新能源產業發展態勢研究

摘要：研究將全球技術信息及運營平臺（IncoPat）確定為本次專利分析數據庫的數據來源，采用布拉德福定律、聚類分析、時間序列分析，以及因子分析等多種方法，對生物質發電相關專利在申請數量、地域分布、類型、技術構成和主要申請人研究領域等方面的數據進行深入研究，通過這種方式揭示生物質發電產業當前的發展現狀、競爭態勢及核心專利分布等情況，以期為生物質發電產業未來的市場開發與產業政策制定提供重要參考依據。

關鍵詞：新能源；生物質；專利；競爭態勢；創新主體

中圖分類號：G255.53；F426.61文獻標志碼：A

0引言

生物質發電是利用生物質能源進行發電的一種方式，具有清潔、可再生、低碳排放等優點，是國內新能源發展的重要方向之一。目前，國內的電力供應主要依賴于煤炭、天然氣等化石燃料，這種能源結構不僅造成了環境污染問題，也使得國內的能源供應面臨著一定的壓力。生物質發電對于優化國內能源結構，提高能源自給率，推動新能源發展具有重要意義[1]。

放眼全球，生物質發電得到了廣泛的關注和應用。歐洲、北美、日本等地都有大型的生物質發電廠。這些地區的政府也制定了一系列的政策和措施，支持和推動生物質發電的發展。例如，歐洲聯盟制定了“可再生能源指令”，規定了到2020年和2030年，各類可再生能源應占總能源消費的比例，其中就包括生物質能。此外，一些國際組織和研究機構也在積極推動生物質發電技術的研發和應用，以提高生物質能源的利用效率和經濟效益。

國內的生物質發電行業從2000年開始起步，目前已成為全球最大的生物質能源消費國和最大的生物質發電設備制造國。中國政府高度重視生物質能源的開發利用，制定了一系列政策和措施來推動生物質發電的發展。例如，國家發展和改革委員會、國家能源局等部門出臺了一系列政策文件，支持和引導生物質發電的發展。此外，中國還積極推動生物質能源的科研創新，不斷提高生物質能源的利用效率和經濟效益[2]。

專利是知識產權保護的主要手段，重要的專利信息能夠較好地反映相關領域研究現狀、熱點及趨勢。文章檢索了近20年生物質發電專利數據，通過對生物質發電相關專利的申請數量、地域分布、類型、技術構成、主要申請人研究領域等方面的數據進行統計分析[3]，從而揭示生物質發電產業當前的發展現狀、專利布局競爭態勢，以及核心專利分布，以期為生物質發電產業未來的市場開發及其產業政策制定提供重要參考。

1生物質發電產業發展態勢

1.1研究對象和方法

根據研究目的需要，專利分析數據庫的數據主要來源于全球技術信息及運營平臺（IncoPat）。按照生物質發電相關領域所涉及的技術要點及產業特點，以技術為主題選擇檢索詞，檢索專利涵蓋了公開日或公告日在2002年1月1日—2024年6月30日期間的相關中國專利。但由于專利申請的過程中有18個月的公開期，因此2023年和2024年不作為此次專利分析的重點。

此次檢索共檢索到相關專利19 683條。利用Excel對檢索到的專利進行數據篩選，去除不符合主題的專利和合并同族專利，最終確定13 538條專利數據組成此次生物質發電產業專利分析所需的專利數據庫。最后通過IncoPat、Excel等工具，采用定量研究與聚類分析相結合的方法對相關專利進行全面分析。

1.2中國生物質發電產業專利總體態勢分析

1.2.1申請趨勢

如圖1所示，通過對專利數據的發展趨勢進行分析，可以得出生物質發電領域在某一時間段的技術發展態勢。由于專利公開的延時，2023年和2024年的數據會出現波動[4]。

該時期生物質發電的專利申請數量呈現出穩步增長的態勢，為專利發展的萌芽期。特別是從2010年開始，專利申請數量有了顯著的增長，這可能與全球對可再生能源的重視和生物質發電技術的逐漸成熟密切相關。

第2階段：2015—2018年

該時期生物質發電的專利申請數量經歷了爆發式的增長，為專利發展的快速發展期。這可能與政策支持、技術進步及市場需求的增加緊密相關。特別是在2015年，專利申請數量躍升至813件，之后幾年繼續快速增長，到2018年達到1 311件。

第3階段：2019—2022年

該時期為專利發展的緩和期。雖然2019年和2020年的專利申請數量仍然保持在較高水平，但增速相較于前幾年有所放緩，為專利發展的增長期。這可能與市場競爭的加劇、技術瓶頸及政策調整等因素有關。到了2021年和2022年，專利申請數量開始呈現下降趨勢，這或許與市場飽和、技術迭代及經濟環境等因素有關。

1.2.2中國生物質發電產業創新主體分析

（1）創新主體構成

如圖2所示，中國生物質發電產業創新主體主要為企業、個人、學校、科研單位、機關團體。其中企業的專利申請量高達9 149件，遠超其他所有類別之和[5]。這表明在生物質發電產業的創新活動中，企業扮演著至關重要的角色，是推動技術進步和產業發展的主要力量。企業通常擁有更多的資源和動力去研發新技術、新產品，以滿足市場需求并保持競爭優勢。雖然個人的專利申請量遠低于企業，但仍然是一個不可忽視的群體。這反映了在生物質發電領域，除了大型企業外，還有眾多個人創新主體在積極貢獻自己的力量。他們可能擁有獨特的創意或技術，通過專利申請來保護自己的創新成果。學校和科研單位的專利申請量分別為1 760件和326件，雖然不如企業多，但在知識創新和技術研發方面發揮著重要作用。這些機構通常擁有強大的科研實力和人才儲備，能夠開展前沿的基礎研究和應用研究，為生物質發電產業的發展提供理論和技術支持。機關團體和其他的專利申請量僅為54件，相對較低，這可能意味著在生物質發電產業的創新活動中，機關團體的直接參與度不高。然而，機關團體在政策支持、標準制定等方面可能發揮著重要作用，對產業的發展具有間接影響。

（2）創新主體排名

如圖3所示，在生物質發電產業專利申請人排名前10位中，企業有4家，高校有4家，科研機構有2家。總體而言，這可以反映出生物質發電產業中，企業和高校具有較強的專利成果研發實力。一般來說，排名靠前的申請人往往擁有更多的專利數量和更高的專利質量，從而在該行業中占據競爭優勢。同時，企業作為最直接的市場競爭主體，其專利申請往往與市場需求和產業化應用密切相關；而高校和科研機構等非生產經營單位則更側重于尖端探索和理論研究，其專利申請的成熟度可能較低，但具有較高的學術價值。綜上，可以看出在生物質發電產業發展過程中，申請人對技術領域的市場價值和學術價值都給予了高度重視，通過平衡這兩方面價值來推動該領域的技術創新和產業發展[6]。

1.3生物質發電產業地域分布及技術構成

中國生物質發電產業專利總體態勢和地域分布及不同地域的技術構成情況，共同影響著生物質發電產業的發展方向和市場競爭格局。

1.3.1中國生物質發電產業地域分布

從圖4可以看出，生物質發電產業的專利申請人主要集中在東部沿海地區，如江蘇、廣東、浙江等。這些地區經濟發達，科技創新實力較強，為生物質發電產業的發展提供了良好的環境和條件[7]。然而，盡管東部沿海地區在生物質發電產業專利申請方面占據優勢，內陸地區如四川、河南、湖北等也在逐步崛起，顯示出這些地區在生物質發電產業方面的科技創新和知識產權保護工作不斷加強。同時，也說明國家和相關地方政府對生物質發電產業的支持力度不斷加大，這些政策的實施為生物質發電產業的發展提供了有力保障。

1.3.2中國生物質發電產業不同地域的技術構成

在生物質發電產業專利分析研究期間，針對不同地域的技術構成展開了分析。從表1中能夠看出，生物質發電產業的專利布局存在地域差異，主要集中于江蘇、廣東、浙江及北京等地。這些地區或許在技術研發、產業政策扶持、市場需求等方面具備優勢，吸引了眾多專利布局，同時也表明這些地區在生物質發電及相關技術領域的研發和創新活動較為活躍[8]。北京在C02F、B09B、F01K、F22B、C10J等多個技術分類中同樣有著顯著布局，彰顯出其在生物質發電產業的多個關鍵技術領域擁有較強的研發實力。盡管不同地域在生物質發電產業的技術布局上有所不同，但總體上呈現出一種互補性。這種互補性有益于形成完整的技術鏈條和產業生態，推動生物質發電產業的協同發展[9]，例如，江蘇、廣東、浙江在固體燃料燃燒、廢水處理、分離純化等多個技術領域均有布局，能夠為生物質發電產業提供全方位的技術支撐；而北京在能源轉換、氣體利用等特定技術領域的突出表現，則可為產業提供高效、清潔的能源解決方案。

2生物質發電產業核心專利研究

2.1布拉德福定律

在生物質發電產業核心專利研究過程中，布拉德福定律為一種有效的分析工具。該定律是文獻計量學中的一項重要法則，它揭示了文獻分散的規律，即某一學科領域的論文或專利往往會分散在多種不同的期刊或專利文獻中，但其中少數期刊或專利會集中大量的論文或專利，形成所謂的“核心區”，核心區和后繼各區中所含的專利文獻數成1：n：n2……的關系（ngt;1）。

2.2生物質發電產業專利核心IPC分類分布

2.2.1生物質發電產業專利區域劃分

對檢索的國內生物質發電產業2002—2024年的13 538件專利進行相關技術分析。將專利數據劃分為核心區、相關區和邊緣區3個區域。其中，核心區包含數量不多但效率最高的專利，相關區包含數量較大但效率中等的專利，邊緣區則包含數量最大但效率最低的專利[10]。

2.2.2中國生物質發電產業專利IPC分類分析

依據布拉德福定律，將13 538件專利按照IPC主分類號進行排序和分區。由于專利數量固定，而布拉德福定律中的比例關系是基于文章數量相等的假設，因此在分析過程中，按照IPC主分類號所占數量將專利文獻大致平分為3個部分，其相對應的專利文獻數量分別為4 739件、4 489件、4 310件。第1部分對應的IPC主分類號為5組，第2部分對應的IPC主分類號為19組，第3部分對應的IPC主分類號為321組[11]。

表2顯示，在第1部分中，平均每組IPC主分類號包含的專利件數約為947.8件，該區域IPC主分類號雖然數量最少，但每組包含的專利文獻數量卻最多，表明這些分類號下的專利文獻相對較為集中，屬于此次專利分析的核心區。在第2部分中，平均每組IPC主分類號包含的專利件數約為236.3件，該區域IPC主分類號數量適中，且每組包含的專利文獻數量也處于適中水平，可認為此次專利分析的相關區。在第3部分中，平均每組IPC主分類號包含的專利件數約為13.4件，該區域IPC主分類號數量最多，然而每組包含的專利文獻數量卻最少，這說明這些分類號下的專利文獻相對分散，屬于此次專利分析的邊緣區。

通過以上結果，可得到核心區IPC主分類號、相關區IPC主分類號、邊緣區IPC主分類號的比例為5：19：321約等于1：4：64；核心區專利密度、相關區專利密度、邊緣區專利密度之比為947.8：236.3：13.4約等于71：18：1。該結果與布拉德福定律中核心區和后繼各區的關系（1：n：n2……）并不完全相符。由于直接計算邊緣區數量與給定比例不符，在布拉德福定律的實際應用中，比例關系是基于數量級，而不是具體的數值。因此，可認為這里的比例關系是一個近似的、數量級的描述。同時也反映了生物質發電產業的技術集中程度較高。

在專利分析中，當使用布拉德福定律來描述核心區、相關區和邊緣區IPC主分類號的數量分布時，遇到歧義性的情況，可利用維克利修正方法進行修正[12]。

設核心區的IPC主分類號數量為1，相關區的IPC主分類號數量就是n，邊緣區的IPC主分類號數量就是n2，因為邊緣區的IPC主分類號數量是64，所以修正后n的值為8。

2.3生物質發電產業專利核心區專利

表3顯示，生物質發電產業專利核心專利主要有F23G、C02F、B09B、BO1D、C10J等5組IPC主分類號專利技術組成，涉及焚化爐、廢物或低品位燃料的焚毀；水、廢水、污水或污泥的處理；固體廢物的處理；分離等技術。

2.3.1中國生物質發電產業核心專利申請人概況

如圖5所示，深圳市能源環保有限公司和光大環境科技（中國）有限公司在生物質發電領域的專利申請數量顯著領先，表明這2家企業在技術研發和創新方面具有較高的活躍度和實力。其他申請人也展現出一定的創新能力和技術積累，但相較于前兩家企業，其專利申請數量較少。浙江大學和重慶科技學院作為上榜的兩所高校，其專利申請數量與中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司等科研機構相當，顯示出高校在生物質發電領域的技術研發和創新方面也具有一定的競爭力。

圖6顯示，申請人構成以企業為主導，個人、學校、科研單位等也積極參與其中，從而形成了多元化的技術創新格局。這種格局有利于推動生物質發電產業的技術進步及商業化應用。企業在該領域的專利申請數量占據絕對優勢，企業作為技術創新的主體，通過專利申請來保護自身的技術成果，進而在市場競爭中占據有利地位，這反映了企業在生物質發電技術研發和商業化應用方面進行了積極投入并發揮著主導作用。

2.3.2中國生物質發電產業核心專利價值分析

針對5組核心專利技術，運用Incopat所提供的合享專利價值度展開價值度分析。表4為不同申請人的專利價值。依據不同專利價值度的數值，可為后續的分析提供有效依據[13]。深圳市能源環保股份有限公司在高價值專利方面表現得最為突出，而光大環境科技（中國）有限公司、重慶科技學院、中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司等單位在個別價值度等級上亦有較好的表現。

2.3.3中國生物質發電產業核心專利類型

在生物質發電產業中，實用新型專利和發明專利的數量反映了該領域的技術創新活躍度和技術發展水平。從圖7可以看出，實用新型專利有2 261件，略多于發明專利1 909件，表明在生物質發電產業中，對現有技術和設備的改進和優化仍然是技術創新的重要方向。盡管實用新型專利數量更多，但發明專利數量也達到了1 909件，顯示出生物質發電產業在核心技術研發方面也有一定的投入和成果。發明授權專利數量占發明專利總數的比例約為30%，這表明在生物質發電產業中，有一部分發明專利已經獲得了官方的認可和授權，具有較高的創新性和實用性。

生物質發電產業作為可再生能源領域的重要組成部分，其技術創新和專利成果對于推動產業發展和提升競爭力具有重要意義。從當前的專利數量分布來看，實用新型專利和發明專利在生物質發電產業中均占有重要地位，且各自具有不同的特點和作用。未來，隨著生物質發電技術的不斷發展和市場的不斷擴大，預計會有更多的技術創新和專利成果涌現，為產業的持續健康發展提供有力支撐。同時，對于生物質發電企業而言，加強技術研發和專利申請工作仍然是提升核心競爭力的關鍵所在。通過不斷的技術創新和專利積累，企業可以在激烈的市場競爭中占據有利地位，實現可持續發展。

2.3.4中國生物質發電產業核心專利預警

（1）核心專利法律狀態

如圖8所示，在國內生物質發電產業核心專利中，授權專利數量最多，達到2 307件，占總量的較大比例。這表明國內生物質發電產業在技術創新方面取得了顯著成果，并且這些創新成果已經得到了法律的有效保護[14]。撤回的專利數量為490件，可能是由于申請人主動放棄或專利申請不符合要求等原因。駁回通常是由于專利申請不符合專利法規定的授權條件，核心專利中駁回的專利數量為407件。對于這部分專利，企業應分析其失敗的原因，以便在未來的專利申請中避免類似問題。期限屆滿的專利數量為119件，避重放棄的專利數量為51件。這些專利已經失去了法律保護，企業可以考慮是否對其進行進一步開發或利用。公開的專利數量較少，僅為26件，這些專利已經向社會公開，但尚未獲得授權。企業應關注這些專利的后續發展，以便及時了解其是否能夠獲得授權并考慮是否進行進一步開發。放棄的專利數量為10件，這可能是由于申請人主動放棄或專利申請不符合要求等原因而導致。

（2）核心專利有效性

如圖9所示，在國內生物質發電產業核心專利中，有效專利數量為2 307件，占據了較大比例。表明這些專利在法律保護下仍然有效，對于生物質發電產業的技術創新和市場競爭具有重要意義。有效專利的存在不僅保護了創新者的技術成果，也為產業的持續發展提供了技術支撐。失效專利數量為1 994件，其數量也相當可觀。失效專利可能是由于專利期限屆滿、專利權人未按時繳納年費、專利被無效宣告或撤銷等原因導致。對于失效專利，雖然其法律保護已經失效，但其中的技術信息仍然具有一定的參考價值。企業可以通過對失效專利的研究，了解行業內的技術發展歷程和趨勢，為未來的技術研發和創新提供參考。審中專利數量為438件，表示這些專利正在接受專利局的審查，尚未確定其有效性。審中專利的數量反映了生物質發電產業內的技術創新活躍度。企業應密切關注這些專利的審查進展，以便及時了解其是否能夠獲得授權，并據此制定相應的技術研發和市場策略。

3結論與建議

（1）中國生物質發電領域的專利申請數量起初呈現穩步增長態勢，而后增速有所放緩。未來，隨著技術的不斷進步和市場的進一步拓展，該領域仍有望迎來新的發展機遇。然而，也務必密切關注政策動態與市場變化，以便有效應對潛在的風險和挑戰。

（2）中國生物質發電產業創新主體的多元化特征，不同主體在創新活動中具有不同的地位和貢獻。企業作為創新的核心力量，在推動產業發展方面發揮著至關重要的作用；個人、學校、科研單位等也在不同程度上為產業的創新和發展做出了貢獻。在未來的發展過程中，應強化企業在技術研發和產業升級方面的合作，通過共享資源、降低成本、提高效率，共同應對市場挑戰。此外，還需進一步加強學校與科研單位在生物質發電領域的產學研合作，推動科研成果的轉化和應用，加速新技術的研發和推廣，為產業提供持續的技術支持和人才保障。

（3）生物質發電產業專利的地域技術構成分布呈現出明顯的地域集中性、技術多樣性和互補性等特點。這些特點為生物質發電產業的協同發展提供了有利條件，同時也為相關企業和研究機構的技術創新和合作提供了重要參考依據。

（4）在生物質發電產業中，實用新型專利的數量占比較大，而發明授權專利的數量相對較少。這表明該產業的技術創新和研發活動主要聚焦于應用開發及對現有技術的改進，而較少涉及基礎和原理性的創新。為推動該產業的可持續發展，應進一步鼓勵科研機構和企業開展關于生物質能源轉化效率、新材料開發、新工藝探索等方面的基礎研究。

（5）通過國內生物質發電產業核心專利預警，建議在今后的發展過程中，各創新主體應加強專利維護和管理，確保專利有效性；提高專利申請質量，降低駁回和撤回風險；關注審中專利進展，及時調整技術研發方向。

（6）核心專利申請數量的差異反映了行業內企業在技術研發和創新方面的競爭態勢。深圳市能源環保有限公司和光大環境科技（中國）有限公司等領先企業可通過持續的技術創新來鞏固和擴大其市場地位。其他企業如牧原食品股份有限公司等雖然也涉足生物質發電領域，但在專利申請數量上相對較少，可能需要在技術研發和創新方面加大投入以提升競爭力。

參考文獻：

[1]馬隆龍，唐志華，汪叢偉，等.生物質能研究現狀及未來發展策略[J].中國科學院院刊，2019，34（4）：434-442.

[2]鐘兆真，劉麗娜，張亞鵬，等.中國生物質能政策變遷研究：2000—2019年[J].中國人口·資源與環境，2022，32（1）：77-88.

[3]朱珈震，李靜，張靜.基于專利分析的醫藥領域人工智能應用現狀研究[J].中國新藥雜志，2024，33（18）：1857-1865.

[4]佚名.2023年甘肅省重點產業技術攻堅圖譜數據集[EB/OL].（2023-06-27）[2024-08-12].https：//www.gsst?dc.cn/home/resources/detail？id=81.

[5]鄭倩，張宗毅，李洪波.基于專利計量的谷物收割機技術競爭態勢分析[J].中國農業大學學報，2023，28（12）：262-275.

[6]明文華，屈春慧，樊江波，等.基于專利視角的中藥月見草發展分析[J].世界中醫藥，2024，19（13）：2023-2029.

[7]張東旺，史鑒，楊海瑞，等.碳定價背景下生物質發電前景分析[J].潔凈煤技術，2022，28（3）：23-31.

[8]張延祿，張方亮，楊乃定.關鍵核心專利視角下集成電路協同創新網絡關鍵節點識別[J].軟科學，2024，38（8）：85-93.

[9]王艷花，董麗，黃哲.抗抑郁藥物米氮平專利分析[J].中國新藥雜志，2024，33（19）：2005-2012.

[10]保繼棟，黨景麗.牧草領域技術創新態勢[J].草業科學，2022，39（5）：1047-1058.

[11]李媛.基于核心專利的我國風電產業專利戰略研究[D].武漢：華中科技大學，2013.

[12]尹瑾.基于核心專利分析的中國中藥生產企業專利戰略研究[D].長沙：中南大學，2009.

[13]王晨雨，陳赤清，向杰，等.基于incopat專利數據庫的五倍子專利分析[J].世界科學技術-中醫藥現代化，2024，26（6）：1505-1514.

[14]謝小東，吳潔，盛永祥，等.基于多模態特征融合的相似專利識別方法研究[J].圖書情報工作，2024，68（18）：112-122.

Research on the Development Trends of Renewable Energy Industries：Taking Biomass Power Generation as an Example

BAO Jidong，ZHU Xiaolei，JIANG Jianlong

（Institute of Scientific and Technology Information of Gansu/Key Laboratory of Scientific andTechnology，Evaluation and Monitoring of Gansu，Lanzhou Gansu 730000，China）

Abstract：This study identifies the Global Technology Information and Operation Platform（IncoPat）as the da?ta source for the patent analysis database.By employing various methods such as Bradford′s Law，cluster analysis，time series analysis，and factor analysis，it conducts in-depth research on biomass power generation-related patents in terms of application numbers，geographical distribution，types，technological composition，and the research fields of major applicants.Through this approach，it aims to reveal the current development status，competitive landscape，and distribution of core patents within the biomass power generation industry，ultimately providing crucial reference information for future market development and industrial policy formulation within the biomass power generation sector.

Keywords：renewable energy;biomass;patents;competitive landscape;innovative entities