我國垃圾處理行業專利數據分析*

陳新元

（福州墨爾本理工職業學院 信息工程系，福建 福州 350108）

1 引言

從行業政策、法規、動態、經濟規模、供求關系、影響因素、企業年報、前景分析等數據中，往往可得窺行業態勢；對這些數據進行分析，可發掘行業整體走向、短期行業熱點等信息。其中專利作為知識產權的重要載體和表現形式，是目前最為常用的技術創新衡量指標，也是衡量行業態勢的重要切入點[1]。

行業分析所選取的指標集及各指標權重應視具體情況具體分析[2-4]，以垃圾處理行業為例，該行業古已有之，但與其他技術成熟、穩定的傳統行業不同的是，近來隨著《關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》的頒布，以及相關政策法規制度的推進實施，垃圾分類和處理這一研究方向煥發了新春。垃圾分選機制，以及各類垃圾的差異化處理技術，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，利用專利申請、授權和經營的數據分析行業的技術含量，通過2000年至今該行業專利申請的時間和地域分布探討行業的發展態勢。

2 數據說明

本文使用數據來自國家知識產權局、中國知識產權網專利信息服務平臺，以及日本、韓國、美國、英國、法國、瑞士、歐洲專利局及世界產權組織（下面簡稱七國兩組織）公告/公開的專利，檢索時間范圍截止2019年8月，過程中交叉比對2019國際專利分類標準中涉及垃圾處理技術的相關分類，以及百度學術和谷歌學術上該領域論文的熱點研究方向，選定了重點分析的專利分類，檢索策略采取的是關鍵詞和分類號相結合的方式，使用腳本實現專利的自動跟蹤更新，檢索結果轉為XML格式數據，使用分布式MySQL集群存儲及操作，并根據DKASR算法對結果進行排序、篩選[5]。

3 專利數據分析

3.1 整體趨勢分析

最終檢索到相關專利68750件，其中2000年1月至2019年8月53734件（之前數據有部分時間信息不明）；中國本土申請量為13886件，其中2000年1月至2019年8月13697件。從整體上看，垃圾處理相關專利呈現增長趨勢，以近5年尤為明顯，大致可分為萌芽期、成長期和蓬勃發展期3個階段。（需要說明的是，由于專利從申請到公開存在時間間隔，且數據庫更新往往滯后，故2017至2019年的專利申請數據不完整，對分析結果可能產生一定影響，后文不再贅述。）

⑴ 萌芽期（2000年至2010年）

這段時間相比世界上相對穩定的專利申請數（每年2000件上下），我國的申請數較少，每年僅數十件，整體產業意識尚未蘇醒。

⑵ 成長期（2011年至2014年）

自從專利申請數首次突破500件，這幾年間申請數穩步上升，與國際社會保持接近的增長比率，至2013年，年申請數已達到800多件。但由于新興行業成熟度較低，投資進入不足，部分企業業務范圍拓展太快以致資金鏈斷裂而倒閉，行業反而出現了風聲鶴唳的態勢，2014年專利申請數有所下降。

⑶ 蓬勃發展期（2015年至今）

2015年起，借著“十二五”規劃的東風，垃圾產業在短暫低迷之后，迎來了大幅上升的行業需求和發展機遇，專利申請數快速上升，增長率超出世界平均水平，2017年新增申請數占到全球申請量的50%以上，與《中國城市建設統計年鑒》（中華人民共和國住房和城鄉建設部編）中的行業發展數據一致。另一方面，國際社會垃圾處理專利增長率相對較低有可能是因為只針對重要專利進行申請，很多技術作為商業機密不申請專利。

另外，垃圾處理相關專利的地域性較強，從統計數據來看，無論是國外在華的申請量，還是中國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中占據了前三，其總和超過國內專利申請數的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，與國外PROCTER & GAMBLE、MONSANTO TECHNOLOGY LLC、WHIRLPOOL CORPORATION這類的巨頭相比，仍有相當大的差距。

3.2 我國專利分布

從圖2可以看出，發明專利占比為46.57%，在全球范圍內占12.08%（國內不同行業比較意義不大；部分國家沒有實用新型專利，無法比較。）

從專利申請的公司分布來看（圖3、圖4），垃圾處理技術并未得到國內大企業/集團的重視，反而是蘇州、安徽的一些專注于該行業的中小型企業更有優勢。

從專利類別的分布（圖5）來看，大部分專利為B類，即作業、運輸類專利，占總數的70%以上；其次為F類，機械工程類和C類，化學、冶金類。從小類來看，B09B固體廢物處理的相關專利最多，但涉及先進技術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，大部分專利技術含量較低；E03C涉及廢水的戶內管道裝置，同理可忽略。

下文選取3個國際主流或前沿研究方向的相關專利分類具體分析，分別為：

⑴ 垃圾焚燒方向的工藝，如污染物質過濾、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，分類C02F；

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

4 前沿專利分析

4.1 F23G

經篩選后分為傳統的焚燒研究方向和近年新興的熱分解方向，自2000年至今的專利申請情況，以及與七國兩組織中其他國家的申請數對比如圖6。

圖6中可以看出，由于我國在傳統垃圾焚燒領域的專利工作起步較晚，因而更多的是借鑒國外的先進技術，即便是在國外相關專利申請的高峰期（2015年至2018年），我國的相關申請數也維持在較低水平上，每年不過數10件；而相應較新的垃圾熱分解研究方向，我國則走在了前列，自2014年起，每年的專利申請數都在三位數以上，2016年甚至超過了500件，是同年焚燒專利申請數的12.31倍，相比世界上其他國家也毫不遜色，2016年至今專利申請數都超過七國兩組織中其他國家申請數的總和，說明我國在垃圾熱分解這一新興技術領域的研究上走得早，也走得快。

從專利類型上看，我國垃圾熱分解方向的發明專利和實用新型專利基本持平，專利略勝出，兩者平衡發展，垃圾焚燒方向則以實用新型專利為主，與國際趨勢一致。從地域角度分析，傳統的垃圾焚燒專利多集中在江蘇、浙江等地區，而新興的熱分解專利則以北京、廣東這樣的技術密集地區為領頭羊，這兩個地區的專利申請數合計超過總數的1/3（圖7），其中北京神霧科技集團和神源環保有限公司這兩家關系密切的企業申請的專利數最多，超過300件。

但值得注意的是，盡管從專利申請數這一單一指標上看形勢大好，但授權情況和運營情況卻有待進一步觀察，無論焚燒專利還是熱分解專利，授權比例都不到50%，轉讓、質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，但也僅達到13.81%，低于國際平均水平。

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，該類專利的技術含量較高，對過往技術積累有一定要求，我國目前尚在摸索階段，近年的年均申請數不超過10件，相比國際上年均百余件的申請數，有待國家、地方和行業的進一步投入和關注。另一方面，研究主要集中在北京、廣東、浙江等地，專利申請主體多為高校，如浙江大學、華南理工大學等，且專利投入使用的比例相對較低。目前世界上該類專利主要集中在美國和日本等發達國家，且大多為大型集團，如寶潔公司、MCALISTER TECHNOLOGIES， LLC、FUJIFILM CORP所壟斷。

4.3 B09B和C05F

利用生化技術如動態高溫分解、生物降解等進行垃圾處理，該類專利技術涉及多個分類，最常見的是B09B和C05F，因這兩個分類同時涉及到傳統的垃圾處理方案，故使用正則表達式初篩，人工復審篩選。

這是一個新近出現的研究方向，我國自2011年起該類專利申請數突破兩位數，目前年申請數穩定在30～50件之間，其中約4成涉及到核心技術的研究；國際上也呈現穩定發展的態度，年申請數在200～350件之間，但其中超過7成是利用已有技術對整體解決方案進行改進。換言之，我國在該領域的每年有效（涉及新的核心技術的研究）專利申請數占到世界上新增專利申請數的12%～20%之間。從地域分布來看，我國的研究基地主要集中在廣東、江蘇、浙江、北京等地；國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的專利申請量，且集中在KURITA WATER IND LTD、EBARA CORP、KUBOTA KK、MITSUBISHI HEAVY IND LTD等公司，我國與之相比，還有一定距離。

5 結論

從整體上看，我國近年的垃圾處理行業發展迅猛，部分前沿研究方向的發展在我國一些技術密集地區的帶領下形勢喜人，專利申請數與世界上其他發達國家相比毫不遜色，發明專利/實用新型專利的比例結構也較合理。但是，目前仍不能盲目樂觀，與發達國家相比，我國在該行業缺少底蘊和積累，部分專利研究由于起步晚，隱隱受到壓制，且專利投入實際運用的比例有待提高。希望將來垃圾處理行業的發展能進一步提速、提質，早日解決這一密切關乎國計民生的問題。

綜合上述專利分析及現狀，提出2點建議：

⑴ 國外專利布局作為近年的熱點話題，但現實中卻未得以開展，嘗試加強到其他國家進行專利布局，并建立專利預警分析機制，這或許有助于提升專利風險防控能力；

⑵ 鑒于專利投入使用的比例有待提高，在專利申請數穩定增長的同時，加強對專利申請質量的把控，集中力量申請含金量高的發明專利，或許對提升企業或組織的競爭力有所幫助。