從專利角度分析國家政策對燃料乙醇產業的影響

張鑫蕊，李煦穎，馬秋娟，張秀麗

（國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心，審查業務部1，醫藥生物部2，北京100190）

目前，中國的能源消費主要由石油、天然氣、煤炭構成。然而，對于不可再生能源的過分依賴將引發環境污染、生態破壞等諸多問題。伴隨著經濟發展和社會進步，對于可再生能源的認識和開發逐步發展起來。在我國，燃料乙醇技術起始于糧食原料，但伴隨著社會經濟的發展，勢必面臨“與民爭糧、與糧爭地”的困境。只有“試之糧、發之非糧”的非糧類原料才是燃料乙醇的發展出路[1]。

近年來，我國以陳化糧為原料的燃料乙醇技術已實現產業化，以木薯等非糧作物為原料的燃料乙醇技術正在起步應用，以纖維素為原料的燃料乙醇技術正處于研發及專利布局的重點時期，目前包括中糧集團、中國石化、諾維信等大型國企或外企已開展廣泛的研發工作?？梢灶A期，在國家相關政策的扶持下，燃料乙醇技術正面臨快速發展的良好時機。

1 我國的相關政策及燃料乙醇產業的技術發展

我國的燃料乙醇產業發展起始于20世紀90年代中期，經歷了試點及大力推廣期、嚴格限制期、科學發展期三個階段。這三個階段的技術發展狀況與我國的“十五”、“十一五”以及“十二五”規劃的相關政策息息相關。在 “十五”時期，國家開展了燃料乙醇的試點工作，提出首要目的是消耗過剩陳化糧。“十一五”期間，受世界市場影響，燃料乙醇發展對糧食安全的威脅凸顯，政府部門連續下發多個緊急通知，迅速叫停玉米燃料乙醇擴產和投資，但對非糧類燃料乙醇則出臺了一系列利好政策。“十二五”以來，燃料乙醇產業已經進入了一個科學穩步發展階段，以推進秸稈纖維乙醇產業化為目標，將非糧燃料乙醇作為發展重點，見表1。

伴隨著一系列國家政策的出臺，燃料乙醇領域的研發投入和專利申請穩步提升。在21世紀初期，我國的專利申請主要以大學、科研院所為主。在國家863計劃、國家自然科學基金以及大型乙醇生產企業的資助下，清華大學、山東大學、華東理工大學、大連理工大學、河南農業大學、中國科學院過程所、浙江大學等單位[2]在生產燃料乙醇領域進行了諸多研究，取得了一批階段性研究成果。自2008年以后，由于國家政策的傾斜及資金扶持，企業的研發投入和專利申請逐年增加。目前，我國五大燃料乙醇企業包括吉林燃料乙醇有限責任公司、黑龍江中糧生化能源有限公司、河南天冠集團、安徽豐原燃料酒精有限公司、廣西中糧生物質能源有限公司[3]，見表2。

2 全球及國內專利狀況分析

新技術的出現通常伴隨著大量專利申請的產生，從另一個角度來看，專利申請的趨勢在某種程度上反映著技術的發展狀況。為梳理國家政策對燃料乙醇產業發展的影響，本文作者統計分析了燃料乙醇領域的全球及國內的專利申請狀況。

2.1 樣本收集和數據準備

采用中國專利文摘數據庫（CNABS）和德溫特世界專利索引數據庫（DWPI）中收錄的專利文獻作為數據來源。經前期預檢、分類號統計以及文獻篩選后，確定燃料乙醇主要涉及分類號為 C12P7/06、C12P7/08、C12P7/10、C12P7/12、C12P7/14。為了便于統計和更有針對性，樣本采集主要集中在上述分類號下。同時，采用燃料乙醇中涉及原料、酶、菌、生產技術等關鍵詞與上述分類號結合的方式進行檢索。

表1 2001—2012年間我國燃料乙醇的相關政策梳理

表2 五大燃料乙醇企業的相關情況

截至2012年12月，在DWPI 數據庫中共獲得涉及燃料乙醇的專利申請約 4254 篇，在 CNABS數據庫中共獲得涉及燃料乙醇的專利申請約2754篇。

2.2 全球專利發展狀況

圖 1為世界范圍內燃料乙醇專利申請產出趨勢，從該技術領域的全球申請量發展趨勢來看，燃料乙醇的發展分為以下幾個階段。

圖1 世界范圍內燃料乙醇技術專利申請產出趨勢（1970—2012年）

第一階段（1970—1978年），自1970年起，燃料乙醇技術開始逐漸發展起來，到1977年總申請量達到45件。此時美國、巴西等幾個主要燃料乙醇消費生產地區也剛剛建立生物燃料相關政策，如美國《1970年空氣清凈法》、巴西1975年的《國家乙醇燃料計劃》等。

第二階段（1978—1985年），繼前一階段的技術發展，在該階段申請量出現一個小高潮，各國為降低對進口原油的依賴，開始從國家政策層面大力推廣燃料乙醇，專利申請量也進入較為穩定的增長階段。

第三階段（1986—1998年），從1987年起，申請量出現較快的下降趨勢，此后幾年申請量均持續較低的水平，這個階段由于石油價格暴跌，玉米減產，各國對燃料乙醇的政策也表現出收緊的趨勢，導致世界燃料乙醇的研發投入大大減少。

第四階段（1999年至今），在此期間，各國對可再生燃料的關注度增加，如美國的《美國農業法令》、《先進能源計劃》，歐盟的《可再生能源指令》等都將發展重點放在二代纖維素乙醇上。自 1999年起的專利申請量開始恢復并逐年穩步增加，自2006年后，申請量增長極為迅速，并在2008年達到高峰；雖然2009—2012年的數據略有下降，但考慮到2009—2012年還有大量尚未公開的專利申請，因此這三年的實際專利申請量仍然可能超過之前幾年。

2.3 全球專利申請人排名

在分析了專利申請總體狀況的基礎上，擬對世界范圍內燃料乙醇技術的專利申請人排名（表 3）進行統計分析。

表3 世界范圍內燃料乙醇技術專利申請人排名

在世界范圍內，排名靠前的專利申請人均是大型國際企業和著名科研院所。諾維信公司是全球工業酶制劑和微生物制劑的主導企業，擁有超過40%的世界市場份額，在燃料乙醇的酶制劑研發領域占據領軍位置。丹尼斯克公司也是引領全球的益生菌供應商，其主要產品涉及菌種篩選和酶制劑。杜邦公司是全球聞名的大型跨國化學企業，在2011年合資收購了丹尼斯克公司，使其在燃料乙醇的專利布局優勢更加突出。

2.4 國內專利發展狀況

圖2為國內燃料乙醇技術專利申請產出趨勢，從該技術領域的國內申請量發展趨勢來看，我國乙醇的發展分為以下幾個階段。

圖2 國內燃料乙醇技術專利申請產出趨勢（1985—2011年）

第一階段（1985—2000年），國內燃料乙醇技術正處于發展的萌芽階段。當時的國際油價正在低谷徘徊，而燃料乙醇的研發成本相對較高，導致相關企業及科研院所的研發動力不足，這十幾年間的年均申請量不足10件。

第二階段（2001—2005年），伴隨著國際油價的飆升和“十五”時期的政策利好，提高了企業及科研院所的研發動力，大量企業及科研院所陸續開展了燃料乙醇的研究工作，導致這五年的年均申請量超過40件。

第三階段（2006—2010年），在“十一五”時期，雖然政府部門叫停了糧食類燃料乙醇的擴產和投資，但又將關注重點轉向非糧類燃料乙醇。企業的研發投入及專利申請量穩步上升，年均申請量達到260件。

第四階段（2011年至今），“十二五”以來，燃料乙醇產業已經進入科學穩步發展階段，但由于專利申請數據公開的滯后性，尚有大量專利申請數據未公開，因此數據上還未體現出明顯的增長趨勢。

2.5 國內專利申請人排名

在分析了專利申請總體狀況的基礎上，擬對國內燃料乙醇技術的專利申請人排名（表 4）進行統計分析。

在國內，專利申請量排名前十位的申請人中，企業僅占20%，而科研院所占80%。這一方面說明我國企業與國際知名企業的研發水平存在差異，另一方面說明我國科研院所在燃料乙醇技術研發中的作用不容小覷。中糧集團有限公司下屬的黑龍江中糧生化能源有限公司、廣西中糧生物質能源有限公司均屬于我國重大燃料乙醇企業，其專利申請量高居國內榜首，達到58件。中國科學院過程工程研究所的生物質工程研究中心在燃料乙醇的各個研發領域進行了諸多研究，專利申請量達到52件。江南大學與河南天冠集團密切研發合作，形成了”產學研”一體化的研發生產模式，專利申請量也達到41件。

表4 國內燃料乙醇技術專利申請人排名

3 國家政策及企業發展建議

在梳理我國國家政策、對比國內外專利發展狀況的基礎上，作者擬對燃料乙醇產業相關的國家政策及企業發展提出以下幾點建議。

（1）國家政策與產業發展關系 在政策層面，縱觀燃料乙醇這三十年來的發展歷程，可以看出國家政策與技術發展密切相關。這三十年來，為實現燃料乙醇的產業化，政府部門相繼出臺了一系列法律、法規以及發展規劃，形成了比較完善的政策體系，為燃料乙醇的快速發展鋪平了道路。相關企業應及時捕捉政策信息動向，將研發重點轉向非糧類燃料乙醇，努力攻克纖維素乙醇的技術難關。

（2）專利申請與產業發展聯系 在專利層面，國內專利申請與世界范圍內專利申請趨勢大致相同，均顯示出逐年遞增的發展趨勢。美國作為玉米種植大國，專利申請大多集中在以玉米為原料的燃料乙醇技術；巴西作為世界第一大甘蔗種植國和全球最大的燃料乙醇出國口，將以甘蔗為原料的燃料乙醇技術作為發展重點。國內企業應當發揮自身優勢，綜合考慮我國在木薯、作物秸稈的種植優勢，在合理借鑒他國發展方向的基礎上，探索出符合中國國情的發展道路。

（3）全球與國內產業發展對比 在技術層面，高效的纖維素酶菌株、戊糖和己糖共發酵菌株均是燃料乙醇領域的關鍵技術。通過國內外申請人的比較研究發現，大型國際企業的研發重點關注在燃料乙醇生產中涉及生物酶和菌株等核心技術，而國內企業及科研院所則更多地關注于預處理等方法過程的參數調整。為提升競爭力、搶占國內市場，國內的企業及科研院所應當同時兼顧核心技術的研發投入，積極加強“產學研”結合的研發生產模式，將科研院所的研發優勢與企業的生產發展有效結合。爭取在燃料乙醇的關鍵技術中攻克技術難關，打破專利壁壘，為今后燃料乙醇的產業發展鋪平道路。

[1]馮獻，詹玲，李寧輝. 低碳經濟下中國燃料乙醇的發展策略[J]. 農業現代化研究，2010，31（6）：704-707.

[2]劉海軍，李琳，白殿國，等，我國燃料乙醇生產技術現狀與發展前景分析[J]. 化工科技，2012，20（5）：68-72.

[3]張劍. 我國生物燃料企業發展現狀與發展模式研究[D]. 武漢：武漢理工大學，2009.