我国新能源领域专利地图研究

潘雄锋，张维维，舒 涛

（大连理工大学经济系，辽宁 大连 116023）

我国新能源领域专利地图研究

潘雄锋，张维维，舒 涛

（大连理工大学经济系，辽宁 大连 116023）

新能源专利是衡量该领域技术创新的重要指标。本文利用专利地图的理论和方法从专利管理图和专利技术图两个方面绘制了我国新能源领域的专利发展动向图、专利地区分布图、专利结构图、专利技术生命周期图、专利技术/功效图。结果表明，1990—2008年我国新能源领域的专利数量和占能源专利比重呈现出逐年增长的趋势，且主要集中在东部地区，中西部地区还相对落后，新能源专利结构类别主要以实用新型专利为主，具有较强技术含量的发明专利则较少，专利主体权属结构中非职务申请占很大的比例，职务申请较少，我国新能源领域技术处于生命周期的发展阶段，太阳能和风能专利技术占据很大比重，且呈现出快速增长的趋势，其他领域新能源还未得到充分开发。

新能源；专利地图；专利管理图；专利技术图

Abstract:The new energy’s patent is an important measure indicator of technology innovation in this field.In this paper,the authors draw the patent development trend map,patent distribution map,patent structure map,patent technology life cycle map and patent technology/function map in the field of new energy from two aspects of the patent management map and patent technology map by using the theories and methods of patent map management.

Key words:new energy； patent map； patent management map； patent technology

1 引言

能源在国家经济发展的过程中起着重要的作用，开发新能源能够改善人们的生存环境，减少环境污染，同时也能相对减少我国对进口能源的依赖程度，进而提高我国的环境、能源与经济安全。目前关于新能源的研究主要从纯技术角度来进行。刘博对新能源技术中太阳能技术、海洋能技术、受控核聚变技术和生物质能技术及其应用问题进行了相关探讨［1］；肖英对我国新能源技术发展现状及其由于关键技术缺失导致新能源发展的深层次原因进行了分析［2］；汤天浩主要研究了开发新能源与可再生能源的关键技术，提出了电力电子变换、电能存储、电能管理与电能质量控制在新能源供电系统中的核心作用［3］；罗智对国内外生物质能、燃料电池等新能源技术的开发及应用情况做了相关介绍，并论述了我国开发新能源技术的发展方向［4］。本文将运用专利地图的理论和方法揭示新能源技术的应用水平和技术积累的轨迹，为未来新能源的开发与利用提供依据，也有利于新能源技术的进一步创新。

2 研究方法与数据来源

2.1 专利地图的理论和方法

专利地图是将蕴含在专利文献中包含的技术、经济、法律进行搜索、筛选、分类、归纳，以各种直观的图表形式反映出来的一种专利分析研究方法，具有类似地图的指向功能。专利地图是科技竞争新形势下一种重要的战略情报获取工具，未来无论是产业的国际竞争还是企业之间的竞争，专利地图都起了很大的作用。因此，作为收集、整理、利用专利技术信息的专利地图将在未来信息竞争中扮演着举足轻重的角色［5］。专利地图大致可以分为专利管理地图和专利技术地图两类，管理图主要包括专利发展动向图、专利地区分布图、专利结构图等，技术图主要包括专利技术生命周期图、专利技术功效图等［6］。

2.2 数据来源

本文中新能源主要包括核能、太阳能、潮汐能、风能、生物质能、地热能、氢能、核能等。专利数据来源于国家知识产权局官方网站的专利数据库。中国专利没有明确的新能源技术分类级别，同时新能源技术属于跨学科、跨领域的技术，很难基于现有的IPC专利分类号划定新能源技术。因此，本研究利用VB软件设计检索程序，以专利名称和摘要为检索字段，输入与上述新能源技术定义相关的关键词进行检索和筛选，最后统计出新能源专利的相关数据［7］。

3 新能源技术专利地图的制作与分析

3.1 新能源专利管理图分析

（1）新能源专利发展动向图。

对统计出的新能源专利数据进行分析和处理，得到我国新能源专利数量发展动向图和新能源专利占能源专利比重发展动向图（见图1、图2）。

从图1中可以看出，新能源专利的总体趋势是呈逐年上升的，新能源专利申请从 1990—1994年间增长缓慢，在1995年出现了下降的趋势，但从1996年开始又出现了逐渐增长的趋势，从2006年开始增长速度明显加快。图2则显示出，从1990—2008年间新能源专利总量占能源专利总量的比重基本呈现出快速上升趋势，说明新能源开发技术不断成熟，在整个能源领域的重要性程度在不断加强，由此可以预见今后新能源将逐步取代常规能源，成为能源消费的主流。

（2）新能源专利地区分布图。

对各地区新能源专利数据汇总，得到我国新能源战略地区分布图（见图3）。

从图3可以看出，在我国每个省份都涉及到了新能源专利的申请，不过每个省份新能源专利的申请数量却存在着显著性的差异，新能源专利数量排名前八位的全部为东部沿海地区，可见，东部的新能源技术发展水平整体较高，中部和西部则相对滞后。

（3）新能源专利结构图。

新能源专利结构包括类别结构和权属结构两类，对统计的新能源专利数据进行处理，得到我国新能源专利类别结构图和权属结构图（见图4、图5）。

由图4可知，1990—2007年，实用新型专利占专利总数的66.39%，发明专利占到33.17%。发明专利和实用新型专利每年的申请数量都在缓慢的增长，其中发明专利的数量在2007年达到了高峰，实用新型专利在2006年有下降的趋势，但在随后的两年专利数量增长速度明显加快。外观设计专利数量较少，仅占专利总数的0.44%，从1990—1997年，只有1993年外观设计专利数量有一件，其余年份为零。从1998年到2008年之间外观设计专利的数量才有了缓慢的增长，但是总体数量较发明和实用新型专利差距很大。由图5可以看出，新能源专利以非职务申请为主，共17676件，占专利总量的84.8%；职务申请共3167件，占申请总量的15.2。另外，非职务申请和职务申请的数量均呈现出增加的趋势，但是非职务申请的增长速度明显快于职务申请，导致两者的差距在逐渐增大。

3.2 新能源技术图分析

（1）新能源专利技术生命周期图。

在专利定量分析中最常用的方法之一是技术生命周期分析，它的研究对象可以是某件专利文献所代表的技术生命周期，也可以是某一技术领域整体生命周期，一般来说，专利技术遵循技术的引入期、发展期、成熟期和淘汰期四个阶段的周期性变化。本文采用计算技术生长率（v）、技术成熟系数（α）、技术衰老系数（β）和新技术特征系数（n）的值来测算专利技术生命周期，主要的统计参数如表1所示［8］。

根据表1计算公式计算技术生长率（v）、技术成熟系数（α）、技术衰老系数（β）和新技术特征系数（n），在此基础上绘制出新能源专利技术生命周期图（见图 6）。

从图6可知，技术生长率v从1995—2008年波动较大，从1995—1996年上升，然后持续两年的下降，从1998年开始缓慢上升，到2002年达到一个峰值后又开始下降，直到2005年开始上升，随后在2006年达到第二个峰值后又有所下降，表现出微弱的生产特性；技术成熟系数α总体上呈现上升的趋势，2000年达到高峰，2001年又有所下降，2002年以后开始增长，表明新能源专利技术尚未成熟。技术衰老系数β基本上呈现总体起伏中上升趋势，没有体现明显的技术衰老特征。新技术特征系数n的变化基本上和v的变化规律相同，表现出一定的新技术特征。因此，总体来看新能源专利技术正处于技术发展时期。

（2）新能源专利技术功效图。

根据新能源子领域核能、太阳能、潮汐能、风能、生物质能、地热能、氢能等专利数据进行分析整理，得到新能源专利技术功效类别图和新能源专利技术功效动向图（见图7、图8）。

由图7可知，太阳能的技术专利达16302件，占新能源技术专利总量的78.5%；风能技术专利达2919件，占新能源技术专利总量的14.1%；其余6种新能源的专利数量很少，仅占新能源技术专利总量的7.4%。可见，到目前为止我国对新能源的开发与利用都集中在太阳能与风能上，其它各种新能源尚未得到充分的开发。为进一步了解我国太阳能专利和风能专利技术领域，我们对太阳能专利和风能专利信息进行统计分析，其中，太阳能专利主要集中在太阳能光热利用和光电利用两个领域，其中，太阳能光热利用专利占太阳能利用专利数的 58.4%，主要为有关研发太阳能热发电和建筑用能方面的技术，包括供热水、采暖、空调制冷、强化自然通风等，而太阳能光电利用专利占太阳能利用专利数的40.2%，主要为有关研发太阳能电池和组件技术，包括太阳能充放电控制器、蓄电池、负荷等。风能专利主要集中在风力发动机、风力发动机的控制、特殊用途的风力发动机和零部件四个领域，其中，风力发动机的专利相对多一些，占总数的42.1%。

图8直观地反映各个新能源子领域专利的技术／功效发展趋势，可以看出，我国新能源专利数在各个领域均呈现逐年上升的趋势，其中，太阳能专利数自1997年之后呈现出快速上升的趋势；风能专利数则主要从2000年之后呈现出快速上升的趋势；核能、海洋能、地热能、氢能、生物质能和潮汐能专利数从2002年开始才有所上升，但幅度不是很大。可见，在未来几年内，太阳能和风能技术仍将保持快速发展的势头，并逐步在能源消费领域占据越来越重要的地位，核能、海洋能、地热能、氢能、生物质能和潮汐能开发技术发展潜力还很大，随着技术水平的逐步成熟，未来将在能源消费领域占据重要的份额。

4 结论

本文运用专利地图对我国新能源领域进行了实证分析，得到以下结论。

（1）从新能源专利发展动向图来看，我国新能源专利数量和新能源专利占能源专利比重在1990年到2008年均呈现出逐年增长的趋势，说明我国新能源开发利用技术不断成熟，在整个能源领域的重要性程度在不断加强，今后应继续加大对新能源领域的研发投入，同时重视对国外先进技术的引进，充分利用国外的失效专利。

（2）从新能源专利地区分布图来看，新能源专利主要集中在东部地区，中西部地区还相对落后，今后中西部地区应积极加强和东部地区的合作，同时可避开专利比较集中的太阳能和风能的领域，在其它几种新能源上进行研究和创新，进而开发新的市场份额，开拓新的技术领域。

（3）从新能源专利结构图来看，我国新能源领域专利类型结构主要以实用新型专利为主，虽然近几年来专利结构已经快速向发明专利和外观设计专利进行转移，但是专利的技术含量还不高，发明专利的比重相对较低，今后不仅应该注重新能源领域专利数量的提高，还必须从专利质量上进行推进，优化专利结构。我国新能源专利权属结构中，非职务申请占很大的比例，职务申请较少，这表明了企业并未认识到新能源对企业可持续发展的重要作用，同时也体现出了企业自身的技术水平较低，发明创造积极性不高。这对新能源的开发与利用产生了很大的阻碍作用。因此，国家应该制定相关政策措施，鼓励和引导企业积极参与新能源专利技术开发。

（4）从新能源专利技术生命周期图来看，我国新能源专利正处于发展阶段，各类专利的数量正在逐步上升。在现阶段技术逐步积累的基础上，还需要一定的政策支持来鼓励新能源技术专利的研发。例如，为了保护申请人的知识产权必须有充分完善的法律制度，否则会挫伤研发者的积极性，从而影响新能源专利的发明与创新。

（5）从我国新能源专利技术功效图来看，太阳能和风能都占了很大的比例，其中，太阳能专利数自1997年之后呈现出快速上升的趋势，风能专利数则主要从2000年之后呈现出快速上升的趋势，核能、海洋能、地热能、氢能、生物质能和潮汐能专利数从2002年开始才有所上升，说明我国太阳能、风能的能源利用技术已经取得了长足的发展，其余新能源技术开发力度还不大。因此，针对我国的实际情况，政府应该高度重视其它新能源的研究与开发，为其研发单位提供经济上和技术上的支持。

［1］ 刘博.我国新能源技术发展问题及对策［J］.辽宁工业大学学报（社会科学版），2009，（2）：30-33.

［2］ 肖英.我国新能源技术进步问题对策研究［J］.科技进步与对策，2008，（2）：82-85.

［3］汤天浩.新能源与可再生能源的关键技术与发展趋势［J］.电源技术应用，2007，（2）：60-64.

［4］ 罗智.新能源技术开发及应用［J］.锅炉制造，2004，（2）：51-53.

［5］ 肖国华，熊树明，张娴.专利地图设计制作及影响因素分析［J］.实践研究，2007，（3）：372-377.

［6］ 吴新银，刘平，戚昌文.专利地图制作及解析研究［J］.电子知识产权，2003，（11）：20-23.

［7］ Sun Yamei,Lu Yonglong,Wang Tieyu,et al.Pattern of patent-based environmental technology innovation in China［J］.Technological Forecasting and Social Change,2008,（7）:1032-1042.

［8］ 张娴，高利丹，唐川.专利地图分析方法及应用研究［J］.情报杂志，2007，（11）：22-25.

（责任编辑 谭果林）

Research on Patent Map in the Field of New Energy of China

Pan Xiongfeng， Zhang Weiwei， Shu Tao
（Department of Economics,Dalian University of Technology， Dalian 116024，China）

F204

A

高等学校博士学科点专项科研基金（200801411133）。

2009-11-30

潘雄锋（1980-），男，湖南浏阳人，管理学博士，讲师；研究方向：科技创新与区域经济发展。