我國海上風電領域專利競爭態勢分析

〔摘要〕應用PIAS軟件檢索國家知識產權局網站的中國專利數據庫，獲得中國海上風電技術專利數據。以定量、定性方法從多個角度較全面地剖析了中國海上風電技術專利的狀況與競爭態勢，對我國專利權人和國外主要競爭者在華專利狀況進行了較詳細的比較分析，得出研究結論并為我國海上風電的技術自主創新提出了有針對性專利對策與建議。

〔關鍵詞〕海上風電；中國；專利分析；專利地圖

DOI：10.3969／j.issn.1008－0821.2011.09.006

〔中圖分類號〕G306 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008－0821（2011）09－0028－05

收稿日期：2011－07－18

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：張卓群（1966－），男，副研究員，研究方向：信息分析、系統開發，發表論文數篇。

Chinese Patents Analysis on Offshore Wind Power

Zhang Zhuoqun Zhao Xia Zhu Yanxiong Qin Honghua Sun Qin

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

〔Abstract〕Retrieving chinese patents on offshore wind power technology from chinese patent database of SIPO，gain the data by the tool of PIAS.Doing an analysis onstatus and competitive situation of offshore wind technology patents in China，and a more detailed comparative analysis between chinese applicants and main foreign competitors were put forward，it proposed a targeted countermeasures and suggestions for the native innovation on offshore wind power technology.

〔Key words〕offshore wind powerChinapatent analysispatent mapping

海上風力發電是在近海離岸區域建設風電場，風機葉片在風力帶動下將風能轉變為機械能，再通過發電機將機械能轉變為電能，然后將電能通過海底電纜傳輸到陸地上，再經過升壓后并入陸上主電網。

經過歐洲丹麥等國家近二十年的研究與實踐［1］，海上風力發電在技術上取得了巨大進步，即將進入產業化開發。目前，在能源與環境問題的雙重壓力下，海上風力發電正在全球迅速發展，我國也已經掀起了一輪開發熱潮，是世界上增長速度最快的市場之一。但另一方面，我國海上風電的自有技術與產業化能力都很薄弱，目前主要是依靠購買國外技術或合作開發。全球的風電巨頭多數已在我國投資建廠，控制了國內風電技術與產業鏈的絕大部分，其專利技術壟斷對我國海上風電業的自主創新和健康發展構成了嚴重障礙。在這種情況下，我國海上風電設計制造要想突出重圍，就必須對國外企業在我國的專利布局和自身的情況有清晰的認識，以利于國內企業有效規避專利侵權風險，在自主研發中選擇最有利的技術路徑，盡快確立本土優勢。

本研究在青島市知識產權局的專項資金資助下，擬對我國目前海上風電技術專利競爭態勢進行系統的分析，根據得出的客觀結論對我國發展海上風電提供決策建議。

1 專利數據采集說明本研究所依據的中國專利數據從國家知識產權局的網站（http://search.cnipr.com）下載獲得，年限為1985－2011年3月；以技術關鍵詞在標題、摘要、權利要求字段，并結合IPC、重點專利權人構建檢索表達式，利用北京中獻智泉信息技術有限公司的PIAS系統檢索中國專利數據庫，經對專利文獻的細致閱讀后篩選清洗數據，得到海上風電中國專利721件。

2 專利定量分析

2.1 專利總體發展趨勢分析圖1顯示，我國海上風電技術專利從上世紀初1992年開始出現到2002年的10年內，一直發展緩慢，總共不超過30件，是技術引入期；從2003年起專利申請開始大步遞增，呈急速發展態勢，2009年申請量184件、2010年公開量261件、授權量101件都達到歷史最高點，表明我國海上風電技術進入了快速成長期。

2.2 專利申請人國別分析721件專利中，我國擁有503件，占69.7%，數量上居絕對優勢；外國為218件，占30.3%，依次為美國（67件，9.3%）、德國（52件，7.2%）、丹麥（39件，5.1%）、瑞士（9件，1.2%）、日本（8件，1.1%）、挪威（8件，1.1%），其余國家均不足1%。美國、德國、丹麥世界三大風電強國在我國持有的海上風電專利最多，優勢突出（圖2）。

2.3 國內各省（市）專利分布分析我國申請的503件專利中，排前10位為北京（87件，17%）、上海（82件，16%）、江蘇（55件，11%）、浙江（55件，11%）、遼寧（30件，6%）、廣東（24件，5%）、天津（19件，4%）、山東（16件，3%）、黑龍江（16件，3%）、重慶（14件，3%），主要分布于北京及沿海省市。

2.4 專利申請人類型構成比例分析中國海上風電專利中，我國個人申請量很大，占50%以上，公司企業不到30%，科研院校占10%；而國外申請人是以公司企業為主，超過80%，個人和科研院校占比例很小。

2.5 專利類型分析721件海上風電專利中，發明495件，占68.7%，實用新型217件，占30%，發明明顯高于新型，說明該領域的技術密集度較大，屬于高技術。發明專利代表著較高的科技創新水平與技術發展方向，從圖3來看，我國申請的專利中發明、新型各占約一半，而外國的專利幾乎全部為發明，技術含量更高。

2.6 專利法律狀態分析中國海上風電專利中的公開、授權、失效總體比例為50%、38%、12%，我國申請專利為45%、41%、15%；外國為72%、24%、5%。失效比例我國是外國的3倍，外國專利授權率低于我國，七成以上處于公開狀態。

3 技術領域分析

3.1 IPC構成分析從表1看，中國海上風電專利主要集中于F03D9、F03D11、F03D1、F03D7、F03D3、E02D27、F03B13、H02J3、H02P9、B63B35、E02B17。其中F03D（風機發動機）是主要分布區域，占全部專利的50%以上，其他技術專利數量相對較少。

表1 中國海上風電專利主要IPC分布

3.2 重點技術專利與國別組合分析根據IPC構成情況，結合閱讀專利文獻，概括出10項重點專利技術。由于發明專利的技術水平更高，表2顯示了這10項技術的發明專利數量與國別分布。海上風電設備是各國布局的重點，此外我國、美國、德國、丹麥都把控制技術、風電檢測與監控作為專利保護重點，其次這幾國對海上風機運輸／起重、海上風電工程也比較重視；瑞士則在輸配電技術重點部署，優勢較明顯。

表2 中國海上風電重點技術發明專利與地域分布

4 專利權人分析

4.1 前10位競爭者分析按發明專利數量排序，前10位的專利權人中，國內有4個、國外有6個（圖4），美國通用電氣公司遙遙領先。雖然我國個別專利權人排名靠前，但從總體實力看我國與國際產業巨頭差距較大，在海上風電技術競爭中受到強力制約。

4.2 競爭者綜合比較分析表3顯示，通用電氣、維斯塔斯、阿洛伊斯·沃本、西門子、再生動力系統股份公司等外國公司專利的普遍情況是：活動年期比較長，投入研發力量較大，且平均年齡較短，說明這些國際大公司在中國擁有長期的專利戰略，在較長時間內占據技術壟斷優勢。我國中國海洋石油總公司、上海交通大學、上海大學、華銳風電等機構的專利活動年期、發明人數、平均年齡綜合指標較好，具備一定競爭實力，是我國跟國外公司競爭的主要力量。我國海上風電專利中個人發明很多，雖有一定數量，但未形成研發團隊，活動年期短，缺乏持續性。

表3 主要競爭者研發能力比較

4.3 國外主要專利權人技術特點分析海上風電設備是各國際大公司的技術發展重點，此外各公司具有不同特點：

美國通用電氣、丹麥維斯塔斯兩大公司特別重視風電控制、檢測與監控技術的專利保護，其他領域也有少量分布，其中通用電氣是在國外大公司中技術布局最全面的；

德國阿洛伊斯·沃本主要為控制技術，其次在海上風電工程、風機運輸等領域有少量分布；

德國西門子公司主要為風電檢測監控技術和控制技術；

德國愛羅丁工程有限公司重點為控制技術和風機運輸；

德國再生動力系統股份公司，專利分布于控制技術、風電檢測與監控技術兩個領域；

丹麥LM玻璃纖維制品有限公司，專利除部署于風電設備（主要是葉片）外，風電控制技術還擁有專利。

4.4 我國主要專利權人特點分析我國海上風電專利權人數量多，專利分布呈較高的離散狀態，其中個人專利約占一半，不少已經失效；其次，我國專利實用新型占近一半，但發明專利才具有較高的創新性，因此通過發明專利來剖析專利權人的技術特點，對了解我國海上風電整體技術水平更有意義。

圖5是我國海上風電技術主要專利權人及其研發領域，其中有高校、公司、個人各有4個。除中國海洋石油總公司、上海大學、上海交通大學外，其他專利權人發明專利數量都不多。而且中海石油總公司的專利基本上都屬于海上風電專用船舶、運輸技術；上海大學則主要為海上風電設備中的整機和葉片，其他方面的專利都很少，這兩個主要專利權人都是基于自身的少數技術專長搞研發，不像風電廠商那樣進行系統的研發；上海交大的特點則是技術領域分布較廣，但除了供配電電路、電能存儲系統發明專利相對較多、初步形成一定優勢外，其他技術都很薄弱；我國最重要的海上兆瓦級風機生產企業——華銳風電，雖然為東海大橋風電項目提供了整機產品，但只取得了5件發明專利。

由以上分析看出，我國海上風電研發力量分散，尚無綜合實力較強的研發機構，專利集中在船舶運輸、風電設備、輸配電等少數技術，企業未成為創新主體。

5 研究結論與建議對策經對中國海上風電專利競爭態勢的上述分析，結合當前全球海上風電產業的發展狀況，可以得出以下結論：

（1）當前我國海上風電技術與世界海上風電技術一樣，處于待成熟完善的發展期。

（2）我國擁有的專利在數量占據優勢，但失效比例高，發明專利比例明顯低于外國在華專利；其他國家中，美國、德國、丹麥世界三大風電強國持有的海上風電專利最多，優勢突出。

（3）風電設備（整機、關鍵零部件附件）占據專利的絕大部分，此為海上風電的上游技術，受到行業競爭者的高度關注，也是目前研發與專利競爭的焦點；其它技術的專利數量相對較少。

（4）控制技術是另一專利保護重點；其它的關鍵技術有：運輸／起重、海上風電工程、聯合發電、輸配電、部件加工／制造／材料、風場電網管理、風電保護、檢測與監控。

（5）國際知名風電廠商綜合研發能力強，在我國擁有長期的專利戰略，具有技術壟斷優勢，我國海上風電創新面臨較多技術壁壘，在市場競爭中處于不利地位。

（6）我國專利權人中公司企業占不到三成，還未真正成為技術創新的主體；而國外專利權人公司企業占八成以上，兩者形成鮮明對比。

針對分析結論，對我國海上風電專利戰略提出如下對策建議：

（1）關注海上風電領先國家的技術進展，加強對國外大廠商專利的研究分析。對有價值的失效專利可直接為我所用或予以借鑒，避免重復研究，對正在實施中的專利不能侵權。

（2）強化專利意識。專利意識淡薄是我國企業的軟肋，必須意識到在知識經濟時代，積累和完善自主知識產權是企業生存發展的必由之路。應努力開發原創性技術，同時重視知識產權保護，運用專利利器贏得市場，才能使我國風電企業盡快走向良性發展，縮小與國際先進水平的差距。

（3）把握技術發展時機，盡快完善專利布局。目前在全球海洋風電技術也尚未成熟，我國應及時抓住這一有利時機，在海上風電的開發實踐中，在技術創新上有所作為，在國外廠商尚未形成專利壁壘的領域加緊研發，建立起我國自有的海洋風電技術專利布局。

（4）在具體實施專利戰略時，可采取構筑外圍專利網、開展專利有償轉讓、運用專利交叉許可等戰略去贏得市場主動權。

（5）在引進消化的基礎上，結合我國海洋風能資源特點研發新的產品并形成專利。我國沿海風力資源與歐洲、北美差別較大，例如海域鹽度高，還有北方冬天低溫、南方有臺風等問題［2］，根據這些特點進行技術再創新，研制出擁有自主知識產權的海上風電技術產品，對于我國海上風電產業的長遠發展具有重大意義。

參考文獻

［1］《陸上風電基地面臨的挑戰：實施指南》——世界銀行.亞洲可持續發展與替代能源項目，2010.3.

［2］倪云林，辛華龍，劉勇.我國海上風電的發展與技術現狀分析［J］.能源工程，2009，（4）:23.