海洋波浪能領域國際專利競爭態勢分析

〔摘要〕為了解海洋波浪能國際專利布局現狀，本文在檢索查閱、歸納分析原始專利文獻的基礎上，對海洋波浪能國際專利申請（公開）趨勢、國家分布、主要專利權人及重點技術領域等方面做了全面的剖析，從中可了解技術領先國家，重點公司及其技術，以期對我國海洋波浪能的研發機構、企業有所啟發，以對我國海洋波浪能的發展有所幫助。

〔關鍵詞〕海洋；波浪能；國際專利；專利分析

DOI：10.3969／j.issn.1008－0821.2011.09.003

〔中圖分類號〕G306 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008－0821（2011）09－0014－04

收稿日期：2011－07－27

基金項目：本文系青島市知識產權局公共領域科技支撐計劃項目《藍色經濟主導產業之海洋新能源專利分析》（項目編號：09Z-06）部分研究成果。

作者簡介：譚思明（1962－），男，所長，副研究員，碩士生導師，研究方向：專利分析，情報研究，發表論文數篇，出版著作1本。

International Patent Analysis for Ocean Wave Energy

Tan Siming Qin Honghua Zhao Xia Zhang Zhuoqun Zhu Yanxiong Shu Feitao

（Qingdao Institute of Scientific Technical Information，Qingdao 266003，China）

〔Abstract〕In order to find out the status of the layout of international patents on ocean wave energy，through summarizing and analyzing the original patent documents，the profile of international patents on ocean wave energy is analyzed from aspects of trends of application and disclosure，patent distribution，major patenteand technology field.The results of patent analysis show the technology leadingcountries，focus of the company and its technology.Patent analysis results are hoped to be useful to our ocean wave energy research and development institutions，and to inspire our businesses.

〔Key words〕oceanwave energyinternational patentpatent analysis

海洋波浪能是一種取之不竭的可再生清潔能源。波浪發電是波浪能利用的主要方式，即通過波浪能裝置將波浪的能量轉換為機械的、氣壓的或液壓的能量，然后通過傳動機構、氣輪機、水輪機或油壓馬達驅動發電機發電。目前全球已經提出了超過4 000多種波浪能轉換技術［1］，但是波浪能發電研究一直沒有革命性的突破。到目前為止，還沒有一種發電方法被廣泛應用和推廣，世界各國對波浪能的開發還是無法形成大規模的商業開發［2］，海浪能的利用仍然落后于風能和潮汐能的利用。

1 專利總體趨勢概況至2010年8月11日統計，已公開的海洋波浪能國際專利共計2 433件（含同族專利）。經對專利總體趨勢的分析，發現申請趨勢和公開趨勢是一致的，公開趨勢稍滯后于申請趨勢，首次申請是從1974年開始的，首次公開在1975年。以海洋波浪能國際專利公開趨勢看，國際海洋波浪能的開發經歷了4個階段：

1.1 第一個快速增長期（也叫實驗室階段，20世紀70年代）

1975－1981年為海洋波浪能專利的第一個快速增長期，從1975年的1件迅速增長到1981年的148件。此源于20世紀70年代的世界石油危機，世界海洋國家紛紛把目光轉向海洋，不斷投入大量資金人力開展波浪能開發利用研究［3］，該時段為波能裝置的理論研究和實驗室研究階段，對應專利技術的萌芽期。

1.2 下滑期（也叫海況實驗階段，20世紀80年代）1981－1993年為海洋波浪能專利的下滑期。從1981年起，不管是專利申請還是專利公開均開始出現明顯的下滑趨勢，期間持續10年有余，直至1993年止。在經過20世紀70年代的理論研究和實驗室研究后［4］，該時段主要進行的是波能裝置的海況試驗及應用示范研究，為理論向應用的轉化期，與之對應的專利申請量和公開量均較少，出現下滑趨勢。

1.3 平穩增長期（也叫實際應用階段，20世紀90年代）

1993－2003年為海洋波浪能專利的平穩增長期。自1993年起，專利申請和公開總量出現平穩增長，波浪發電技術已經逐步接近實用化水平。對應行業發展來看，此階段多種波能轉換裝置投入實際應用，并在日本、英國、挪威等國建成了多座波浪能示范電站［5－6］。

1.4 第二個快速增長期（21世紀）自2004年起，專利申請和公開出現快速增長趨勢，公開的專利從2004年的85件迅速增長到2009年的211件，至今仍保持強勁的增長勢頭。此緣于隨著陸地礦物燃料日趨枯竭，環境污染日趨嚴重，環保、可持續發展等觀念使世界上一些主要的海洋國家再一次把目光轉向海洋，對波浪發電的研究日趨深入，出現了新的技術創新，帶來了新一輪專利申請高峰。

2 專利技術特征分析通過IPC小組分析，海洋波浪能研究的熱點技術領域主要包括：

波浪能的獲取、轉換、發電裝置：共1 694件專利，對應的IPC分類位置有F03B13/12（744件）、F03B13/18（406件）、F03B13/14（257件）、F03B13/20（118件）、F03B13/16（99件）、F03B13/00（70件）。

波浪發電站：共114件專利，對應的IPC分類位置E02B9/08。

空氣渦輪機：共98件專利，對應的IPC分類位置F03B13/24。

液壓馬達或水渦輪機：共66件專利，對應的IPC分類位置F03B13/22。

波浪發電機、發電機組：共55件專利，對應的IPC分類位置F03B13/10。

3 專利國別分析

3.1 專利申請人國家分析依據專利申請人所屬國家對各國在海洋波浪能領域所擁有的專利數量進行統計，可以比較國家間的競爭實力，了解技術領先國家，各國技術發展情況，以及潛在競爭國家。

對海洋波浪能國際專利進行申請人國別統計，除部分專利申請人字段的缺失未進行統計，除中國外，世界海洋波浪能專利國家為46個，專利申請總量共2 410項。日本以653件專利領先其他各國，占全部專利的27.1%；美國以495件居第2位，占20.5%；英國以371件居第3位，占15.4%；以下依次為德國（194，8.0%）、挪威（91，3.8%）、法國（74，3.1%）、瑞典（60，2.5%）、澳大利亞（53，2.2%）、丹麥（52，2.2%）、意大利（44，1.8%）、西班牙（38，1.6%）、加拿大及愛爾蘭（34，1.4%）、芬蘭及以色列（23，1.0%）；荷蘭、瑞士等其他國家合計申請171件，占總量的7.1%。

從上述數據可以看出，在波浪能國際專利申請人中，日本的申請人最活躍，申請的專利量居世界各國之首，表明日本在海洋波浪能領域的重要地位；其次是歐美的申請人居多，在專利申請量排名前15位的國家中歐美國家共11個，其專利量占總量的61.2%，尤其以美國、英國、德國、挪威的優勢最明顯，這4個國家的專利量已占專利總量的47.7%。以上數據說明海洋波浪能領域的技術主要被日本及以美國、英國、德國、挪威等為首的歐美國家所掌握。

3.2 專利申請國（組織）分析專利申請國（組織）分析是按照專利申請地所在國家或組織進行專利數量統計，此揭示的是專利覆蓋的地域范圍，即技術的流向與市場布局。統計結果顯示，海洋波浪能國際專利共分布于21個國家（組織），其中排名前4位的國家為日本（589，24.2%）、美國（557，22.9%）、英國（294，12.1%）和德國（253，10.4%），法國、挪威、瑞典等其他共15個國家合計申請115件，占總量的4.7%。另外，世界知識產權組織（PCT國際專利）和歐洲專利局（EP專利）所占比例也較大，分別占15.7%和9.9%，顯示世界范圍內的知識產權保護日趨緊密，對我國專利申請人來說，不僅僅要滿足波浪能在中國的知識產權保護，還應關注世界范圍內的知識產權保護。

將專利申請人國家分析與專利申請國（組織）分析結果對比發現，前4位的國家順序一致，依次為日本、美國、英國、德國，說明這4個國家無論是申請的數量還是申請的主體都遙遙領先于其他國家，在海洋波浪能領域占有主導地位。另外可看出挪威的排列順序發生了改變，以挪威的申請人進行統計的專利量為91件，排名第5位，而以挪威為申請國進行統計的專利量為7件，排名第6位，此說明挪威的申請人主要在本國以外進行海洋波浪能的專利申請。

4 專利權人（申請人）分析通過主要專利權人（申請人）分析可以了解同類技術產品的主要競爭對手。對國外專利權人（申請人）進行統計，申請量在11件以上的專利權人共有21位，具體見表1。

表1 國外專利權人構成表

從表1看出，21位申請人中日本公司占11家，英國申請人（公司）4家，美國、瑞典、丹麥、澳大利亞、德國和愛爾蘭各1家，合計申請專利376件，占國際專利總量的15.5%。

日本公司數量雖多，但公司之間進行聯合申請的情況較多，另外這些日本公司的波浪能專利幾乎全部公開于20世紀80年代，90年代的很少，2000年以后除太陽鐵工株式會社還在繼續波浪能的研究外，其他大部分公司已退出了該領域的研究。這11家公司即有自己的獨立研究，公司之間又密切合作（聯合申請），使日本波浪能技術在20世紀80年代得到了長足發展，世界著名的波能裝置“海明”號波能發電船和“巨鯨”波浪發電裝置就是在那個時期建成的。

美國海洋動力技術公司是目前世界上重要的可再生能源公司，其最具代表性的是PowerBuoy波浪發電技術，涉及此項技術的專利共有11件。Pelamis波浪能發電公司是英國重要的波浪能研究機構，其前身是海洋動力傳遞公司（Ocean Power Delivery公司），Pelamis（“海蛇”號）為該公司最重要的波能裝置，這也是世界上著名的波能裝置之一，世界上第一座商業規模的波浪能發電廠即采用了該公司的3臺P1-A波浪能轉換器［4］。瑞典海基波能發電公司、澳大利亞海能太平洋有限公司、丹麥星浪能量公司是21世紀進入海洋波浪能技術領域的新生力量，這3家公司重點在于對歐美市場的占領。英國海洋能聯合有限公司自1987年中斷了對海洋波浪能的研發后于2008年起重新恢復了此領域的研究，“海蚌”為該公司最重要的波能裝置。

5 研究結論

5.1 海洋波浪能技術尚未成熟，但產業化前景看好海洋波浪能開發自20世紀70年代初開始至今已有近40年的歷史，已從最初的實驗室研究逐漸走向了商業化試運行階段，因其開發成本高而經濟效益差等原因曾一度發展緩慢。21世紀以來，隨著陸地礦物燃料日趨枯竭，環境污染日趨嚴重，環保、可持續發展等觀念使世界上一些主要的海洋國家再一次把目光轉向海洋，對波浪發電的研究日趨深入，出現了新的技術創新，對應專利申請量的持續增長，目前海洋波浪能的研發正處于快速發展時期。

5.2 海洋波浪能領域的技術主要被日本及以美國、英國、瑞典、挪威、丹麥等為首的歐美國家所掌握

日本、美國、英國、德國、法國等是較早研究開發海洋波浪能的國家。目前海洋波浪能領域的技術主要被日本及以美國、英國、瑞典、挪威、丹麥等為首的歐美國家所掌握。日本專利量雖然大，但專利申請主要集中在日本本土，其公司業務主要集中在自己本國，其專利保護主要以技術防御為主。美國、英國、瑞典等在加緊本國專利保護的同時，不斷開拓對國外市場的占領，其中美國、瑞典十分注重PCT國際專利及在歐洲的專利申請，歐洲專利和PCT專利的申請量均非常大，而英國的專利申請主要在本土和美國，美國市場是英國公司的重點業務主攻方向。

5.3 如何把波浪能有效地轉換成機械能進而產生穩定、高效的電力至今仍是海洋波浪能技術領域的研究重點

研制具有高可靠性（抗臺風、耐腐蝕）、高效率（高效轉換技術）、低造價的海洋波浪能發電裝置，是世界各海洋國家不懈追求的目標。目前國內外研究的重點集中于4種被認為具有商品化價值的裝置，包括振蕩水柱式裝置、擺式裝置、振蕩浮子式和收縮波道式波能轉換裝置［4］。另外，相位控制技術、高效雙向作用透平仍是波能研究的關鍵。

5.4 美國海洋動力技術公司為海洋波浪能技術領域研發能力最強的公司

美國海洋動力技術公司是全球擁有海洋波浪能專利最多的公司，擁有專利48件，研發人員達38人，平均專利年齡為6年，活動年期達14年。日本公司在2000年以后在專利的年產出量上并不高，技術上已不具有獨占優勢。英國海洋能聯合有限公司自1987年中斷了對海洋波浪能的研發后于2008年起重新恢復了此領域的研究，值得我們關注。另外，值得我們關注的還有瑞典海基波能發電公司、丹麥星浪能量公司、澳大利亞海能太平洋有限公司，這3個公司是進入波浪能領域時間較短但發展較快的公司，技術實力較強，其申請的PCT國際專利較多。

5.5 PCT國際專利的申請量在持續增長進入21世紀后，PCT國際專利的申請量一直處于上升勢頭，由1999年的10件迅速增長到2009年的72件，此說明進入21世紀后世界各海洋國家都已充分認識到海洋波浪能產業之潛力，并具有全球戰略眼光，為確立未來的國際市場優勢，對重要的創新技術一直不懈地在實施國際專利保護，尤以美國、丹麥、瑞典、澳大利亞最為明顯。

5.6 世界海洋波浪能強國已逐步在我國進行專利布局

經對海洋波浪能中國專利的統計，世界其他國家在中國已申請波浪能專利共70件，占中國波浪能專利總量的11.6%。世界排名前21位公司中已有澳大利亞海能太平洋有限公司及丹麥星浪能量公司在中國進行了專利申請保護。以上數據說明，世界海洋波浪能強國已在我國進行了一定的專利布局，雖然國外申請的數量還不大，但隨著21世紀后進入該領域新公司的成長壯大，我國波浪能的發展將面臨著新的機遇和挑戰。我國企業應趁國外主要廠商尚未占領我國市場之際，及早進入該領域的技術競爭，加緊進行專利布局，不斷提高市場競爭力。

參考文獻

［1］新能源論壇，中國新能源網.海洋能開發潛力巨大 10多個國家已出臺扶持政策［EB］.http://www.newenergy.org.cn/html/01010/10191036496.html，2010-10-19.

［2］伊敏，新華網綜合.海洋能開發“弄潮兒”聚溫嶺 研討如何更好發電［EB］.http://www.zj.xinhuanet.com/newscenter/2010-09/01/content20779508.htm，2010-09-01.

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［4］程友良，黨岳，吳英杰.波力發電技術現狀及發展趨勢［J］.應用能源技術，2009，（12）：26－30.

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