊，這兩個(gè)地區(qū)的專利申請(qǐng)數(shù)合計(jì)超過(guò)總數(shù)的1/3（圖7），其中北京神霧科技集團(tuán)和神源環(huán)保有限公司這兩家關(guān)系密切的企業(yè)申請(qǐng)的專利數(shù)最多，超過(guò)300件。

但值得注意的是，盡管從專利申請(qǐng)數(shù)這一單一指標(biāo)上看形勢(shì)大好，但授權(quán)情況和運(yùn)營(yíng)情況卻有待進(jìn)一步觀察，無(wú)論焚燒專利還是熱分解專利，授權(quán)比例都不到50%，轉(zhuǎn)讓、質(zhì)押和許可的專利比例更低，焚燒專利僅為11.23%，熱分解專利稍高，但也僅達(dá)到13.81%，低于國(guó)際平均水平。

4.2 C02F

主要涉及垃圾填埋的滲透膜或覆蓋材料的防滲技術(shù)，該類專利的技術(shù)含量較高，對(duì)過(guò)往技術(shù)積累有一定要求，我國(guó)目前尚在摸索階段，近年的年均申請(qǐng)數(shù)不超過(guò)10件，相比國(guó)際上年均百余件的申請(qǐng)數(shù)，有待國(guó)家、地方和行業(yè)的進(jìn)一步投入和關(guān)注。另一方面，研究主要集中在北京、廣東、浙江等地，專利申請(qǐng)主體多為高校，如浙江大學(xué)、華南理工大學(xué)等，且專利投入使用的比例相對(duì)較低。目前世界上該類專利主要集中在美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，且大多為大型集團(tuán)，如寶潔公司、MCALISTER TECHNOLOGIES， LLC、FUJIFILM CORP所壟斷。

4.3 B09B和C05F

利用生化技術(shù)如動(dòng)態(tài)高溫分解、生物降解等進(jìn)行垃圾處理，該類專利技術(shù)涉及多個(gè)分類，最常見(jiàn)的是B09B和C05F，因這兩個(gè)分類同時(shí)涉及到傳統(tǒng)的垃圾處理方案，故使用正則表達(dá)式初篩，人工復(fù)審篩選。

這是一個(gè)新近出現(xiàn)的研究方向，我國(guó)自2011年起該類專利申請(qǐng)數(shù)突破兩位數(shù)，目前年申請(qǐng)數(shù)穩(wěn)定在30～50件之間，其中約4成涉及到核心技術(shù)的研究；國(guó)際上也呈現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)度，年申請(qǐng)數(shù)在200～350件之間，但其中超過(guò)7成是利用已有技術(shù)對(duì)整體解決方案進(jìn)行改進(jìn)。換言之，我國(guó)在該領(lǐng)域的每年有效（涉及新的核心技術(shù)的研究）專利申請(qǐng)數(shù)占到世界上新增專利申請(qǐng)數(shù)的12%～20%之間。從地域分布來(lái)看，我國(guó)的研究基地主要集中在廣東、江蘇、浙江、北京等地；國(guó)際上則以日本為目前的研究中心，幾乎占去了該類研究1/2的專利申請(qǐng)量，且集中在KURITA WATER IND LTD、EBARA CORP、KUBOTA KK、MITSUBISHI HEAVY IND LTD等公司，我國(guó)與之相比，還有一定距離。

5 結(jié)論

從整體上看，我國(guó)近年的垃圾處理行業(yè)發(fā)展迅猛，部分前沿研究方向的發(fā)展在我國(guó)一些技術(shù)密集地區(qū)的帶領(lǐng)下形勢(shì)喜人，專利申請(qǐng)數(shù)與世界上其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比毫不遜色，發(fā)明專利/實(shí)用新型專利的比例結(jié)構(gòu)也較合理。但是，目前仍不能盲目樂(lè)觀，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在該行業(yè)缺少底蘊(yùn)和積累，部分專利研究由于起步晚，隱隱受到壓制，且專利投入實(shí)際運(yùn)用的比例有待提高。希望將來(lái)垃圾處理行業(yè)的發(fā)展能進(jìn)一步提速、提質(zhì)，早日解決這一密切關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的問(wèn)題。

綜合上述專利分析及現(xiàn)狀，提出2點(diǎn)建議：

⑴ 國(guó)外專利布局作為近年的熱點(diǎn)話題，但現(xiàn)實(shí)中卻未得以開(kāi)展，嘗試加強(qiáng)到其他國(guó)家進(jìn)行專利布局，并建立專利預(yù)警分析機(jī)制，這或許有助于提升專利風(fēng)險(xiǎn)防控能力；

⑵ 鑒于專利投入使用的比例有待提高，在專利申請(qǐng)數(shù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)專利申請(qǐng)質(zhì)量的把控，集中力量申請(qǐng)含金量高的發(fā)明專利，或許對(duì)提升企業(yè)或組織的競(jìng)爭(zhēng)力有所幫助。