基于專利技術分析的生物炭技術發展研究

李增貝 萇艷楠

摘要：生物炭以其良好的自身解剖結構和理化性質、廣泛的材料來源和廣闊的產業化發展前景，成為當今農業、能源與環境等領域的研究熱點。本文主要以生物炭技術相關的專利申請作為切入點，從全球專利申請年度分布、申請地域及布局等方面分析了生物炭技術的發展現狀，以期為生物炭產業的發展提供參考建議。

關鍵詞：生物炭;專利分析;產業發展

中圖分類號：S154.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1003-5168（2019）30-0056-03

Development Analysis of the Bio-char Technology Based on Patent Analysis

LI Zengbei CHANG Yannan

（Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office， CNIPA， Zhengzhou， Henan 450018）

Abstract： Biochar has been a research hotspot in the fields of agriculture， energy and environment，etc due to its good structure， physicochemical properties，broad raw materials and bright production prospect.This paper studied the current development situation of bio-char technology from the aspects of the patent application trend，the patent distribution and the status of patent operation，etc. of the global patent application based on patent application to put forward some suggestions about the industrial development.

Key words： bio-char; patent analysis; industrial development

1 概述

生物炭（Biochar）是指如木材、秸稈、稻殼和畜禽等生物質在完全或部分缺氧以及相對溫度“較低”（<700℃）的條件下分解形成的一種穩定的富含碳產物。不同種類制備原料以及制備工藝制取的生物炭，在孔隙度、pH值、持水量、比表面積、元素分配等方面的理化特性差異很大[1]。在全球變暖、環境污染、糧食危機等可持續發展問題日益突顯的背景下，生物炭技術實際應用和研究意義日益引起廣泛關注[2]。

2 生物炭技術國內外專利申請概況

2.1 專利申請年度趨勢

專利申請量的變化趨勢可以從總體上反映某一領域的技術發展動態。如圖1所示，近30年國內外生物炭技術專利申請量總體上呈逐年增長趨勢（考慮到發明專利存在18個月的公開滯后期，2017年專利申請的統計存在偏差）。生物炭技術相關的專利申請在2007年前總體申請量較低，說明生物技術在該期間處于發展的萌芽期，其中1998年至2007年年間專利申請量有所提升，國內生物炭技術專利申請在2008年后的增長更為明顯，在2011年后年專利申請量已經超越國外生物炭技術的專利申請總量。

2.2 專利申請地域分析

專利申請的國別可以反映技術創新的來源地，通過對全球申請專利的專利發明人的國別進行分析，可以了解不同生物炭在不同國家或區域的專利布局情況。從圖2可以看出，對生物炭技術的研究涉及國家以及區域較多，從專利申請量總體來看主要集中在歐美、東亞區域，另外，中國專利申請量屬于一家獨大，其次是美國、韓國，分列第二、第三位。

2.3 全球專利主要申請人分析

申請人分析可以了解某一領域里主要競爭機構或個人的競爭力，如圖3所示前十名的申請人中，中國有科研院所包括浙江大學、農業部規劃設計研究院、湖南大學和三家企業——北京神霧環境能源科技集團股份有限公司、上海孚祥生物科技有限公司、安徽帝元現代農業投資發展有限公司上榜。美國的申請人酷星球能源系統公司（COOL PLANET ENERGY SYSTEMS INC）共申請了86件，位居第二，另一美國申請人則是創辦于2011年的美國公司Biochar Now LLC。日本則有Naniwa Rokico LTD、新日本制鐵公司（JFE Steel CORP）、近畿大學（UNIV KINKI）專利申請量較多。

2.4 全球專利申請主要技術領域

國際專利分類（IPC）是國際通用的、標準化的專利技術分類體系，蘊含著豐富的專利技術信息。圖4和表1顯示了全球生物炭技術專利申請量排名前10的主要IPC小類及各類別的對應專利申請量。生物炭技術專利申請主要集中在C05G、C02F、C10B、B01J分類號下，這也說明生物炭領域相關的核心技術主要涉及在土壤改良、廢料污水處理、石油化工等方面的運用。

2.5 全球專利申請主要技術發展概況

從圖5可看出，生物炭技術在C10L、C10B分類號中專利申請量呈逐漸萎縮趨勢，而在C05G、C02F、B09B、C02F分類號的專利申請量呈增加趨勢，這說明生物炭技術在土壤調節改良、廢料污水處理等方面的發展正在代替其在石油化工領域的發展成為新的研發聚焦點。

3 結論

生物炭技術的研究起始于20世紀中后期，是一個較為新興的技術，各個國家從2006年左右開始加大了對生物炭技術的研發以及專利申請。其中生物炭技術專利布局較多的國家和地區有中國、美國、歐洲、日本等。生物炭技術申請人前十名主要來自中國、日本、美國。

目前，在國內外從生物炭的制備工藝及生物炭技術在能源化工、作物增產、重金屬處理、及碳循環等方面的作用效果，再到生物炭作用機理整個產業鏈的研究均處于快速發展階段。而我國作為發展中國家，有著豐富生物炭制備原材料和迫切的應用需求，可以預見，生物炭技術必將以自身結構和應用特點在國內農業資源環境可持續發展利用土壤污染治理與修復、水污染防治等重點產業的基礎研究和技術開發過程中成為不可或缺的一部分。

參考文獻：

[1] 陳溫福，張偉明，孟軍，等.生物炭應用技術研究[J].中國工程科學.2011（02）：83-89.

[2] 謝祖彬，劉琦，許燕萍，等.生物炭研究進展及其研究方向[J].土壤.2011（06）：857-861.