在全球共同致力于实现“双碳”目标及推动可持续发展的背景下,绿色低碳技术的研发与应用已成为全球科技创新的重要方向,绿色低碳技术创新竞争态势也日益激烈。截至2024年5月,全球已有151个国家提出碳中和目标,并明确时间表,通过积极部署“净零战略”“碳中和战略”等,确定绿色低碳技术发展方向,可再生能源、氢能、储能和碳捕集、利用与封存(CCUS)等技术成为当前全球绿色低碳科技创新的主要竞争赛道。
绿色发展是新质生产力的内在要求,是高质量发展的底色。推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。绿色低碳技术创新是我国实现“双碳”战略目标的基础,我国已发展成为全球绿色低碳发展的关键推动力量。国家知识产权局发布的《绿色低碳专利统计分析报告(2024)》显示,2023年来自中国的绿色低碳发明专利申请占全球总量的一半以上。
全球绿色低碳专利技术发展趋势
一、保障能源安全是发展绿色低碳技术的基础
能源安全是能源绿色低碳转型的重要前提。国际能源署数据显示,目前全球仍有众多发展中国家超过60%的能源供应依赖传统化石能源,如印度煤炭在其能源结构中占比约55%。只有在保障能源安全的基础上,逐步推进绿色低碳转型,才能实现可持续发展的目标。比如欧委会2022年提出的“REPower EU”计划,通过提升能源进口多样化、提高可再生能源占比,建立天然气储备机制等措施在保障能源安全的前提下,加速清洁能源转型。从专利数据来看,全球能源存储系统专利、智能电网相关专利在过去五年中均保持15%—20%的年均增长率。这表明各国对具有保障能源安全作用的绿色低碳技术投入不断加大,创新成果日益凸显。
二、少数经济体主导全球绿色低碳技术创新
国际能源署数据显示,北美、欧洲、日本、韩国、澳大利亚、新西兰和中国合计占全球低碳能源技术研发公共支出的97.5%。而这些经济体在绿色低碳技术领域的创新成果产出也遥遥领先,中国、日本、美国、韩国和德国绿色低碳专利申请量占全球总量的近90%;全球绿色低碳专利授权量排名30的权利人均来自日本、中国和德国。这表明少数经济体掌握了全球绿色低碳技术创新资源,主导着全球绿色低碳技术发展。
三、储能和氢能是全球绿色低碳专利创新焦点领域
全球许多国家将储能技术视为实现能源转型和绿色低碳发展的关键技术,纷纷出台政策鼓励储能技术的研发和应用。例如,德国、美国等国家都制定了相关的补贴政策和发展规划,推动储能产业的发展。国际能源署预测,到2030年,全球储能投资规模将超过万亿美元。从专利数据来看,电化学储能领域专利授权量不论是规模还是增速在各绿色低碳技术分支中均处于领先地位,成为全球绿色创新生力军。
氢能被视为未来能源的重要组成部分。目前,全球范围内已有多个国家制定了氢能发展战略。日本计划到2030年实现氢能在能源结构中的占比达到10%。德国也提出了“国家氢能战略”,计划到2030年建成5GW的电解水制氢产能,并将氢能在工业、交通等领域广泛应用。2016—2022年,全球氢能领域专利授权量年均增速7.7%,在清洁能源领域中排名第一位,表明各国为实现氢能发展战略,正在不断加大氢能领域技术创新和专利布局。
四、数字化与绿色化协同发展优势日益显著
大数据、物联网、人工智能等数字化技术在绿色低碳领域正发挥着至关重要的作用。比如智能电网技术、能源管理系统等不仅有助于提高能源效率,优化资源配置,还能促进绿色低碳技术创新,加快能源绿色低碳转型进程。随着信息技术及其应用的快速发展,数字化与绿色化的协同效应日益显著。《全球智能电网技术专利数据综述》显示,2022年全球智能电网创新在电力行业的相对份额增至13%。
中国绿色低碳专利技术发展现状
一、我国是推动全球绿色低碳技术发展的重要力量
我国高度重视绿色低碳发展。“双碳”目标的提出,为绿色低碳技术发展明确了方向,政府也不断加大对绿色低碳技术领域的投入力度,推动绿色技术科技创新快速发展。中国绿色低碳技术的发展不仅推动了国内经济的绿色转型,也为全球应对气候变化和实现可持续发展目标作出了重要贡献。2016—2022年,国家知识产权局绿色低碳专利授权量占全球绿色低碳专利授权量的36.8%。中国绿色低碳专利授权量年均增长9.3%,而除中国以外全球其他国家(地区)均呈现负增长,我国成为拉动全球绿色低碳专利增长的主要动力。同时,在全球绿色低碳专利申请中,由中国申请人提交的首次申请并公开的数量近40万件,占全球总量一半以上。2023年,我国绿色低碳技术的PCT国际专利申请公开量超过5000件,连续三年位居世界首位,表明我国为全球绿色低碳技术的发展提供了丰富的创新成果和解决方案。
二、我国部分绿色低碳技术领域还在追赶国际水平
虽然中国在绿色低碳技术领域取得了快速发展,但在氢能技术、高端储能技术等方面与发达国家仍存在差距。比如我国在氢能“制、储、运、用”仍然面临重大技术挑战,技术成熟度与美国、日本等国家存在一定差距。在全球氢能技术专利中,来自中国的专利占比约为20%,而日本和美国则分别占比约30%和25%。同时,绿色低碳技术整体商业化进程较慢。根据国际能源署预测,到2060年,我国实现碳中和约40%的二氧化碳减排量来自今天仍处于原型或示范阶段的技术。中国绿色低碳专利授权量排名前50的头部专利权人中,国内专利权人有33个,而科研院校占比超过60%,这一定程度也显示出我国绿色低碳专利产业化和商业化水平相对较低。
三、我国绿色低碳技术领域海外知识产权保护意识薄弱
与欧美日韩等国家企业先进的知识产权发展战略意识和知识产权布局能力相比,我国许多绿色低碳企业知识产权保护意识和能力相对薄弱。许多企业在走向海外市场时,没有将知识产权保护纳入整体的海外发展战略,对海外知识产权布局重要性和海外知识产权风险的认识不足,使得其在海外的知识产权保护力度较弱。2016—2022年,中国专利权人的海外绿色低碳专利授权占比仅为11.6%。而欧洲、日本、美国和韩国专利权人获得海外授权所占比例依次为76.6%、54.3%、59.2%和43.7%,均大幅领先于中国专利权人。
我国绿色低碳技术国际合作发展展望
一、全球绿色低碳技术合作与交流是促进全球“双碳”目标实现的关键路径
全球不同国家和地区在绿色低碳技术创新上各具特色与优势,具有合作共赢的基础。比如欧洲在可再生能源技术、能源效率提升方面有着先进的经验和技术;日本在储能技术、氢能利用方面处于领先地位;中国在太阳能光伏、风力发电等领域具有强大的产业基础和技术实力。同样在专利领域,欧洲专利权人在风能和水能等领域,日本专利权人在节油技术、电化学储能和热储能等领域,中国专利权人在节电技术、煤炭清洁高效利用、石油及天然气清洁化和其他温室气体减排等领域的发明专利授权数量所占比重相对更高。只有不断加强全球绿色低碳技术领域的合作与交流,流通和共享绿色低碳技术最新成果,才能共同推动绿色低碳技术的创新和发展,携手为应对气候变化、实现全球“双碳”目标作出贡献。
二、欧美国家保护主义为绿色低碳领域国际合作带来挑战
过去,中美、中欧等在能源领域的技术研发与应用上开展了较多的合作,包括新能源技术、甲烷减排技术以及碳捕集与封存技术等。但近年来,欧美国家在一些关键绿色低碳技术领域对中国实施贸易和技术封锁。数据显示,在过去两年中,中国与欧美国家在绿色低碳技术领域的合作项目数量减少了约30%。贸易方面,美国政府曾持续提高对中国电动汽车、太阳能电池板和电池等绿色产品征收的关税;欧盟也接连就自中国进口的绿色能源产品展开反补贴调查。欧美国家愈加浓烈的保护色彩,可能将导致先进的绿色低碳能源技术无法在全球范围得到广泛应用与推广,也将为我国通过开展绿色低碳领域国际合作实现创新追赶带来巨大挑战。
三、“一带一路”绿色低碳技术交流与合作具有巨大潜力
绿色是共建“一带一路”的鲜明底色。中国大力支持发展中国家能源绿色低碳发展,承诺不再新建境外煤电项目,绿色低碳能源已成为中国在“一带一路”共建国家能源合作重点。“一带一路”沿线国家大多处于发展中阶段,在能源领域亟须发展可再生能源来满足日益增长的电力需求,而中国在水电、风电、光伏等绿色低碳技术方面取得了优势成果,双方开展绿色低碳领域的技术交流与合作具有广阔前景。在水电、风电、光伏等中国技术优势领域,能够通过技术推广和转移,开展技术标准合作,推动中国标准“走出去”;在氢能、先进储能、海上风电、智慧能源等前沿领域,可与沿线国家开展联合研发,共享绿色低碳技术成果,共同推进能源绿色低碳转型进程。
促进形成绿色低碳技术国际竞争优势的启示
一、强化企业科技创新主体地位,聚焦前沿及核心绿色低碳技术领域,加大科技创新力度
企业既是经济活动的主要参与者,又是技术进步的主要推动者。强化企业科技创新主体地位,能够让科技创新离需求更近、离实用更近、离产业更近,打通从科技强到企业强、产业强、经济强的通道。引导和鼓励绿色低碳领域企业加大氢能、储能、碳捕集与封存等前沿技术领域的研发投入,加快突破绿色低碳关键核心技术。鼓励企业承担绿色低碳技术领域的重点项目、重大工程,汇聚产业链技术、资金和人才,促进技术突破创新。增强绿色低碳技术领域的协同创新,支持企业与高校、科研机构以及其他企业建立广泛合作关系,积极利用高校院所的科研和人才优势,开展前沿技术创新;与产业链上下游企业合作,带动提升绿色低碳全产业链条技术创新水平。引导企业做好全球知识产权战略规划,加强在可再生能源、储能、氢能、智慧能源等领域的海外知识产权布局,提升绿色能源领域的全球专利竞争力与控制力。
二、以市场需求为导向,促进绿色低碳科技成果转化与应用
加大对绿色低碳技术应用示范项目的支持力度,为企业提供市场推广的平台,引导企业以市场化、商业化为导向开展绿色低碳技术创新。建立绿色低碳科技成果转化服务平台、产业知识产权运营中心等中心平台,汇聚绿色低碳领域创新资源,为绿色低碳企业提供信息交流、技术及专利评估、科技成果及知识产权运用等服务。积极参与应对气候变化全球治理,深化生态环境领域国际合作,鼓励绿色低碳企业通过技术“走出去”与“引进来”、合作开发等方式,加快绿色低碳科技成果的转化进程。
三、积极开展绿色低碳技术国际交流与合作
当今世界正经历百年未有之大变局,国际政治经济形势深刻复杂变化,逆全球化思潮抬头,使得绿色低碳技术国际交流与合作面临地缘政治、单边主义和保护主义等挑战,但于绿色低碳企业而言,国际交流与合作仍然是促进绿色低碳技术流动,推动全球创新发展的必由之路。面向欧美等优势技术国家,积极参与绿色低碳领域科技创新国际合作项目,学习引进国外优势技术。面向“一带一路”沿线国家,积极开展技术转移、国际标准化等工作,推动中国技术及标准走向国际。绿色低碳企业还应积极参与全球能源治理,通过积极争取加入国际科技创新合作体系,提升与国际能源署(IEA)、国际可再生能源署(IRENA)等国际组织的合作水平,不断提升中国绿色低碳企业国际竞争力。
(作者单位:三峡国际能源投资集团有限公司)