從專利角度分析國家政策對燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的影響

張鑫蕊，李煦穎，馬秋娟，張秀麗

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，審查業(yè)務(wù)部1，醫(yī)藥生物部2，北京100190）

目前，中國的能源消費主要由石油、天然氣、煤炭構(gòu)成。然而，對于不可再生能源的過分依賴將引發(fā)環(huán)境污染、生態(tài)破壞等諸多問題。伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步，對于可再生能源的認(rèn)識和開發(fā)逐步發(fā)展起來。在我國，燃料乙醇技術(shù)起始于糧食原料，但伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，勢必面臨“與民爭糧、與糧爭地”的困境。只有“試之糧、發(fā)之非糧”的非糧類原料才是燃料乙醇的發(fā)展出路[1]。

近年來，我國以陳化糧為原料的燃料乙醇技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，以木薯等非糧作物為原料的燃料乙醇技術(shù)正在起步應(yīng)用，以纖維素為原料的燃料乙醇技術(shù)正處于研發(fā)及專利布局的重點時期，目前包括中糧集團(tuán)、中國石化、諾維信等大型國企或外企已開展廣泛的研發(fā)工作。可以預(yù)期，在國家相關(guān)政策的扶持下，燃料乙醇技術(shù)正面臨快速發(fā)展的良好時機。

1 我國的相關(guān)政策及燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展

我國的燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展起始于20世紀(jì)90年代中期，經(jīng)歷了試點及大力推廣期、嚴(yán)格限制期、科學(xué)發(fā)展期三個階段。這三個階段的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與我國的“十五”、“十一五”以及“十二五”規(guī)劃的相關(guān)政策息息相關(guān)。在 “十五”時期，國家開展了燃料乙醇的試點工作，提出首要目的是消耗過剩陳化糧。“十一五”期間，受世界市場影響，燃料乙醇發(fā)展對糧食安全的威脅凸顯，政府部門連續(xù)下發(fā)多個緊急通知，迅速叫停玉米燃料乙醇擴產(chǎn)和投資，但對非糧類燃料乙醇則出臺了一系列利好政策。“十二五”以來，燃料乙醇產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個科學(xué)穩(wěn)步發(fā)展階段，以推進(jìn)秸稈纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，將非糧燃料乙醇作為發(fā)展重點，見表1。

伴隨著一系列國家政策的出臺，燃料乙醇領(lǐng)域的研發(fā)投入和專利申請穩(wěn)步提升。在21世紀(jì)初期，我國的專利申請主要以大學(xué)、科研院所為主。在國家863計劃、國家自然科學(xué)基金以及大型乙醇生產(chǎn)企業(yè)的資助下，清華大學(xué)、山東大學(xué)、華東理工大學(xué)、大連理工大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院過程所、浙江大學(xué)等單位[2]在生產(chǎn)燃料乙醇領(lǐng)域進(jìn)行了諸多研究，取得了一批階段性研究成果。自2008年以后，由于國家政策的傾斜及資金扶持，企業(yè)的研發(fā)投入和專利申請逐年增加。目前，我國五大燃料乙醇企業(yè)包括吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司、黑龍江中糧生化能源有限公司、河南天冠集團(tuán)、安徽豐原燃料酒精有限公司、廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司[3]，見表2。

2 全球及國內(nèi)專利狀況分析

新技術(shù)的出現(xiàn)通常伴隨著大量專利申請的產(chǎn)生，從另一個角度來看，專利申請的趨勢在某種程度上反映著技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。為梳理國家政策對燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響，本文作者統(tǒng)計分析了燃料乙醇領(lǐng)域的全球及國內(nèi)的專利申請狀況。

2.1 樣本收集和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

采用中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）和德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫（DWPI）中收錄的專利文獻(xiàn)作為數(shù)據(jù)來源。經(jīng)前期預(yù)檢、分類號統(tǒng)計以及文獻(xiàn)篩選后，確定燃料乙醇主要涉及分類號為 C12P7/06、C12P7/08、C12P7/10、C12P7/12、C12P7/14。為了便于統(tǒng)計和更有針對性，樣本采集主要集中在上述分類號下。同時，采用燃料乙醇中涉及原料、酶、菌、生產(chǎn)技術(shù)等關(guān)鍵詞與上述分類號結(jié)合的方式進(jìn)行檢索。

表1 2001—2012年間我國燃料乙醇的相關(guān)政策梳理

表2 五大燃料乙醇企業(yè)的相關(guān)情況

截至2012年12月，在DWPI 數(shù)據(jù)庫中共獲得涉及燃料乙醇的專利申請約 4254 篇，在 CNABS數(shù)據(jù)庫中共獲得涉及燃料乙醇的專利申請約2754篇。

2.2 全球?qū)＠l(fā)展?fàn)顩r

圖 1為世界范圍內(nèi)燃料乙醇專利申請產(chǎn)出趨勢，從該技術(shù)領(lǐng)域的全球申請量發(fā)展趨勢來看，燃料乙醇的發(fā)展分為以下幾個階段。

圖1 世界范圍內(nèi)燃料乙醇技術(shù)專利申請產(chǎn)出趨勢（1970—2012年）

第一階段（1970—1978年），自1970年起，燃料乙醇技術(shù)開始逐漸發(fā)展起來，到1977年總申請量達(dá)到45件。此時美國、巴西等幾個主要燃料乙醇消費生產(chǎn)地區(qū)也剛剛建立生物燃料相關(guān)政策，如美國《1970年空氣清凈法》、巴西1975年的《國家乙醇燃料計劃》等。

第二階段（1978—1985年），繼前一階段的技術(shù)發(fā)展，在該階段申請量出現(xiàn)一個小高潮，各國為降低對進(jìn)口原油的依賴，開始從國家政策層面大力推廣燃料乙醇，專利申請量也進(jìn)入較為穩(wěn)定的增長階段。

第三階段（1986—1998年），從1987年起，申請量出現(xiàn)較快的下降趨勢，此后幾年申請量均持續(xù)較低的水平，這個階段由于石油價格暴跌，玉米減產(chǎn)，各國對燃料乙醇的政策也表現(xiàn)出收緊的趨勢，導(dǎo)致世界燃料乙醇的研發(fā)投入大大減少。

第四階段（1999年至今），在此期間，各國對可再生燃料的關(guān)注度增加，如美國的《美國農(nóng)業(yè)法令》、《先進(jìn)能源計劃》，歐盟的《可再生能源指令》等都將發(fā)展重點放在二代纖維素乙醇上。自 1999年起的專利申請量開始恢復(fù)并逐年穩(wěn)步增加，自2006年后，申請量增長極為迅速，并在2008年達(dá)到高峰；雖然2009—2012年的數(shù)據(jù)略有下降，但考慮到2009—2012年還有大量尚未公開的專利申請，因此這三年的實際專利申請量仍然可能超過之前幾年。

2.3 全球?qū)＠暾埲伺琶?/h3>

在分析了專利申請總體狀況的基礎(chǔ)上，擬對世界范圍內(nèi)燃料乙醇技術(shù)的專利申請人排名（表 3）進(jìn)行統(tǒng)計分析。

表3 世界范圍內(nèi)燃料乙醇技術(shù)專利申請人排名

在世界范圍內(nèi)，排名靠前的專利申請人均是大型國際企業(yè)和著名科研院所。諾維信公司是全球工業(yè)酶制劑和微生物制劑的主導(dǎo)企業(yè)，擁有超過40%的世界市場份額，在燃料乙醇的酶制劑研發(fā)領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)軍位置。丹尼斯克公司也是引領(lǐng)全球的益生菌供應(yīng)商，其主要產(chǎn)品涉及菌種篩選和酶制劑。杜邦公司是全球聞名的大型跨國化學(xué)企業(yè)，在2011年合資收購了丹尼斯克公司，使其在燃料乙醇的專利布局優(yōu)勢更加突出。

2.4 國內(nèi)專利發(fā)展?fàn)顩r

圖2為國內(nèi)燃料乙醇技術(shù)專利申請產(chǎn)出趨勢，從該技術(shù)領(lǐng)域的國內(nèi)申請量發(fā)展趨勢來看，我國乙醇的發(fā)展分為以下幾個階段。

圖2 國內(nèi)燃料乙醇技術(shù)專利申請產(chǎn)出趨勢（1985—2011年）

第一階段（1985—2000年），國內(nèi)燃料乙醇技術(shù)正處于發(fā)展的萌芽階段。當(dāng)時的國際油價正在低谷徘徊，而燃料乙醇的研發(fā)成本相對較高，導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)及科研院所的研發(fā)動力不足，這十幾年間的年均申請量不足10件。

第二階段（2001—2005年），伴隨著國際油價的飆升和“十五”時期的政策利好，提高了企業(yè)及科研院所的研發(fā)動力，大量企業(yè)及科研院所陸續(xù)開展了燃料乙醇的研究工作，導(dǎo)致這五年的年均申請量超過40件。

第三階段（2006—2010年），在“十一五”時期，雖然政府部門叫停了糧食類燃料乙醇的擴產(chǎn)和投資，但又將關(guān)注重點轉(zhuǎn)向非糧類燃料乙醇。企業(yè)的研發(fā)投入及專利申請量穩(wěn)步上升，年均申請量達(dá)到260件。

第四階段（2011年至今），“十二五”以來，燃料乙醇產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入科學(xué)穩(wěn)步發(fā)展階段，但由于專利申請數(shù)據(jù)公開的滯后性，尚有大量專利申請數(shù)據(jù)未公開，因此數(shù)據(jù)上還未體現(xiàn)出明顯的增長趨勢。

2.5 國內(nèi)專利申請人排名

在分析了專利申請總體狀況的基礎(chǔ)上，擬對國內(nèi)燃料乙醇技術(shù)的專利申請人排名（表 4）進(jìn)行統(tǒng)計分析。

在國內(nèi)，專利申請量排名前十位的申請人中，企業(yè)僅占20%，而科研院所占80%。這一方面說明我國企業(yè)與國際知名企業(yè)的研發(fā)水平存在差異，另一方面說明我國科研院所在燃料乙醇技術(shù)研發(fā)中的作用不容小覷。中糧集團(tuán)有限公司下屬的黑龍江中糧生化能源有限公司、廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司均屬于我國重大燃料乙醇企業(yè)，其專利申請量高居國內(nèi)榜首，達(dá)到58件。中國科學(xué)院過程工程研究所的生物質(zhì)工程研究中心在燃料乙醇的各個研發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行了諸多研究，專利申請量達(dá)到52件。江南大學(xué)與河南天冠集團(tuán)密切研發(fā)合作，形成了”產(chǎn)學(xué)研”一體化的研發(fā)生產(chǎn)模式，專利申請量也達(dá)到41件。

表4 國內(nèi)燃料乙醇技術(shù)專利申請人排名

3 國家政策及企業(yè)發(fā)展建議

在梳理我國國家政策、對比國內(nèi)外專利發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，作者擬對燃料乙醇產(chǎn)業(yè)相關(guān)的國家政策及企業(yè)發(fā)展提出以下幾點建議。

（1）國家政策與產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)系 在政策層面，縱觀燃料乙醇這三十年來的發(fā)展歷程，可以看出國家政策與技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。這三十年來，為實現(xiàn)燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)化，政府部門相繼出臺了一系列法律、法規(guī)以及發(fā)展規(guī)劃，形成了比較完善的政策體系，為燃料乙醇的快速發(fā)展鋪平了道路。相關(guān)企業(yè)應(yīng)及時捕捉政策信息動向，將研發(fā)重點轉(zhuǎn)向非糧類燃料乙醇，努力攻克纖維素乙醇的技術(shù)難關(guān)。

（2）專利申請與產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系 在專利層面，國內(nèi)專利申請與世界范圍內(nèi)專利申請趨勢大致相同，均顯示出逐年遞增的發(fā)展趨勢。美國作為玉米種植大國，專利申請大多集中在以玉米為原料的燃料乙醇技術(shù)；巴西作為世界第一大甘蔗種植國和全球最大的燃料乙醇出國口，將以甘蔗為原料的燃料乙醇技術(shù)作為發(fā)展重點。國內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)發(fā)揮自身優(yōu)勢，綜合考慮我國在木薯、作物秸稈的種植優(yōu)勢，在合理借鑒他國發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，探索出符合中國國情的發(fā)展道路。

（3）全球與國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對比 在技術(shù)層面，高效的纖維素酶菌株、戊糖和己糖共發(fā)酵菌株均是燃料乙醇領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。通過國內(nèi)外申請人的比較研究發(fā)現(xiàn)，大型國際企業(yè)的研發(fā)重點關(guān)注在燃料乙醇生產(chǎn)中涉及生物酶和菌株等核心技術(shù)，而國內(nèi)企業(yè)及科研院所則更多地關(guān)注于預(yù)處理等方法過程的參數(shù)調(diào)整。為提升競爭力、搶占國內(nèi)市場，國內(nèi)的企業(yè)及科研院所應(yīng)當(dāng)同時兼顧核心技術(shù)的研發(fā)投入，積極加強“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的研發(fā)生產(chǎn)模式，將科研院所的研發(fā)優(yōu)勢與企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展有效結(jié)合。爭取在燃料乙醇的關(guān)鍵技術(shù)中攻克技術(shù)難關(guān)，打破專利壁壘，為今后燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)發(fā)展鋪平道路。

[1]馮獻(xiàn)，詹玲，李寧輝. 低碳經(jīng)濟(jì)下中國燃料乙醇的發(fā)展策略[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2010，31（6）：704-707.

[2]劉海軍，李琳，白殿國，等，我國燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析[J]. 化工科技，2012，20（5）：68-72.

[3]張劍. 我國生物燃料企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展模式研究[D]. 武漢：武漢理工大學(xué)，2009.