中国与发达国家绿色制氢产业专利质量对比研究

李丹枫

(中国科学院大学 公共政策与管理学院， 北京 100049)

“绿色技术与创新”已成为各国经济复苏和能源转型的热点，尤其是氢能技术成为各国在“绿色技术”领域竞争的制高点。氢能具有来源丰富、使用过程清洁及能量密度大等优势，其技术研究与产业发展受到各国重视。

氢是典型的二次能源，自然界中游离态的氢气十分稀少，氢气需要通过其他能源制取所得。世界能源理事会依据氢气制备的清洁度，将氢气分为“灰氢”“蓝氢”“绿氢”。“绿氢”指由可再生能源制氢，可实现制氢全过程清洁，为氢能的终端应用深度脱碳奠定基础[1]；“灰氢”和“蓝氢”都无法从根本上摆脱碳基能源，实现彻底的零排放。 “绿氢”技术的发展态势，直接决定了氢能产业能否帮助世界各国实现脱碳目标。

从2016年《巴黎协定》签订到2021年，有超过127个国家和地区提出了碳中和目标[2]。降低碳排放已逐渐成为全球大规模部署氢能的最重要驱动力。绿色制氢(以下简称绿氢)是未来零排放能源系统的关键技术。这对中国实现“双碳目标”具有重要意义。中国承诺在2030年之前达到二氧化碳排放峰值，在2060年之前实现碳中和[3]。作为主要的能源消费国，2020年中国碳排放量占全球碳排放总量的30.7%[4]。为了在2060年前实现中国的碳中和承诺，预计中国的氢气需求将增加约3倍，达到1.3亿t，在终端能源系统占比20%[5]。因此，对于中国及全球绿色制氢技术发展态势的研究至关重要。

针对绿氢专利的已有研究大多限于使用宏观数据(如绿氢领域专利数量)来分析氢能领域的技术水平,关于研发质量差距方面的研究则不多。近10年来，绿氢领域的专利申请数量迅速增长，其中45.7%来自中国[6]。虽然从数量上，中国的绿氢专利占据了明显优势，但仅以专利数量衡量创新水平是不够完善的[7]。本文对中外绿氢专利研发质量方面的差异以及影响专利质量的因素进行详细的分析，探究导致技术差异的原因。并对不同技术领域、不同专利来源地的绿氢专利质量进行了深入的比较与分析，从而使政府可以根据不同研发实体、不同技术领域的研发质量水平,更有针对性地推行研发资助、应用补贴等氢能产业政策,并为合理布局氢能战略、提升产业科技竞争力提出政策建议。

1 基于专利存续期的专利质量测度研究

近年来，对专利质量的评估开始逐渐用于衡量技术发展态势和不同研究实体的创新能力，改变了从前只片面地计算专利数量的评估方法。

专利存续期主要是通过计算专利的经济收益来从价值角度衡量专利的质量水平[8]。在专利被授权之后，专利权人往往会权衡专利所带来的收益和为维持专利权需要缴纳的年费两者孰高孰低。当专利的预期收益低于专利年费时，专利权人会选择放弃支付年费，专利则失效。由此可见，专利给专利权人所带来的收益高低直接决定了专利生存时间的长短。因此,专利生存时间的长度可以反映出专利中所包含的质量, 即专利存续时间越长，专利质量往往越高[7，9-10]。最早针对专利存续期进行探讨的是Nordhaus[11]。Pakes和Schankerman[12]则首次将专利存续期数据应用于评估专利的价值，并基于专利存续信息开发出专利价值判断模型。Mohd、Pritama、和Ruchi[13]利用专利存续期信息及生存分析模型计算了印度专利的价值。对专利存续期影响因素的分析，往往与专利权人的特征紧密相关。Grönqvist[14]和Bessen[15]计算了专利的货币价值并综合考虑了专利及专利权人的国别、技术领域、时间等不同特征与专利质量的相关关系。Schankerman[16]和Lanjouw[17]分别针对德国与法国专利，研究了专利权人的学科类别和国籍对专利质量的影响，探讨了不同影响因素对于专利质量的影响，丰富了专利存续期研究理论和方法。近年来，由于新能源技术备受瞩目，相关技术与产业发展迅速。为评估新能源产业的创新能力与技术发展态势，部分学者开始研究新能源领域的专利质量。Zhang、Duan、Wang等[18]利用专利期数据，比较了中国、美国、日本和欧洲国家可再生能源和化石能源领域的专利价值。张古鹏等[19]分析了中国风能和太阳能专利的质量，并通过生存分析模型对专利质量的影响因素进行了回归分析。以上研究主要针对专利权已经终止的专利。作为新兴技术，大量绿色制氢专利的专利权尚未终止。因此，要对绿色制氢专利价值进行分析还需要考虑存续期未终止的专利的特征。因此，充分考虑绿色制氢专利的特点，本文不仅针对已失效专利的生存期进行分析，还将未失效专利也纳入了本文的分析样本之中，更全面完善地比较了专利质量。

2 数据与方法

2.1 样本与数据

绿色制氢领域的专利包括“电解水制氢”“光电分解水制氢”“光催化分解水制氢”“生物制氢”“风电制氢”等领域。由于目前氢能技术研发和应用较受重视的市场主要为美国、日本、韩国、欧洲和中国[6]。因此，本文通过智慧芽(PatSnap)全球专利数据库进行检索，获取了2011年1月1日至2021年7月31日，中国、美国、欧洲、韩国、日本5地专利局受理的专利数据。参照郑征2021年针对绿色制氢专利的研究[6],设置专利检索式为：(TA:(“hydrogen generat*” or “hydrogen product*” or “product* hydrogen” or “generat* hydrogen” or “H2generat*” or “H2product*”or “product* H2” or “generat* H2” or “prepare* hydrogen ” or “prepare H2” or “制氢” or “产氢” or “氢气制备” or “制备氢气”) AND TA:(“electroly* water” or “water electroly*” or “water split*” or “water decompos*” or “split* water” or “decompos* water” or “photoly* water” or “water photoly*”or “photocataly* water” or “photochem* water” or “electroly* H2O” or “H2O electroly*” or “H2O split*” or “H2O decompos*” or “split* H2O” or “decompos* H2O” or “photoly* H2O” or “H2O photoly*” or “photocataly* H2O” or “photochem* H2O” or “wind power ” or “wind energy” or “wind electric*” or biomass or “电解水” or “分解水” or “水分解” or “光电解” or “光催化” or “光电催化” or “风电制氢” or “生物” or “电化学”))OR IPC:(C01B3)。(1)检索式中TA表示Title。随后对结果进行人工筛选，剔除了不相关的专利后，最终获得在中国的国家知识产权局(CNIPA)、美国专利局(USPTO)、欧洲专利局(EPO)、韩国知识产权局(KIPO)以及日本专利局(JPO)5个机构申请的绿色制氢专利共155 745项。

首先对检索所得专利按申请年份进行统计，如图1所示。

由图1可知，绿氢专利申请数量从2011年开始逐年递增，其中，中国的专利申请量占比最多，其次为日本。专利申请最多的年份为2018年，由于2018年之后申请的专利未能全部录入到数据库中，故专利数量后续呈现下降趋势。

图1 近10年5个专利局绿色制氢专利受理数量变化趋势

通过Python语言将专利数据导入MySQL数据库中，以方便对专利进行统计分析。数据库中详细记录了每一项专利的申请日、授权日、IPC分类号、引用文献数量、法律状态、专利权人国籍、同族专利数量、申请号等信息。其中已经失效专利共36 802项，处于有效期的专利共87 459项。另外，处于审查阶段的专利共有31 484项，约占总样本量的20.2%。由于处于审查阶段的专利还未被正式授权，不能确定期有效期限，因此这部分样本予以剔除。最终，选取的样本数量为124 261项(总计-审中)，见表1。

表1 5个专利局绿色制氢专利受理数据统计

从各国专利的占比来看，中国知识产权局受理的专利数量最多，约为54.8%，超过了其余4地专利局数量的总和。说明中国是目前最受专利权人重视的绿色制氢技术应用市场。

将最终选取的样本按照专利申请人地址确定专利来源地，并按照专利来源地进行分类，如图2所示。

图2 不同来源地绿氢专利数量统计

从图2中可以清楚地看到，来自中国各类研究实体的绿氢专利在数量上有着显著优势，占比高达46%。

由于是针对特定领域的专利进行分析，因此有必要进一步对专利所属的技术领域的分布状况进行统计，以确定需要重点关注的技术领域。专利具体分布情况如图3所示。

从图3中可以看出，大部分专利集中于材料冶金领域(Mater_m17)，占总样本比例为60.59%。其余专利数量较为集中的领域依次为化学工程(Chem_e18，占比11.74%)、电子机械设备与电能(Elec1，占比7.08%)、环境技术(Enviro22，占比3.88%)、表面涂层技术(Surface16，占比3.32%)以及化工汽油产业和基础材料化学领域(Chem_p15，占比3.08%)，其他领域的专利数量较少。

图3 5个专利局不同技术领域绿氢专利数量分布

2.2 因变量与自变量

计算专利存续期的方法主要有两种，一种是从专利申请日开始计算，到专利失效期截止，另一种是从专利授权日开始计算，到专利失效期截止。按照Liu等的研究结果[20]，选择从授权日开始计算为更佳，即从专利授权日至专利失效日之间的时长为专利的存续期。

多年来，不同的学者利用对影响专利质量的众多因素进行了分析。参考以往的研究，本文主要考虑的影响因素包括：IPC(IPC，International Patent Classification)分类号数量[21-27]、同族专利数量[21，23-25，28-29]、专利引用数[21，33，28]、专利权人国籍[13-16，26，30]、专利申请年份[22，26-28]、专利所属技术领域[11-12，25，28-29，32-34]、专利诉讼案件数量[27，35-36]。各变量的具体定义见表2。

表2 变量说明

首先对自变量的相关性进行考察，并绘制自变量相关系数矩阵，如图4所示。

从图4可以看出，自变量之间的相关性较高，尤其集中于不同专利来源国家或地区、专利申请年份之间。细分技术领域中的材料冶金领域(Mater_m17)与其他变量相关程度也较高。以上几类自变量出现较明显的相关性，在专利数据分析中是较为常见的，例如：较长时间段内，不同年份的专利申请量会受相同的市场、政策等环境因素的影响；同一个研发单位的同一类型的技术往往也会在不同国家或地区申请专利授权；同一产业链且不同技术领域的专利往往也是相互关联的。

图4 自变量相关系数矩阵

2.3 Cox比例风险模型

专利的法律状态包括授权、无效、驳回、中止等。授权可以视作专利的“诞生”，无效相当于专利的“死亡”，专利的存续期则相当于专利的“生存期”，可以作为生存数据来处理。因此，选择生存分析模型来进行分析。常用的生存分析模型有Kaplan-Meier survival estimate、Cox模型等。Kaplan-Meier survival estimate适用于单变量和分类变量分析。Cox提出的半参数Cox比例风险回归模型[37]，可用于连续变量及多变量分析。由于专利的法律状态多种多样且处于持续变化中，无论何时采集专利数据，总存在一部分尚未观察到结局的删失数据。同时，由于近年来中国绿氢专利增长迅速，大量的专利仍处于有效期中，无法观测到结局。而Cox模型不但可以用于生存时长和多种影响因素的分析，而且对基准生存分布没有特殊要求，能够对删失数据进行处理，与绿氢专利数据特征及研究目的十分吻合。因此，选择Cox模型对专利存续期及其影响因素进行分析。

通过Cox比例风险模型，可以计算出特定时间内特定事件的风险率，即自变量对风险率的影响。将专利首次得到授权作为特定时间，专利的生存时间为专利授权日到专利失效日之间的天数，生存风险函数为

(1)

式中：h(t,x)为在t时刻专利失效的风险率；x=(xi,…xn)受T(生存时间)影响，最终决定了h(t,x)。Cox模型最终可以用式(2)表示为

h(t,xi)=h0(t)exp(βnxi)

(2)

式中：xi表示收集的样本中的某一条专利；h(t,xi)为关于时间t的风险函数；h0(t)为变量为0的基准风险函数，最终形成绿色制氢专利的Cox回归模型为

h(t,xi)=h0(t)exp(βIPC_NOxIPC_NO+

βFamsxFams+…+βCivil30xmCivil30)

(3)

式中：xIPC_NO,xFams，…，xmCivil30为表2中所定义的影响因素；βIPC_NO，βFams，…，βCivil30为各影响因素的回归系数，截距项包括在h0(t)的基准风险函数中。

当β为正时，表明该影响因素会提升专利中止的风险率；当β为负时，该影响因素会降低专利中止的风险率；当β为0时，该影响因素对专利中止的风险率没有影响。参照以往的研究，在结果报告中，将风险率(Hazard Ration=eβ)与1比较，确定自变量的影响程度。

3 实证结果

3.1 各专利申请地区不同专利来源国绿氢专利生存曲线对比

首先对各个专利申请地区不同来源地的专利绘制了Cox生存曲线。对于不同市场中，来自不同国家专利的生存率进行对比分析。图5(a)～图5(e)分别展示了各国在中国、美国、欧洲地区、韩国及日本申请的专利生存曲线，图5(f)为各国的专利生存率总体对比。图中横轴均为生存天数，纵轴为专利生存率，即指专利生存期超过时间t的概率。

图5 各地区不同来源国绿氢专利生存曲线对比

从在中国申请的绿氢专利生存曲线对比图[图5(a)]来看，近10年来，来源于中国专利所有权人的专利生存率明显低于来源于其他国家或地区。可以理解为，中国地区且来源于中国的绿氢专利虽然数量最多，但专利质量要低于来源于其他国家或地区的专利，且差距十分明显。

从在美国申请的绿氢专利生存曲线对比图[图5(b)]来看，在该地区申请的中国专利生存率有了明显提升，达到甚至高于平均水平。在1 000～2 000 d区间中，来源于中国的专利生存率最高，此后也保持在平均水平左右，与来源于其他国家或地区的专利质量并不存在明显差距。而在美国本土申请且来源于美国的专利，其生存率却处于偏低的位置。

从在欧洲地区申请的绿氢专利生存曲线对比图[图5(c)]来看，在欧洲地区申请的中国专利质量依然保持了平均水平，在2 000～3 000 d的区间中，中国专利质量明显高于来源于其他国家或地区的专利。而来源于欧洲地区的专利质量处于偏低的位置。

从在韩国申请的绿氢专利生存曲线对比图[图5(d)]来看，在韩国地区申请的中国绿色制氢专利质量持续表现较好。在2 000～3 000 d的区间中，中国专利的生存率明显高于来源于其他国家或地区的专利。同样，在韩国本土申请的韩国专利质量偏低。

对比分析在日本市场申请的绿氢专利生存曲线[图5(e)]，且在1 000 d以后的区间，中国专利的生存率显著高于源自其他国家的专利。在日本申请的中国专利在大部分生存时段持续保持着较高的生存率，专利质量优势明显。

来源于各国的绿氢专利[图5(f)]，来源于中国的专利质量最低，与其他国家或地区的专利相比专利质量差距十分明显。综合图5(a)和图5(f)来看，来源于中国的专利由于在海外申请专利数量较少，虽然在海外市场专利质量较好，但整体质量仍然差距巨大，专利质量的差距主要来源于在中国本土申请的专利。结合绿氢专利数量的统计数据分析(图3)，虽然来源于中国的专利数量上优势明显，但专利质量却差距甚远。相比较于传统以宏观数量来评估氢能技术发展水平的方法，得出了截然相反的结论。

3.2 回归分析结果

利用Cox模型对各个自变量进行多因素分析。在多因素分析结果表(表3)中，HR(Hazard Ration)指某因素对应的专利生存风险率：HR≥1代表生存风险增加，即该因素对专利存续时长产生了负面影响；HR≤1代表专利生存风险下降，即该因素对专利存续时长产生了正面影响；HR=1代表专利生存风险率不变，该因素对专利存续时长没有影响。

表3 Cox多因素分析结果

Likelihood ration test、Wald test以及Score(log rank)test 3个整体测试的P值均显著，表明该模型整体具有统计学意义。

1)各地区不同来源地专利质量结果。从在中国申请的专利分析结果中可以看出，只有来源于中国的专利生存风险率大于1，且明显高于来源于其他国家的专利，其生存风险率高出了近2倍。来源于韩国和日本的专利生存风险分别为0.64和0.67，显著低于其他专利；其次为来源于欧洲和美国的专利，其生存风险率分别为0.76和0.83，均小于1；从在美国申请的专利结果中可以看出，与在中国的结果截然相反的是：在美国申请的绿氢专利中，来源于中国的专利生存风险率最低，仅为0.55,相比在中国本土申请的专利(HR=1.89)风险率出现了显著降低。在美国市场申请的源于中国的专利质量明显高于在中国本土申请的专利，并且是在美国申请的专利中质量最高的；在欧洲申请的绿氢专利中，来源于中国的专利质量也明显高于在中国本土申请的中国专利。在欧洲本土申请的来源于欧洲的专利生存风险明显高于在海外其他地区申请的专利；在韩国申请的专利中，来源于韩国本土的绿氢专利生存风险率最高，源于中国的专利生存风险率依然保持了较低水平，专利质量最好；从在日本申请的绿氢专利分析结果来看，源于中国的专利生存风险率最低，仅为0.28，在日本市场申请的中国专利质量优势明显。

2)中国与不同地区各技术领域绿氢专利分析结果对比。从专利所属技术领域的结果来看，在中国申请的专利中，4.信息技术(Info4，HR=1.31)、9.核工程(HR=1.71)、14.农业与食品化学(HR=1.13)、24.发动机、泵和涡轮机(Nuc9，HR=1.16)、25.热处理过程与装置(Thermal25，HR=1.12)以及26.机械元件(Mech26，HR=1.41)的结果都大于1，明显低于其余国家相应领域专利的质量。中国与美国、欧洲、日本及欧洲在绿氢领域专利质量差距主要来源于以上这些技术领域。

另外，中国(CNIPA)光学领域(Opt6)的专利生存风险最低，仅为0.33；在美国的结果中，生存风险率最低的技术领域为核工程(Nuc9, HR=0.55),生存风险率最高的技术领域为电子通信领域(Tel3，HR=2.62)；相对来看，在欧洲(EPO)申请的专利中，交通(Trans27, HR=0.16)和空间技术(Space28, HR=0.23)两个领域的专利风险率最低，这也是氢能技术应用较广泛的两个领域，生物技术(Biotech13, HR=2.19)领域专利生存风险率最高；与中国一样，在韩国(KIPO)申请的专利中，光学领域(Opt6，HR=0.07)是的绿氢专利是各专利技术领域的专利中生存风险最低的。另外，属于生物技术(Biotech13, HR=0.14)、核工程(Nuc9，HR=0.17)以及大分子化学和聚合物(Macro11，HR=10.2)这几个细分技术领域的专利生存风险率也较低；与欧洲地区和韩国分析结果相反的是，日本(JPO)属于交通(Trans27)技术领域的专利生存风险率最高，HR值为1.28，该地区专利所属技术领域中生存风险较低的为空间技术(Space28, HR=0)和生物技术(Biotech13, HR=0.39)。

目前专利数量较为集中的材料冶金领域(17.Materials, metallurgy)、化学工程(18.Chemical engineering)、电子机械设备与电能(1.Electrical machinery and apparatus, electrical energy)、环境技术(22.Environmental technology)、表面涂层技术(16.Surface technology, coating)以及化工汽油产业和基础材料化学领域在各地区的专利质量均高于其他领域的专利。这几个领域不但绿氢专利数量最多，而且与氢能产业链各个环节息息相关。

3)其他影响因素分析结果对比。总体来看，IPC分类号数量和同族专利数量对专利生存风险率有非常轻微的正向影响，专利引用数为轻微负面影响。专利所涉及的诉讼案件数量对中国、美国申请的绿色制氢专利生存风险率有较为明显的正面影响，对日本申请的专利有轻微的负面影响。

4 结果讨论

通过对不同地区的不同来源国的绿色制氢专利生存曲线结果进行比对，结合Cox模型分析结果，得到如下研究发现：

1)与来源于其他国家和地区的绿色制氢专利相比，来源于中国的专利数量最多，但专利质量最低，且差距十分明显。但源自中国的绿色制氢专利数量有着绝对优势的同时，专利质量却与其他国家专利有着显著的差距。

导致如此差距的原因主要有两方面：一是从前端专利申请来看，结合图5(a)和图5(f)可以明显看出，主要是中国本土申请的专利导致了源自中国的专利整体质量出现明显的下降。近10年来中国政府不断出台政策鼓励和推动氢能技术和产业的发展，受其影响，大量的资本和企业涌入氢能行业，推动了技术的迅速发展。但大量的研发和产业激励政策的出台也导致了低质量专利泛滥[31]。当以专利数量作为研究资助或企业补贴的考核标准时，在评估完成后，研究机构及企业不再有动力继续支付年费为低质量专利续期，没有市场应用价值的专利往往就自动失效了。二是从“绿氢”技术后端应用来看，从2006年开始，中国就提出将“氢能及燃料电池技术”作为未来能源技术发展方向之一[38]随后从中央到地方不断推出了大量氢能政策，并将可再生能源制氢等“绿氢”制备技术作为制氢领域的重点发展方向。直至2020年12月，国务院在《新时代的中国能源发展》中，依旧提及要加速发展“绿氢制取”等产业链技术装备[39]。但中国有着丰富的煤炭资源及副产氢气，市场应用主要为成本更低的煤制氢(9～11元/kg)和工业副产氢气(10～16元/kg)，成本为30～40元的电解水制氢只占制氢量的1%[40-42]。因此，近10年来绿色制氢专利数量虽然随着政策的推动迅速增长，但由于成本过高而一直难以实现市场应用以及获得经济收益，导致专利权人缺乏动力维持专利。

要从根本上提高专利质量，推动“绿氢”技术的发展，关键在于实现技术在市场中的应用和盈利。①为鼓励研发高质量“绿氢”专利，应着重针对已经实现专利技术转让或已在企业应用的专利成果施行奖励政策，避免出现为完成任务申请专利，领取奖励或补贴后即放弃续费的现象。②应将低成本“绿氢”技术作为下阶段重点资助的研发方向。成本过高，始终是制约绿色制氢技术实现市场应用的瓶颈。只有通过技术创新降低“绿氢”技术成本，提升技术的市场竞争力，才能实现“绿氢”技术发展的良性循环。

2)中国在本土申请的绿色制氢专利质量明显低于在海外申请专利的质量。中国在本土申请的专利相较于其在海外申请的专利质量明显偏低。在源自美国、欧洲、韩国和日本的专利中，也观察到了类似的现象。但海外申请的专利质量偏低这一特点在中国专利中表现得尤为突出。究其原因有3点：①在本土申请专利的实体较多，技术水平参差不齐，而在海外申请专利的实体往往实力较强，技术水平相对较高。以中国在海外市场申请的专利为例，通过仔细对照专利权人信息发现，在海外拥有“绿氢”专利数量多的中国机构为清华大学(373项)，其次分别为中国石油化工股份有限公司(145项)、中国科学院大连化学物理研究所(98项)、贝特瑞新材料集团股份有限公司(由中国宝安集团控股，64项)等，均为研发实力较强的中国知名的大学、研究所或者国企，其申请的专利质量较好。②企业在海外申请专利保护主要是为了在目标市场防范技术模仿风险[43]。企业申请海外专利要克服远距离[44-45]和更高的专利申请成本[46]等不利因素。因此，相比较在本土申请专利，企业会更为慎重地选择必需的专利来提交申请海外专利保护。这类专利往往是企业海外市场开拓战略布局的关键技术点，对于专利权人较为重要，因此也更倾向于延续海外专利的有效期。③不同国家专利制度的特点影响着申请人的行为。在比较了中外申请人在中国市场的平均专利申请和审查时长后，Tong等指出，中国申请人能更快被授予专利[47]。中国的专利申请门槛低于其他发达国家[48]。此外，在海外市场上的专利申请和审查过程也更加严格和昂贵。尤其是EPO的授权率或索赔授权率是最低的[48]。EPO收取专利验证费，增加了申请人的成本负担[49]。更高的专利续期费用、额外的验证费用和翻译成本明显降低了海外专利申请率[50]。因此，对于大多数中国专利人，特别是研发和经济能力相对较弱的组织，选择中国而不是海外市场申请专利是合理的。

针对中国本土与海外绿色制氢专利质量差距明显的问题，首先应该加强中国专利机构的审查力度，提升专利审查人员的专业度。其次，中国政府在针对用氢终端进行补贴时应根据其使用的氢气类型区别对待，建议政府对使用绿氢的氢能车辆和加氢站给予额外的补贴，推动绿氢技术的发展，增加专利权人的经济收益，通过市场给与各研发实体进行技术创新和技术保护的动力，实现本土绿色制氢专利质量的提升。另外，也应考虑着重资助在海外具有市场开拓能力的研究实体进行技术研发。

3)光学领域是中国政府发展绿氢技术应当首要关注的重点方向。从细分技术领域分析结果来看，各个国家或地区制氢技术发展的侧重点各不相同。中国光学领域的制氢专利质量最好；在美国市场申请的专利中，核能制氢专利质量最高；韩国市场中光学领域、生物制氢、核能制氢以及制氢相关的大分子聚合物材料等技术均发展较好；日本和欧洲市场中则出现了明显的分化，在日本申请的生物制氢技术相关专利质量较好，但在欧洲申请的专利则表现欠佳。从总体来看，光学领域的专利质量表现最为稳定，其次为核能制氢与生物制氢技术。

从不同技术领域的专利数量分布来看，光学领域目前专利数量少。原因在于，目前按照中国市场的制氢现状和价格水平核算，光学领域较为成熟的光伏制氢成本超过了40元/kg，居各类制氢方式成本之首[42]。虽然光学领域制氢技术由于成本过高，离市场应用较远，但处于战略性地位的专利，尽管短期没有实现商业应用，对专利权人依然意味着巨大的潜在经济价值[51]。因此，虽然该领域目前带来的经济收益较少，各研究实体仍然注重维持该领域的专利权。光学领域相关的绿氢技术应该成为未来中国政府和各研究机构在制氢领域进行专利战略布局的重点方向。

5 结论与建议

本文首次将专利质量分析引入氢能领域，利用Cox PH模型对绿色制氢专利质量及其影响因素进行了分析，并对不同专利申请地区的不同来源国的专利生存曲线进行了比对与分析。研究发现，虽然中国绿氢专利在数量上有着显著优势，但与发达国家相比，中国的绿氢专利质量有着显著的差距。相较于以往只通过宏观数量对比来评估技术发展态势的传统分析方法，更客观地揭示了绿氢技术的发展现状。通过研究证实，由于能更全面地处理仍处于存续期内的专利，Cox PH 模型尤其适用于分析新兴技术领域的专利质量。

研究发现，中国绿氢领域的专利质量远远低于其他国家或地区的专利。源自中国并在中国申请的专利的质量，也明显低于源自中国但在海外市场申请的专利质量。因此，中国专利机构应加强对中国专利的审查，提高专利审查的专业水平。中国政府应针对实现技术转让或用于企业的专利提供授予或补贴。建议着重对具有开拓海外市场能力的研究机构和企业提供补贴。此外，应将降低绿氢成本作为下一步研发工作的重点。

中国与其他发达国家在绿氢专利质量方面的巨大差距来主要来自信息技术、核工程、农业和食品化学、发动机、泵和涡轮机、热处理过程与装置和机械元件领域的专利。为了缩小差距，中国政府应注重提升这些领域的绿氢专利质量。中国地区光学领域的绿色氢专利质量最高，应将光学领域作为未来绿氢技术和产业布局的重点方向。

虽然专利申请年份之间以及不同技术领域之间出现共线性问题是较为常见的现象。对分析专利数据进行分析时，如何调整研究方法以尽量剔除共线性问题对研究结果的影响，可以作为下一步探究的问题。