我国垃圾处理行业专利数据分析*

陈新元

（福州墨尔本理工职业学院 信息工程系，福建 福州 350108）

1 引言

从行业政策、法规、动态、经济规模、供求关系、影响因素、企业年报、前景分析等数据中，往往可得窥行业态势；对这些数据进行分析，可发掘行业整体走向、短期行业热点等信息。其中专利作为知识产权的重要载体和表现形式，是目前最为常用的技术创新衡量指标，也是衡量行业态势的重要切入点[1]。

行业分析所选取的指标集及各指标权重应视具体情况具体分析[2-4]，以垃圾处理行业为例，该行业古已有之，但与其他技术成熟、稳定的传统行业不同的是，近来随着《关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》的颁布，以及相关政策法规制度的推进实施，垃圾分类和处理这一研究方向焕发了新春。垃圾分选机制，以及各类垃圾的差异化处理技术，如填埋、焚烧、堆肥等，重获了科研人员的注意力，故而本文尝试从专利角度看行业，利用专利申请、授权和经营的数据分析行业的技术含量，通过2000年至今该行业专利申请的时间和地域分布探讨行业的发展态势。

2 数据说明

本文使用数据来自国家知识产权局、中国知识产权网专利信息服务平台，以及日本、韩国、美国、英国、法国、瑞士、欧洲专利局及世界产权组织（下面简称七国两组织）公告/公开的专利，检索时间范围截止2019年8月，过程中交叉比对2019国际专利分类标准中涉及垃圾处理技术的相关分类，以及百度学术和谷歌学术上该领域论文的热点研究方向，选定了重点分析的专利分类，检索策略采取的是关键词和分类号相结合的方式，使用脚本实现专利的自动跟踪更新，检索结果转为XML格式数据，使用分布式MySQL集群存储及操作，并根据DKASR算法对结果进行排序、筛选[5]。

3 专利数据分析

3.1 整体趋势分析

最终检索到相关专利68750件，其中2000年1月至2019年8月53734件（之前数据有部分时间信息不明）；中国本土申请量为13886件，其中2000年1月至2019年8月13697件。从整体上看，垃圾处理相关专利呈现增长趋势，以近5年尤为明显，大致可分为萌芽期、成长期和蓬勃发展期3个阶段。（需要说明的是，由于专利从申请到公开存在时间间隔，且数据库更新往往滞后，故2017至2019年的专利申请数据不完整，对分析结果可能产生一定影响，后文不再赘述。）

⑴ 萌芽期（2000年至2010年）

这段时间相比世界上相对稳定的专利申请数（每年2000件上下），我国的申请数较少，每年仅数十件，整体产业意识尚未苏醒。

⑵ 成长期（2011年至2014年）

自从专利申请数首次突破500件，这几年间申请数稳步上升，与国际社会保持接近的增长比率，至2013年，年申请数已达到800多件。但由于新兴行业成熟度较低，投资进入不足，部分企业业务范围拓展太快以致资金链断裂而倒闭，行业反而出现了风声鹤唳的态势，2014年专利申请数有所下降。

⑶ 蓬勃发展期（2015年至今）

2015年起，借着“十二五”规划的东风，垃圾产业在短暂低迷之后，迎来了大幅上升的行业需求和发展机遇，专利申请数快速上升，增长率超出世界平均水平，2017年新增申请数占到全球申请量的50%以上，与《中国城市建设统计年鉴》（中华人民共和国住房和城乡建设部编）中的行业发展数据一致。另一方面，国际社会垃圾处理专利增长率相对较低有可能是因为只针对重要专利进行申请，很多技术作为商业机密不申请专利。

另外，垃圾处理相关专利的地域性较强，从统计数据来看，无论是国外在华的申请量，还是中国在海外的专利布局都非常少，故本文不作分析。

浙江、广东和江苏在专利申请中占据了前三，其总和超过国内专利申请数的40%；排名第4的是北京，但仅有江苏的一半不到。此外，以省为单位，与国外PROCTER & GAMBLE、MONSANTO TECHNOLOGY LLC、WHIRLPOOL CORPORATION这类的巨头相比，仍有相当大的差距。

3.2 我国专利分布

从图2可以看出，发明专利占比为46.57%，在全球范围内占12.08%（国内不同行业比较意义不大；部分国家没有实用新型专利，无法比较。）

从专利申请的公司分布来看（图3、图4），垃圾处理技术并未得到国内大企业/集团的重视，反而是苏州、安徽的一些专注于该行业的中小型企业更有优势。

从专利类别的分布（图5）来看，大部分专利为B类，即作业、运输类专利，占总数的70%以上；其次为F类，机械工程类和C类，化学、冶金类。从小类来看，B09B固体废物处理的相关专利最多，但涉及先进技术前沿研究的专利较少；B02C、B65F类似，前者基本都为破碎加工方案，后者则多与垃圾的包装、输送和贮存的材料、容器、载具相关，大部分专利技术含量较低；E03C涉及废水的户内管道装置，同理可忽略。

下文选取3个国际主流或前沿研究方向的相关专利分类具体分析，分别为：

⑴ 垃圾焚烧方向的工艺，如污染物质过滤、热分解、低位热值和余热利用等，分类F23G；

⑵ 垃圾填埋方向的渗透膜或覆盖材料的防渗技术，分类C02F；

⑶以及垃圾生化处理方向的专利技术，如动态高温分解、生物降解等，分类B09B和C05F，前一分类关注固体废物的处理，后者偏重化学、冶金方向。

4 前沿专利分析

4.1 F23G

经筛选后分为传统的焚烧研究方向和近年新兴的热分解方向，自2000年至今的专利申请情况，以及与七国两组织中其他国家的申请数对比如图6。

图6中可以看出，由于我国在传统垃圾焚烧领域的专利工作起步较晚，因而更多的是借鉴国外的先进技术，即便是在国外相关专利申请的高峰期（2015年至2018年），我国的相关申请数也维持在较低水平上，每年不过数10件；而相应较新的垃圾热分解研究方向，我国则走在了前列，自2014年起，每年的专利申请数都在三位数以上，2016年甚至超过了500件，是同年焚烧专利申请数的12.31倍，相比世界上其他国家也毫不逊色，2016年至今专利申请数都超过七国两组织中其他国家申请数的总和，说明我国在垃圾热分解这一新兴技术领域的研究上走得早，也走得快。

从专利类型上看，我国垃圾热分解方向的发明专利和实用新型专利基本持平，专利略胜出，两者平衡发展，垃圾焚烧方向则以实用新型专利为主，与国际趋势一致。从地域角度分析，传统的垃圾焚烧专利多集中在江苏、浙江等地区，而新兴的热分解专利则以北京、广东这样的技术密集地区为领头羊，这两个地区的专利申请数合计超过总数的1/3（图7），其中北京神雾科技集团和神源环保有限公司这两家关系密切的企业申请的专利数最多，超过300件。

但值得注意的是，尽管从专利申请数这一单一指标上看形势大好，但授权情况和运营情况却有待进一步观察，无论焚烧专利还是热分解专利，授权比例都不到50%，转让、质押和许可的专利比例更低，焚烧专利仅为11.23%，热分解专利稍高，但也仅达到13.81%，低于国际平均水平。

4.2 C02F

主要涉及垃圾填埋的渗透膜或覆盖材料的防渗技术，该类专利的技术含量较高，对过往技术积累有一定要求，我国目前尚在摸索阶段，近年的年均申请数不超过10件，相比国际上年均百余件的申请数，有待国家、地方和行业的进一步投入和关注。另一方面，研究主要集中在北京、广东、浙江等地，专利申请主体多为高校，如浙江大学、华南理工大学等，且专利投入使用的比例相对较低。目前世界上该类专利主要集中在美国和日本等发达国家，且大多为大型集团，如宝洁公司、MCALISTER TECHNOLOGIES， LLC、FUJIFILM CORP所垄断。

4.3 B09B和C05F

利用生化技术如动态高温分解、生物降解等进行垃圾处理，该类专利技术涉及多个分类，最常见的是B09B和C05F，因这两个分类同时涉及到传统的垃圾处理方案，故使用正则表达式初筛，人工复审筛选。

这是一个新近出现的研究方向，我国自2011年起该类专利申请数突破两位数，目前年申请数稳定在30～50件之间，其中约4成涉及到核心技术的研究；国际上也呈现稳定发展的态度，年申请数在200～350件之间，但其中超过7成是利用已有技术对整体解决方案进行改进。换言之，我国在该领域的每年有效（涉及新的核心技术的研究）专利申请数占到世界上新增专利申请数的12%～20%之间。从地域分布来看，我国的研究基地主要集中在广东、江苏、浙江、北京等地；国际上则以日本为目前的研究中心，几乎占去了该类研究1/2的专利申请量，且集中在KURITA WATER IND LTD、EBARA CORP、KUBOTA KK、MITSUBISHI HEAVY IND LTD等公司，我国与之相比，还有一定距离。

5 结论

从整体上看，我国近年的垃圾处理行业发展迅猛，部分前沿研究方向的发展在我国一些技术密集地区的带领下形势喜人，专利申请数与世界上其他发达国家相比毫不逊色，发明专利/实用新型专利的比例结构也较合理。但是，目前仍不能盲目乐观，与发达国家相比，我国在该行业缺少底蕴和积累，部分专利研究由于起步晚，隐隐受到压制，且专利投入实际运用的比例有待提高。希望将来垃圾处理行业的发展能进一步提速、提质，早日解决这一密切关乎国计民生的问题。

综合上述专利分析及现状，提出2点建议：

⑴ 国外专利布局作为近年的热点话题，但现实中却未得以开展，尝试加强到其他国家进行专利布局，并建立专利预警分析机制，这或许有助于提升专利风险防控能力；

⑵ 鉴于专利投入使用的比例有待提高，在专利申请数稳定增长的同时，加强对专利申请质量的把控，集中力量申请含金量高的发明专利，或许对提升企业或组织的竞争力有所帮助。