再生有色金屬產業技術專利狀況及發展對策研究

2016-01-21 08:59:36余紹山,袁樂平,賀正楚等

中國軟科學 2015年3期

余紹山1，袁樂平1，賀正楚2，張蜜2，周永生3

(1.中南大學商學院，湖南長沙410083；2.長沙理工大學經濟與管理學院，湖南長沙410114；

3.桂林理工大學管理學院，廣西桂林541004)

摘要：從技術專利信息分析的角度，分析中國的再生銅、再生鋁和再生鉛產業技術的發展狀況。在闡述廢舊有色金屬產業發展現狀的基礎上，對再生有色金屬產業技術類型構成、申請數量年度變動趨勢、專利研發主體、技術生命周期、IPC分類結構技術領域進行分析，并繪制產業技術發展的專利地圖。研究表明，我國再生有色金屬產業專利技術發展正處于成長期，企業與高校和科研院所在技術研發方面，還缺乏有效的合作，技術研發領域集中、失效專利多、技術資源浪費現象嚴重。為此需要采取措施：加大政策扶持力度，構建技術創新平臺，完善科技成果市場化轉化機制。

關鍵詞：再生有色金屬；專利分析；產業技術

收稿日期：2014-11-15修回日期：2015-03-09

基金項目：國家社科基金項目(11AJL008、12BJY057)

作者簡介：余紹山(1976-)，男，福建漳浦人，中南大學商學院博士研究生。

中圖分類號：

文獻標識碼：A

文章編號：1002-9753(2015)03-0041-14

Study on Renewable Non-ferrous Industrial Technology

Based on Patent Analysis and Related Recommendations

YU Shao-shan1，YUAN Le-ping1,HE Zheng-chu2，ZHANG Mi2，ZHOU Yong-sheng3

(1.SchoolofBusiness，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；

2.ChangshaUniversityofScience&Technology，Changsha410114，China；

3.CollegeofManagement，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541004，China)

Abstrct:This paper，taking recycled copper，recycled aluminum and recycled lead as an example，analyzed the development of renewable non-ferrous metals industrial technology from the prspective of patent information. After explaining the status quo of non-ferrous metals industry, this paper analyzed the constitute,the annual change trends in the number of application, the patent research body, the technology lifecycle,IPC classification structure of renewable non-ferrous industrial technology, and drew a patented map. The research showed that the patented technology of renewable non-ferrous industry in our country is in the growth stage of development. The research also showed that enterprises, universities and research institutes are lack of effective cooperation in the R&D,R&D filed was too concentrated, failure patent was too much, which lead to serious waste of technical resources. To this end,we need to take some measures such as increasing policy support, building technology innovation platform and improving technology market transformation mechannism.

Key Words:renewable non-ferrous industry;patent analysis;industrial technology

一、引言

有色金屬是除鐵、錳、鉻之外的所有金屬的統稱。為統計之便，各國一般選取其中生產量大、應用較廣的10種金屬為樣本，作為推算有色金屬產量的依據，具體到我國，為銅、鋁、鎳、鉛、鋅、鎢、鉬、錫、銻、汞10種有色金屬[1]。再生有色金屬資源主要包括暫時難以利用的礦產資源，生產過程中排放的廢石、廢水、尾礦和二氧化硫，銅、鋁、鎳、鉛等具有再生回收利用價值的各種有色金屬廢棄物。再生有色金屬資源產業是將報廢的各類有色金屬制品或邊角余料進行回收加工，還原其使用性能的產業，目前國內已經形成了從回收拆解、揀選分類到熔煉加工等各個環節的完整產業鏈，成為發展綠色循環經濟的核心內涵[2]。

由于我國有色金屬產業面臨的資源瓶頸日益凸顯，通過發展再生有色金屬資源產業，回收利用廢、雜、舊的金屬資源，使它們得以再生和再次使用，既可以提高資源利用率，又能夠減輕污染和保護環境。近年來，我國再生資源產業取得了一定的發展。2013年，我國10種有色金屬產量首次超過4000萬噸，達到4054萬噸，同比增長9.7%[3]。通過利用工業廢水，從廢水中回收銅、鋁、鉛、錫等有價金屬，將廢石、尾礦等減量化和資源化。據推算，每噸再生銅、再生鋁、再生鉛分別比原生銅、鋁、鉛節約標準煤能源1054千克、3443千克和659千克，節約水資源395立方米、22立方米和235立方米，減少固體廢物排放量380噸、20噸和128噸[4]。目前，再生有色金屬產業已經發展到和上升為國家戰略性新興產業，發展再生有色金屬產業已經成為緩解我國資源瓶頸的有效途徑，隨著循環經濟發展的不斷深入，再生有色金屬產業規模和實力不斷增強，該產業優勢將更加凸顯。

盡管我國再生有色金屬產業得到了快速增長，但產業技術裝備水平卻未與之實現同步發展，技術水平落后依然成為制約產業發展的主要因素。利用先進技術對有色金屬資源進行循環利用，可以大大降低綜合能耗，減少污染物排放，提高資源回收應用率。例如，運用銅的浸出—萃取—電擊技術可以實現貧銅礦石、含銅廢石、含銅廢水的二次利用，大噸位熔煉爐對于再生鋁規模生產的節能、提效都有顯著作用，廢鉛蓄電池破碎分選技術的推廣應用在廢—新鉛蓄電池循環產業鏈中扮演了重要角色。本文憑借專利技術分析，通過研究支撐再生有色金屬產業的技術發展趨勢，以期為再生有色金屬產業結構調整、淘汰落后產能、轉變發展方式、實現可持續發展，提供產業技術的戰略發展方向。

二、再生有色金屬產業發展及產業技術發展現狀

近年來，對我國再生有色金屬產業及其相關技術的研究有所增加。“十二五”時期，我國再生有色金屬產業重點研發及推廣的技術裝備，分為預處理技術、熔煉裝備及技術、節能環保領域技術、其他技術4個方面[5]。再生有色金屬產業技術創新的方向是：重點突破廢舊有色金屬預處理、熔煉和節能環保關鍵技術和裝備，通過技術集成和應用示范，逐步建立再生有色金屬產業的科技創新體系[5]。我國再生金屬行業整體技術裝備水平還比較落后，具有自主知識產權的實用技術并不多，傳統工藝技術仍占主導地位[6]。技術創新能力低是制約再生金屬產業發展的重要瓶頸，表現在：中小型再生金屬企業多數自主創新能力較弱，處于模仿創新階段，產品靠價格優勢而非技術優勢取勝；大型再生金屬企業主要靠引進技術或設備，對技術研發及其研發平臺建設投入較少[7]。

技術專利信息能夠反映產業技術創新。在有色金屬產業技術創新能力的研究方面，張菲菲利用《中國專利數據庫》1985-2009年的專利數據，對再生資源產業的技術發展進行評價之后，發現再生資源產業技術創新的速度處于我國各行業的平均水平[8]；柯南等從專利信息分析的研究視角，發現廣西有色金屬產業技術存在專利申請量少、技術含量低、失效專利多、企業技術創新能力不強等問題[9]。在有色金屬產業技術預見的研究方面，秦曉海等探討了產業技術預見實施方法[10]。該方法在傳統的德爾菲法基礎上進行改進，通過采用ASP.NET和數據庫技術，可以更快捷、更全面地獲取專家意見。

學界對于再生有色金屬產業技術的已有研究主要集中在技術創新能力、具體某項技術、專利發明、實用新型研發方面，從產業發展角度對再生有色金屬產業技術路徑的研究還比較少。技術路徑的確定建立在技術創新能力的基礎上，而技術創新能力的評價是一項系統工程，一些評價方法比如層次分析法、德爾菲法等方法在操作過程中涉及到眾多評價指標，受主觀影響較大[9]。專利分析法采用準確的數據手段，比德爾菲法更具預見性，比市場調查更具準確性。因此，本文從專利信息分析的視角，通過分析我國再生有色金屬產業專利申請量的變化情況、專利申請類型、地域分布情況、研發主體信息等，綜合再生銅、再生鋁、再生鉛的利用現狀，判斷現有技術所處的發展階段，從新技術所涉及的相關技術領域預知未來產品的發展方向，從而為再生有色金屬產業技術發展路徑及產業發展提供參考依據。

(一)全球有色金屬和再生有色金屬產業及技術發展

在一些發達國家，有色金屬工業起步早、發展快，已經成為一個獨立的產業，行之有效的科學技術創新體制為產業發展注入了活力，一些國家由有色金屬產業大國迅速轉變為產業強國。據“重點產業專利信息服務平臺”統計數據顯示，2001-2010年，美國有色金屬產業專利申請量為186112件，其中采選141228件、冶煉13528件、合金7798件、加工10140件、環保13418件；日本有色金屬產業專利申請量為157210件，其中采選87277件、冶煉15676件、合金12973件、加工14555件、環保26729件。此外，德國、俄羅斯、加拿大的有色金屬行業專利申請量也比較多。美國和日本兩國專利申請量遠遠超過了其他國家，穩居高位，并且在采選、冶煉、合金、加工、環保分類中優勢尤為明顯，這與政府對有色金屬產業金屬創新活動的重視密切相關。美國非常重視有色金屬產業技術專利申請，為保持鋁行業技術的全球領先地位，每年用于技術研發的投入就達1.3億～2.5億美元。日本再生鋁技術處于世界領先地位，以節能技術研發為重點，通過“引進、消化、吸收、再創新”的技術創新之路對有色金屬資源進行再生回收和綜合利用，大多數企業都擁有不同規模的研發機構，為產業發展提供了強大的技術支持。

發達國家有色金屬專利申請在中國也占據了大部分份額。以發明專利為例，數據顯示，2001-2010年，美國在中國申請有色金屬發明專利5860件，占同期中國有色金屬發明專利申請量的19.8%；日本申請量為8222件，占比為27.8%。美國和日本在中國共申請有色金屬發明專利14082件，占比47.6%，占據了中國有色金屬行業專利申請的半壁江山，并且很多專利技術還處于行業技術核心地位，使中國產業發展受到了較大牽制。

世界主要工業發達國家對再生資源利用非常重視，將其作為國民經濟發展的重要組成部分，并取得了顯著成果。10年來，世界再生銅產量已占原生銅產量的50%以上，其中，美國約占60%、德國約占80%；世界再生鋁產量占原生鋁產量的35%～50%，其中，美國約占50%，日本約占90%；世界再生鉛產量占原生鉛產量的40%～60%，其中，美國約占75%，日本約占60%。中國再生有色金屬產業也已經形成回收、拆解、分選到熔煉、加工、利用等各個環節的完整產業鏈，從業人員數近百萬，回收企業5000多家[11]。

(二)我國主要再生有色金屬產業及技術發展

近年來，在國家政策的扶持下，我國有色金屬產業總體水平平穩，規模布局進一步優化，技術裝備水平有明顯提升，科技自主創新能力持續增強，節能減排和環境保護的作用效果進一步顯現。工業和信息化部、環境保護部通過整治和規范鉛酸蓄電池、再生鋁行業發展，以及明確要求地方政府對本行政區內的鉛污染防治負有總體責任。2013年7月，為加強行業管理，合理引導廢舊鋁的再生利用，工業和信息化部頒布了《鋁行業規范條件》，對再生鋁產業的發展提出了規范標準。為鼓勵再生有色金屬的進出口，國家出臺了《2013年自動進口許可管理貨物目錄》，取消廢銅、廢鋁等自動進口許可管理，允許企業自行出口，簡化行政手續；為規范我國再生有色金屬進口發展，海關總署在全國開展了加強固體廢棄物監管、嚴打“洋垃圾”走私的“綠籬”專項行動，完善了政策監管措施，促進了進口量的上升，為維護行業良性循環提供了政策保障。各行業協會、社會團體也積極謀劃，促進我國再生有色金屬產業的發展。2013年5月召開的首屆再生金屬春季會議，為再生有色金屬行業企業搭建全方位、多層次的貿易技術合作提供了平臺；2013年11月在重慶召開的第三屆再生金屬國際論壇暨展覽會突出了有色金屬產品和技術服務特色，再生有色金屬產業技術受到重視[12]。

1.再生銅產業

銅是我國再生有色金屬利用的重點，而銅回收的重點則是廢雜銅，對于邊角廢料，我國一般采取返回生產系統循環利用的方式進行處理。目前，全國再生銅企業3000家左右，但60%以上的為規模較小的民營企業，大部分企業從事的是簡單的廢雜銅收集、分類、加工或者銷售，生產工藝和裝備水平都比較差，環境污染嚴重。隨著近幾年銅產業的迅猛發展，利用廢雜銅生產精煉銅的企業逐步增多，再生銅企業規模也呈現擴大化趨勢，江西銅業集團公司貴溪冶煉廠、寧波金田銅業集團股份有限公司、廣州有色金屬集團有限公司等一批規模型企業發展壯大起來。長三角、珠三角和環渤海等經濟發達地區的再生銅產業相對發達，集中了全國80%左右的再生銅產業，每年回收利用的廢雜銅占全國總量的75%以上，形成了回收拆解、熔煉、加工、利用為一體的完整產業鏈。

2.再生鋁產業

我國再生鋁產業起步比較晚。和再生銅一樣，我國對鋁資源的回收利用主要是社會積蓄的廢雜鋁。與再生銅不同的是，再生鋁質量的不穩定性更高，各種廢料混雜難以處理，難于進行深加工。目前，全國再生鋁企業有2000余家，大部分是20世紀80年代飛速發展起來的家庭作坊式小型加工廠，規模小、設備工藝落后，從而導致能耗高、回收率低。以易拉罐的處理為例，我國對鋁制易拉罐的回收利用率只有50%左右，相比發達國家80%的回收利用率而言非常低。再生鋁產業主要集中在廣東、浙江、江蘇、河北、湖南、新疆等地。以素有“中國五金城”之稱的浙江省永康市為例，全市從事廢雜鋁回收利用的企業有1100多家，90%以上是年產再生鋁規模500噸以下的企業。年產1萬噸以上的企業有5家，從業人員有近4萬人，這些企業再生鋁工業體系比較完善，形成了回收分揀、熔煉加工的完整產業鏈。隨著再生鋁產業的發展，我國也涌現了上海新格有色金屬公司、廣東諾文合金材料有限公司等年產2萬噸以上的大型再生鋁企業。

3.再生鉛產業

再生鉛的原料85%以上來自廢舊蓄電池。隨著電動汽車、交通通訊等行業的迅速發展，我國廢鉛回收呈逐年增長趨勢，目前歐美等發達國家再生鉛的產量已經接近或超過原生鉛產量，預計隨著回收量的增加，我國再生鉛產量也將超過原生鉛產量。我國再生鉛企業約為400家，其中，涌現了一批年產量1萬噸以上的大中型規模企業，如安徽省太和縣宏達集團、保定金帆有色金屬有限公司、河南金橋有色金屬加工廠等。鉛回收利用技術也一般集中在大型企業，例如，擁有底吹熔煉——鼓風爐煉鉛工藝的河南豫光金鋁股份有限公司，包括再生鋁在內的生產規模達到10萬噸以上。其他企業再生鋁工藝技術相對落后，小型企業沒有收塵設施，缺少分揀處理技術，導致環境污染嚴重，回收利用率低。

從再生銅、再生鋁、再生鉛的利用情況來看，我國再生有色金屬產業還屬于以手工操作為主的勞動密集型產業，自動化和機械化程度低。絕大多數加工企業工藝設施落后、技術水平低下，能源消耗高、金屬回收率低，技術水平落后、技術發展方向不明確，這已經成為我國再生有色金屬產業發展的最大瓶頸。

三、再生有色金屬產業專利技術發展趨勢分析

(一) 數據來源與預處理

本文以專利數據搜索引擎SooPAT搜索的相關數據作為數據源進行分析。SooPAT將互聯網上的專利數據庫進行了鏈接、整合，與Google等檢索系統進行的高效整合、充分利用互聯網資源等特點使其更加人性化，操作更加方便。SooPAT強大的專利分析功能也使研究者從事專利申請人、申請量、專利號分布等各種類型的分析更加快捷。利用SooPAT的專利分析功能，分別對我國再生銅、再生鋁、再生鉛專利申請數量年度變動趨勢、申請人、生命周期、IPC分類等各方面信息進行深入分析，將從不同視角揭示出專利技術發展態勢，以此作為確定我國再生銅、再生鋁、再生鉛產業技術發展路徑的基礎。

通過SooPAT專利搜索引擎，在表格搜索頁面勾選專利類型為“發明”、“實用新型”和“外觀設計”，利用主題檢索，分別設置檢索詞為：“廢”and“銅”，“廢”and“鋁”，“廢”and“鉛”，以2014年8月12日17點為截止日期(SooPAT收錄的專利信息是從1985年開始的，因此，本文所分析的信息為1985-2014年的專利信息)，分別得到關于再生銅、再生鋁、再生鉛的專利信息7577條、12636條和2688條。其中，包括廢金屬回收方法，如《一種從硝酸銅廢水中回收銅的方法》、廢金屬處理設備和裝置《一種罐體生產用的抽廢鋁裝置》等，再利用專利信息服務平臺的“分析”功能對檢索到的專利數據進行匯總、分類和分析。

(二) 專利類型構成分析

圖1(a)、圖1(b)和圖1(c)分別表明了我國再生銅、再生鋁、再生鉛產業專利技術類型的構成情況?？梢钥闯?，1985-2014年，我國再生銅產業申請的專利中，發明專利數量最多，為5678項，實用新型為1884項，外觀設計為15項，占比分別為74.9%、24.9%和0.2%；再生鋁產業申請的專利中，發明專利為10466項，實用新型為2163項，外觀設計為7項，占比分別為82.8%、17.1%和0.1%；再生鉛產業申請專利項為2688項，比再生銅和再生鋁產業分別少4889項和9948項，其中，發明專利2110項，實用新型576項，外觀設計2項，占比分別為78.5%、21.4%和0.1%。

從專利技術類型來看，再生銅、再生鋁、再生鉛產業以發明專利和實用新型為主，兩者基本占據了申請專利的全部，其中，發明專利占80%左右，實用新型占20%左右，外觀設計申請數量基本可以忽略不計。以再生銅、再生鋁、再生鉛為代表的再生有色金屬產業技術，主要集中在對產品、方法或者其改進提出的新的技術方案方面；以及產品和方法發明，產品形狀、構造或其結合所提出的適于實用的技術方案方面。而對產品形狀、圖案、色彩等平面設計或者立體造型，基本上沒有涉及。原因主要有兩點：一是在新穎性、創造性和實用性方面，外觀設計要求更高；二是在專利保護期方面，發明專利的保護期為20年，實用新型和外觀設計均為10年，專利申請者更傾向于保護期更長的發明專利。

圖1(a)　1985-2014年中國再生銅產業技術專利類型構成

圖1(b)　1985-2014年中國再生鋁產業技術專利類型構成

圖1(c)　1985-2014年中國再生鉛產業技術專利類型構成

技術專利類型構成分析表明，我國再生銅、再生鋁、再生鉛產業技術發明專利發展態勢較好，實用新型和外觀設計專利發展程度較低，技術發展偏重于方案設計和產品發明，技術發展不平衡，外觀設計專利技術創新水平亟待提高。

(三)申請數量年度變動趨勢分析

圖2　我國再生有色金屬(銅、鋁、鉛)產業專利申請數量年度變動趨勢

圖2顯示了我國以再生銅、再生鋁、再生鉛為代表的再生有色金屬產業專利申請量的年度變動趨勢。2000年之前，我國再生有色金屬產業年專利申請量在較低水平徘徊，年專利申請數量比較少。從圖2來看，只有再生鋁產業在2000年專利申請量突破了兩位數，達到126項。從2001年開始，我國再生有色金屬產業專利申請量開始緩慢增加，2011年以后專利申請數量進入跨越式增長階段，此后逐年增加(由于2014年的專利信息數量只是截至8月12日的統計量，因此，不以該數做比較分析，從趨勢來看，2014年再生銅、再生鋁和再生鉛產業的技術專利申請量將呈現穩步上升態勢)，本文分3個階段進行詳細分析。

(1)1985-2000年的起步階段。我國再生有色金屬產業專利發展起步階段比較漫長，發展緩慢，再生銅、再生鋁、再生鉛產業每年的專利申請量基本上只有幾十項，再生鉛產業相對更少一些。這一時期，煤炭、電力、紡織等領域的民營企業開始大規模投資有色金屬行業，我國有色金屬工業管理體制也逐步完善，有色金屬產業發展快、經濟效益好、技術進步明顯，但是這一階段企業發展主要圍繞做大主業進行，對于有色金屬的回收利用關注比較少，再生有色金屬科研技術實力軟弱、研發資金和人員投入不足、政府政策傾斜度不夠，受國際政策條件和經濟實力的制約，因而這一階段的再生有色金屬專利申請量比較少。

(2)2000-2010年的發展階段。進入21世紀之后，我國有色金屬工業企業經濟效益大幅度提高，有色金屬產品營業收入也呈大幅度上漲趨勢，到2010年已經突破2萬億元。這一時期，有色金屬進出口貿易額也大幅度增加，尤其是加入世貿組織后，進出口總額實現了飛速增長，2010年我國有色金屬產品進出口總額已經接近1000億美元。這一時期，有色金屬產業依靠科技進步，通過引進消化新技術、自主創新，成功研發了一批關鍵共性技術投入生產，例如銅閃速熔煉技術、鉛富氧溶池熔煉技術、氧氣底吹煉鉛、煉銅新工藝等技術，提高了技術裝備水平，增強了產業競爭力。從圖2可以看出，這一階段，我國再生銅、再生鋁和再生鉛產業的專利申請量也逐年增多，其中，再生銅產業專利申請量從2000年的64項上升到2010年的728項，再生鋁產業專利申請量從2000年的126項上升到2010年的1303項，都增長了10倍以上。數據表明，我國再生有色金屬產業技術發展在這一時期得到了國家產業政策的扶持，與起步階段相比，技術更加成熟，即使每年的專利申請量相差不大，但整體上保持了穩定向上的發展趨勢。

(3)2011年以后的高速發展階段。近年來，我國有色金屬產業生產和流通規模持續擴大，產業發展迅速，已經成為全球最大的有色金屬生產和消費國。但是受全球經濟低迷和國內經濟增速放緩的經濟形勢影響，我國有色金屬行業發展面臨危機，銅價處于震蕩運行、電解鋁行業普遍虧損、鉛鋅現貨均價在成本線下運行，大多數企業運營舉步維艱。環保呼聲日益高漲、節能減排任務日趨艱巨、資源供不應求、產能過剩矛盾凸顯的壓力，這些都倒逼著有色金屬行業調整產業結構，尋求可持續發展路徑，循環經濟和再生有色金屬產業應運成長壯大。2012年6月，國務院下發《“十二五”節能環保產業發展規劃》，明確要求重點發展再生金屬資源利用，開發易拉罐有效組分分離及去除表面涂層技術和裝備，推廣廢鉛蓄電池鉛膏脫硫、廢雜銅直接制桿等技術，提升廢舊機電、電線電纜等產品中回收重金屬及稀有金屬的水平[13]。受政策因素影響，這一階段，我國再生有色金屬產業專利申請量高速增長，2010-2014年，再生銅專利申請量為3938項，占1985年以來全部申請量的51.2%，其中，尤其是2013年專利申請量占了全部申請量的17.7%；再生鋁專利申請量6754項，占全部專利申請量的53.5%，其中，2013年占16.4%；再生鉛產業專利申請也與再生銅、再生鋁產業保持了基本一致的趨勢。

(四) 專利研發主體分析

本文借助專利技術領域累計雷達圖對我國再生有色金屬產業專利技術領域及研發主體進行分析，每個雷達圖表示一個具體有色金屬產業的技術研發情況。將研發主體按專利申請數量由多到少排序，分別篩選出再生銅、再生鋁和再生鉛產業專利申請數量居于前五位的研發主體，對研發主體從事的技術研究領域作出定量分析。雷達圖的一角表示一個技術領域，角頂相對于中心的高度表示該研發機構在該技術領域擁有專利數量的多少，雷達圖清晰地表示了每一技術領域各研發機構申請專利的數量，從而可以預知該研發機構在該技術類別上的實力強弱以及技術分布情況。1985-2014年，我國再生銅產業專利申請總人數為4993人，人均申請專利1.52件；再生鋁產業專利申請總人數7842人，人均申請專利1.61件；再生鉛產業專利申請總人數1843人，人均申請專利1.47件。表1顯示了我國再生銅、再生鋁和再生鉛產業專利申請數量分別位于前五的研發機構名稱及專利申請數量情況。

從表1可以看出，再生銅產業排名前20位的研發機構中，高等院校占14個，其他6個為大型技術研發機構；再生鋁產業排名前20名的研發機構中，高等院校占15個，另外5個是大型企業；再生鉛產業排名前20位的研發機構中，高等院校占11個，大型企業6個，個人3個。說明我國再生有色金屬產業技術研發主體以高等院校和大型企業為主，以個人名義為申請人的情況比較少。高校、科研院所在人才培養方面具有天然的優勢，而大型企業生產規模一般較大、資金實力雄厚，有利于科研成果轉化，因此，高校和科研院所理所當然地成為再生有色金屬技術研發的主導力量。同時，圖3和表1顯示，我國再生有色金屬產業技術研發主體相對比較集中，以再生銅、再生鋁和再生鉛產業為例，三種產業專利申請人分別有4993個、7842個和1834個，而專利申請量位于前20名的研發機構專利申請數量分別占總專利申請量的7.4%、8.2%和14.0%，集中度非常高，例如，排名靠前的昆明理工大學、中南大學、中國石油化工股份有限公司等，既是再生銅產業的主要的研發機構又是再生鋁產業主要的研發機構。圖3顯示，高等院校、科研院所和大型企業對以再生銅、再生鋁和再生鉛為代表的再生有色金屬產業專利技術申請主要集中在作業、運輸和化學、冶金領域。這從另一方面表明，我國為數眾多的小規模企業生產工藝和設備還比較落后，還停留在家庭作坊式生產規模，沒有樹立以技術引領企業發展的意識，企業自主研發能力弱。再生有色金屬產業技術研發基礎還比較薄弱，形式比較單一，研發領域相對狹窄。

表1 我國部分再生有色金屬產業研發機構專利申請情況

圖3(a)　我國再生銅行業研發機構專利申請領域分析

圖3(b)　我國再生鋁行業研發機構專利申請領域分析

圖3(c)　我國再生鋁行業研發機構專利申請領域分析

注：圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)分別是再生銅、再生鋁和再生鉛產業專利申請數量前五名的研發機構從事的專利領域統計分析雷達圖，每個雷達圖一角的字母A、B、C、D、E、F、G、H分別代表“農業”，“作業、運輸”，“化學、冶金”，“紡織、造紙”，“固定建筑物”，“機械工程、照明、加熱、武器、爆破”，“物理”，“電學”八大類分類號的技術領域。

(五)技術生命周期分析

專利技術與產品一樣有其自身的生命周期。按照已有的研究成果，根據不同時期專利申請數量和專利申請人直接變動的關系，專利技術的生命周期可以大致分為起步階段、發展階段、成熟階段、衰退階段和復活階段，技術生命周期圖將技術在不同時間段內的專利申請數量與專利申請人(多為公司或機構)數量之間的關系圖形化，可以清楚地了解技術的發展狀態和趨勢，圖4展示了一般專利技術的生命周期演變情況。將某一技術在不同時間段內的專利申請數量與專利申請人(多為公司或機構)數量之間的關系圖形化，可以得到其發展的技術生命周期圖，從而清楚地了解該技術領域的發展狀態。技術起步期階段，專利申請數量和申請人數都較少，處于實驗研發階段；技術發展階段，申請數量和申請人大幅增長，大量人力資金進入市場；技術成熟階段，專利數量持續增加，但申請人數量基本維持不變，前期取得優勢的幾家公司主導著技術發展，技術趨于成熟；技術衰退階段，申請數量和申請人數下降，技術基本無進展；此后，技術能否進入復活期，主要取決于是否有突破性創新技術出現[14]。

圖4　專利技術生命周期圖

圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)分別為我國再生銅產業、再生鋁產業和再生鉛產業專利技術生命周期圖，每一生命周期圖繪制的是1985-2013年各產業專利申請數量和專利申請人數量間的數據關系(由于2014年所獲取的信息不全，故不納入分析范圍)。對比專利生命周期圖可知，以再生銅、再生鋁和再生鉛為代表的我國再生有色金屬產業專利技術目前處于生命周期的第二個階段，即發展階段。1985-2008年，我國再生有色金屬產業專利申請處于漫長的起步階段，專利申請量和專利申請人數量都很少，甚至有些年份沒有超過100項，以再生銅產業為例，起步階段專利累計申請量1892項，只占全部專利申請量的26.0%，專利累計申請人數量為1956人，只占全部專利申請人數的32.7%，這一時期再生有色金屬產業領域專利技術研究者少、專利成果也很少，處于實驗開發階段。2008-2013年，再生銅、再生鋁、再生鉛產業專利申請數量和專利申請人數量均呈現大幅度增長趨勢，仍以再生銅產業為例，短短六年間，專利申請和專利申請人的累計數分別占全部的74%和67.3%，專利申請數最多的年份達到1340項，接近過去24年的總和，專利申請人數量最多的年份達到915人，也將近是起步階段的24年總和的一半。這一時期，專利申請數量和專利申請人數量均出現了迅猛增長，位于技術領先地位的幾家研發機構主導著產業專利的發展，專利技術處于高速成長階段。這主要得益于政府出臺的各項政策措施，2010年國務院下發《國務院關于加快培育戰略性新興產業的決定》，將節能環保產業納入七大戰略性新興產業，上升為國家戰略，2012年國務院下發《“十二五”節能環保產業發展規劃》，重點支持再生金屬資源利用，這一系列政策的刺激作用，促進了我國再生有色金屬產業的迅猛發展，可以預測，未來幾年，再生有色金屬產業專利技術申請量將持續增加，技術競爭態勢將日趨明顯，研發主體參與創新活動的熱情將更高，專利申請數量和專利申請人數量將保持持續快速、穩定的增長趨勢，并向成熟階段過渡。

(六)IPC分類結構分析

當前，學科之間的交叉、融合越來越頻繁，各種新興、邊緣學科不斷涌現，同一專利技術應用于不同領域的可能性與日俱增，利用IPC結構分析，可以更加清楚地了解技術申請領域的變化趨勢，有助于研究各種專利技術分布，掌握研發主體研究的側重點和技術勢力范圍。

圖5(a) 　我國再生銅產業專利技術生命周期圖

圖5(b)　我國再生鋁產業專利技術生命周期圖

圖5(c) 　我國再生鉛產業專利技術生命周期圖

圖6　1985-2004年我國再生銅、再生鋁和再生鉛的產業專利IPC結構分析

從圖6可以看出，我國再生有色金屬產業專利申請主要集中分布在B(作業；運輸)和C(化學；冶金)兩類，其中，再生銅產業、再生鋁產業和再生鉛產業B、C兩類的專利申請數量分別占本產業全部專利申請數量的73.8%、86.8%和78.7%，而A(農業)、D(紡織；造紙)、E(固定建筑物)、F(機械工程；照明；加熱；武器；爆破)、G(物力)、H(電學)幾大類的專利申請量都比較少，幾大類專利申請總和分別只占再生銅、再生鋁和再生鉛產業專利申請總量的26.2%、13.2%和21.3%。說明以再生銅、再生鋁和再生鉛為代表的我國再生有色金屬產業在作業、運輸、化學、冶金方面的技術研發創新能力比較強，機械工程、照明、加熱、武器、爆破、電學等領域的研究成果比較少，紡織、造紙、物力領域的創新活動則更少，表明有色金屬產業技術研發領域在分布上存在不均衡的問題，甚至在某些領域存在技術研發盲區。為了更清晰地表示再生有色金屬產業技術研發領域，表2列示了1985-2014年我國再生銅、再生鋁和再生鉛產業專利在主要大類級IPC分類中的分布情況。從表2可以看出，C22(冶金；黑色或有色金屬合金；合金或有色金屬的處理)大類的專利申請數量比較多，分別占再生銅、再生鋁和再生鉛產業專利申請數量的12.1%、7.7%和14.5%，C02(水、廢水、污水或污泥的處理)大類的專利申請數量也比較多，分別占再生銅、再生鋁和再生鉛產業專利申請數量的12.1%、13.5%和14.0%。三大產業排名前十位的大類中，很大程度上存在重復交叉現象，例如，再生銅和再生鋁產業有6種大類相同，再生鋁產業和再生鉛產業有5種相同，再生銅產業和再生鉛產業有6種相同，說明我國再生有色金屬產業專利研發領域相對比較集中，研發資金、人力設備基本集中在固定領域，相關的研究力量因此向此方面轉移，可能導致新進的研究力量盲目跟風，導致成本過高、風險過大。

四、結論與啟示

研究表明，專利申請量的多少是衡量再生有色金屬產業科技創新能力的重要標志，在一定程度上反映了產業技術發展水平。綜合以上分析，聯系我國再生有色金屬產業發展的實際情況，可以得出以下幾點結論和啟示。

(1)專利技術發展處于成長期，要加大政策扶持力度。我國再生有色金屬產業專利申請量逐年增加，近年來步入成長期，企業開始注重技術創新，并加大了對技術研發的資金和人力投入，專利保護意識有了相當程度的提高。但是處于成長期的再生有色金屬產業技術發展尚在探索階段，面臨缺乏專業素質的研發人員和資金等一系列挑戰。因此，政府要發揮宏觀引導和協調作用，加大對再生有色金屬產業技術的扶持力度。一是科學制定發展規劃。建立健全企業從事技術創新活動的法規和政策，尤其是對發展較為成熟的再生銅、再生鋁和再生鉛產業要制定專題發展規劃，明確技術發展目標，加強知識產權保護，在新興技術領域、重點技術領域組織相關人員繪制專利地圖，向企業提供技術服務。二是加大研發資金投入。完善科技投融資體系和風險投資機制，發揮再生有色金屬企業在技術創新投入中的主體作用，建立財政資金技術研發配套補助制度。三是完善吸納、培養研發人員的相關政策，以科技立項為手段，結合人才小高地建設，構建再生有色金屬產業科技領軍人才隊伍[15]。

表2　我國部分再生有色金屬產業IPC分類大類結構分布情況

(2)企業與高校、科研院所缺乏有效合作，要建立產學研聯盟，構建技術創新平臺。研究表明，再生有色金屬產業技術研發目前還是以高校和科研院所為主，企業在技術創新活動中的表現不太積極，專利技術含量低，技術開發投入低，研發能力弱。因此，要發揮企業作為技術創新主體的作用，加強產學研聯盟建設。一是加快培育龍頭企業的科技創新能力。強化專利意識，完善企業科技管理制度、改善機構設置，引導大中型企業合理增加科技經費投入。二是提高高校和科研院所的研發積極性。建立有效的激勵機制，實施技術要素參與股權收益分配政策，提高高校和科研院所的研發主動性。三是支持企業、高校、科研院所共同建設研發機構，共同承擔科技項目。重點支持研發再生有色金屬產業共性關鍵技術的產學研合作項目，以重大科技立項為紐帶，促進產學研用相結合。

(3)技術研發領域集中度高，失效專利多，資源浪費嚴重，要完善科技成果市場化機制。我國再生有色金屬產業技術研發領域相對比較集中，政策措施、資金、設備、人力、物力基本傾向幾個固定領域，新進的研發力量往往存在盲目跟風行為，研究力量向這幾個領域轉移、集中，導致研發成本高、風險大。在授權的發明專利、實用新型和外觀設計中，很大比例因未繳年費、主動放棄、撤回、屆滿等原因而終止，專利技術停留在研發階段，市場轉化能力和運用能力落后。因此，要強化技術孵化能力，鼓勵、促進有關部門為技術提供進入市場的機會。一要健全技術決策咨詢機制，建立符合再生有色金屬產業技術發展規律和特點的評估體系，對科技投入使用進行有效的評估和監督。二是促進企業、高校、科研院所在各個領域內技術成果的信息共享，為技術成果市場化提供信貸支持，并給予適當的財政稅收優惠。

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