碳中和背景下的國(guó)際綠色技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析
摘要:綠色技術(shù)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展和碳中和的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力,正成為全球新一輪工業(yè)革命和科技競(jìng)爭(zhēng)的重要新興領(lǐng)域。本文調(diào)研梳理了主要國(guó)家和地區(qū)發(fā)布的促進(jìn)綠色技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)略規(guī)劃,并基于全球綠色技術(shù)領(lǐng)域PCT專利的計(jì)量和文本聚類方法,分析了國(guó)際綠色技術(shù)的研發(fā)態(tài)勢(shì)。結(jié)果表明,全球主要國(guó)家十分重視綠色技術(shù)戰(zhàn)略布局,在工業(yè)、能源、交通等多個(gè)領(lǐng)域提出研發(fā)和應(yīng)用推廣規(guī)劃。當(dāng)前主要的發(fā)展趨勢(shì)是降低關(guān)鍵綠色技術(shù)成本和進(jìn)一步推動(dòng)規(guī);瘧(yīng)用。從專利分析結(jié)果看,2000年以來(lái),全球綠色技術(shù)研發(fā)經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)、緩慢衰退和回升三個(gè)階段;從技術(shù)領(lǐng)域看,能源領(lǐng)域是綠色技術(shù)研究最多的領(lǐng)域,專利數(shù)量占比達(dá)30.4%;美日德在綠色技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)處于領(lǐng)先地位,是綠色技術(shù)PCT專利主要技術(shù)來(lái)源國(guó),中國(guó)綠色技術(shù)PCT專利申請(qǐng)數(shù)量雖然在不斷增加,但仍與領(lǐng)先國(guó)家存在一定差距。對(duì)此,本文提出三點(diǎn)建議:1)抓住全球綠色復(fù)蘇大趨勢(shì),完善綠色技術(shù)發(fā)展配套政策,進(jìn)一步加強(qiáng)宏觀布局和系統(tǒng)謀劃,使之成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn);2)促進(jìn)綠色技術(shù)在工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)等多領(lǐng)域的發(fā)展和推廣應(yīng)用;3)加快構(gòu)建可再生能源、氫能等多元清潔低碳能源體系,全面推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。
關(guān)鍵詞:綠色技術(shù);PCT專利;清潔能源技術(shù);氫能;儲(chǔ)能;碳捕獲與封存;碳中和
20世紀(jì)60年代以來(lái),歐美國(guó)家隨著工業(yè)發(fā)展出現(xiàn)不同程度環(huán)境污染問(wèn)題,環(huán)境相關(guān)的末端治理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。進(jìn)入20世紀(jì),隨著全球環(huán)境問(wèn)題惡化和氣候變化科學(xué)共識(shí)的達(dá)成,一些國(guó)際組織提出綠色技術(shù)的概念,這類技術(shù)又被稱為環(huán)境友好型技術(shù)(Environmental Friendly Technology)或氣候變化減緩和適應(yīng)相關(guān)技術(shù),泛指減少污染和提高資源效率技術(shù)、清潔能源技術(shù)、適合不斷變化的環(huán)境的耐氣候產(chǎn)品和工藝、更加可持續(xù)的植物和牲畜生產(chǎn)技術(shù)等。綠色技術(shù)并非指的某一單一技術(shù),而是包含一系列若干個(gè)技術(shù)領(lǐng)域或方向,其在學(xué)術(shù)上并沒(méi)有一個(gè)明確統(tǒng)一的概念,多出現(xiàn)在政府部門的戰(zhàn)略規(guī)劃或國(guó)際組織的一些研究報(bào)告中。世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(World Intellectual Property Organization,WIPO)基于《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》準(zhǔn)則將綠色技術(shù)分類為替代能源生產(chǎn)類、交通運(yùn)輸類、節(jié)能減排類、廢棄物管理類、能源節(jié)約類、農(nóng)業(yè)/林業(yè)類、行政監(jiān)管與設(shè)計(jì)類和核電類七大領(lǐng)域。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)基于環(huán)境政策目標(biāo)將綠色技術(shù)劃分環(huán)境管理技術(shù)、水資源相關(guān)適應(yīng)技術(shù)、溫室氣體的捕獲封存隔離或處置技術(shù)、氣候減緩技術(shù)(能源、交通、建筑、廢物管理、產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域)等。從上述概念和范圍來(lái)看,綠色技術(shù)涉及能源、環(huán)境、交通、建筑等多個(gè)領(lǐng)域,是一系列有利于資源能源高效利用、低碳減排和減少污染的技術(shù)和產(chǎn)品總稱。
當(dāng)前實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)面臨著巨大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)氣候變化,歐、美、日、韓、中等全球130余個(gè)國(guó)家/地區(qū)提出本世紀(jì)中葉左右實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),綠色技術(shù)創(chuàng)新作為碳中和的重要驅(qū)動(dòng)力,受到全球主要國(guó)家的重視。加快綠色技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用已成為主要國(guó)家碳中和路徑的戰(zhàn)略選擇。黨的十九大報(bào)告提出要“加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國(guó)”,并明確要求“構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系”。綠色技術(shù)創(chuàng)新日益成為綠色發(fā)展的重要?jiǎng)恿,是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和提高高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐,正成為全球新一輪工業(yè)革命和科技競(jìng)爭(zhēng)的重要新興領(lǐng)域。因此,本文對(duì)主要國(guó)家綠色技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)略目標(biāo)和布局特點(diǎn)進(jìn)行分析,并通過(guò)專利計(jì)量和文本聚類的方法,探究全球綠色技術(shù)研發(fā)態(tài)勢(shì)和中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),以期對(duì)中國(guó)推動(dòng)綠色技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的制定和加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提供參考。
1 促進(jìn)綠色技術(shù)發(fā)展的國(guó)際戰(zhàn)略布局
由于各國(guó)國(guó)情不同,主要國(guó)家/地區(qū)對(duì)綠色技術(shù)的發(fā)展也各有不同的側(cè)重,如一些國(guó)家/地區(qū)制定了綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略或氣候行動(dòng)計(jì)劃(如歐盟、德國(guó)、韓國(guó)),還有一些國(guó)家通過(guò)采取能源戰(zhàn)略、交通戰(zhàn)略、工業(yè)戰(zhàn)略等(如美國(guó)、日本等)以促進(jìn)綠色發(fā)展(表1)。本文梳理了2010年以來(lái)主要國(guó)家/地區(qū)在促進(jìn)綠色技術(shù)發(fā)展方面制定的相關(guān)重點(diǎn)戰(zhàn)略規(guī)劃。

1.1歐洲:通過(guò)多領(lǐng)域綠色技術(shù)實(shí)現(xiàn)氣候中和
歐盟一直是積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化的倡導(dǎo)者、推動(dòng)者和領(lǐng)導(dǎo)者,同時(shí)將環(huán)境和氣候的全球挑戰(zhàn)視為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)遇,致力于加強(qiáng)歐盟經(jīng)濟(jì)的綠色低碳競(jìng)爭(zhēng)力。歐盟早在1973年推出了第1個(gè)環(huán)境行動(dòng)計(jì)劃,截止目前歐盟已經(jīng)實(shí)施了7個(gè)環(huán)境行動(dòng)計(jì)劃。第7個(gè)環(huán)境行動(dòng)計(jì)劃提出實(shí)現(xiàn)低碳增長(zhǎng)與資源利用長(zhǎng)期脫鉤,為到2050年建立安全和可持續(xù)社會(huì)奠定基礎(chǔ)。2018年,歐盟委員會(huì)推出《2050年長(zhǎng)期戰(zhàn)略》,提出到2050年實(shí)現(xiàn)氣候中和的目標(biāo),并提出進(jìn)一步擴(kuò)大能源、建筑、交通、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的綠色技術(shù)創(chuàng)新是向零排放經(jīng)濟(jì)過(guò)渡的途徑和戰(zhàn)略重點(diǎn),將在七個(gè)領(lǐng)域開展聯(lián)合行動(dòng):提高能源效率的效益;發(fā)展可再生能源;發(fā)展清潔、安全、互聯(lián)的交通;發(fā)展歐盟競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì);建設(shè)充足的智能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和互連網(wǎng)絡(luò);發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)并建立基本的碳匯;發(fā)展碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)以解決剩余的碳排放。2019年12月,新一屆歐盟委員會(huì)發(fā)布了《歐洲綠色新政》,提出了涵蓋能源、工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)、生態(tài)和環(huán)境等七大領(lǐng)域的綠色發(fā)展行動(dòng)路線。隨后推出了《可持續(xù)歐洲投資計(jì)劃》、《歐洲氣候變化法》草案、《歐洲新工業(yè)戰(zhàn)略》、《新循環(huán)經(jīng)濟(jì)行動(dòng)計(jì)劃》、《能源系統(tǒng)整合戰(zhàn)略》和《歐洲氫能戰(zhàn)略》,這些政策和行動(dòng)計(jì)劃為綠色技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展提供了政策支撐。
新冠疫情后,歐洲一些國(guó)家陸續(xù)制定了綠色復(fù)蘇計(jì)劃。其中,法國(guó)于2020年9月推出《國(guó)家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇計(jì)劃》,將在“生態(tài)轉(zhuǎn)型”方面投入300億歐元,發(fā)展綠色交通、清潔能源技術(shù)創(chuàng)新、建筑節(jié)能翻新、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型等,并支持具有長(zhǎng)期減排潛力新技術(shù)的研究與實(shí)踐;英國(guó)于2020年10月發(fā)布《綠色工業(yè)革命的十項(xiàng)計(jì)劃》,將支持包括海上風(fēng)電、氫能、核能、電動(dòng)汽車、綠色公共交通、零噴氣式飛機(jī)和綠色船舶、綠色建筑、碳捕集利用和封存、自然環(huán)境、綠色金融與創(chuàng)新等十個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的綠色技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。此外,德國(guó)、法國(guó)還相繼發(fā)布《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》,提出利用可再生能源制氫并推動(dòng)氫能在交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)這些能源密集行業(yè)的減排和脫碳。
1.2美國(guó):通過(guò)綠色技術(shù)促進(jìn)能源安全和可持續(xù)性
美國(guó)作為世界第一大能源消費(fèi)國(guó)和第一大原油進(jìn)口國(guó),高度重視能源技術(shù)研究,將能源領(lǐng)域作為美國(guó)綠色發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)。奧巴馬政府的能源政策以發(fā)展新能源為核心,推廣綠色能源發(fā)展,先后出臺(tái)了《美國(guó)清潔能源安全法》《清潔能源計(jì)劃》《全民清潔能源計(jì)劃》《國(guó)家海上風(fēng)能戰(zhàn)略》等,推動(dòng)清潔能源的利用和普及。雖然特朗普總統(tǒng)任期內(nèi)將能源政策向化石能源傾斜,清潔能源投資和利用受到一定的影響,但核能、生物能源、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉匆约疤疾都煤头獯婕夹g(shù)的研發(fā)仍受到大力資助。2020年2月,美國(guó)能源部(Department of Energy,DOE)宣布了1.255億美元的太陽(yáng)能技術(shù)資助計(jì)劃。4月,DOE制定《恢復(fù)美國(guó)的核能源領(lǐng)導(dǎo)地位戰(zhàn)略》,提出多項(xiàng)增強(qiáng)核電積極屬性的政策建議,包括加強(qiáng)鈾礦開采和轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè),利用投資鞏固技術(shù)進(jìn)步,增強(qiáng)美國(guó)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并推動(dòng)美國(guó)的出口,同時(shí)確保與美國(guó)防擴(kuò)散目標(biāo)的一致性并支持國(guó)家安全。與此同時(shí),DOE宣布資助高達(dá)1.31億美元的碳捕集、利用和封存研發(fā)項(xiàng)目。7月,DOE宣布投資9700萬(wàn)美元用于生物能源研發(fā)。現(xiàn)任拜登總統(tǒng)將應(yīng)對(duì)氣候變化作為其首要任務(wù)之一,2021年1月,拜登政府宣布重返《巴黎協(xié)定》并簽署了《應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外氣候危機(jī)的行政命令》,提出在全社會(huì)范圍內(nèi)采取措施應(yīng)對(duì)氣候危機(jī),全面加強(qiáng)清潔技術(shù)研發(fā)。2021年2月,美國(guó)能源部宣布通過(guò)能源高級(jí)研究計(jì)劃局提供1億美元的資金,以支持變革性的低碳能源技術(shù)。2021年3月,美國(guó)眾議院能源與商業(yè)委員會(huì)提出《清潔未來(lái)法案》,提出在整個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)嵤┚G色清潔能源解決方案,并提出將投入1000億美元幫助各州、城市、社區(qū)和企業(yè)向清潔能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。
1.3日本:通過(guò)綠色技術(shù)推進(jìn)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)
日本作為典型的資源緊缺性國(guó)家,高度重視資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。日本一直緊抓能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,大力推進(jìn)綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2012年發(fā)布了《綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》,提出克服石油危機(jī)以來(lái)的主要能源約束,實(shí)現(xiàn)能源從“核電廠到綠色”的轉(zhuǎn)變。2018年日本在第五期《能源基本計(jì)劃》中提出了面向2030年及2050年能源中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略,進(jìn)一步明確能源發(fā)展目標(biāo):加大零排放電力比例,降低核電和化石能源占比,發(fā)展可再生能源,提高能源自給率。與此同時(shí),日本加快推動(dòng)建設(shè)氫能社會(huì),《氫能及燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》《氫能基本戰(zhàn)略》《氫能與燃料電池技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略》等多個(gè)戰(zhàn)略以推動(dòng)氫能的發(fā)展。2020年1月,日本政府頒布了《革新環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略》,這份新的應(yīng)對(duì)氣候變化技術(shù)戰(zhàn)略提出將在能源、工業(yè)、交通、建筑和農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)等五大領(lǐng)域采取綠色技術(shù)創(chuàng)新以加快減排技術(shù)創(chuàng)新步伐。該技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略提出了39項(xiàng)重點(diǎn)綠色技術(shù),包括可再生能源、氫能、核能、碳捕集利用和封存、儲(chǔ)能、智能電網(wǎng)等綠色技術(shù)。并將在未來(lái)十年里投入30萬(wàn)億日元技術(shù)創(chuàng)新資金以促進(jìn)技術(shù)發(fā)展。該技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略顯示了日本利用綠色技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)對(duì)能源和氣候變化的決心。2020年12月,日本頒布了《2050年碳中和綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》,提出海上風(fēng)電、氫能、交通、農(nóng)林水產(chǎn)等14個(gè)產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)。
1.4韓國(guó):通過(guò)綠色技術(shù)促進(jìn)綠色增長(zhǎng)
韓國(guó)將“綠色增長(zhǎng)”作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的引擎。2008年制定了《低碳綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》,提出“以綠色技術(shù)和清潔能源創(chuàng)造新的增長(zhǎng)力和就業(yè)機(jī)會(huì)的發(fā)展新模式”;此后,與韓國(guó)“綠色增長(zhǎng)”戰(zhàn)略相關(guān)的政策和措施相繼出臺(tái),如《國(guó)家能源基本計(jì)劃》《氣候變化應(yīng)對(duì)綜合基本計(jì)劃》《綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略》《綠色增長(zhǎng)國(guó)家戰(zhàn)略及五年計(jì)劃》等。2020年7月,韓國(guó)宣布了“綠色新政”計(jì)劃,從2020年到2025年,政府將投資73.4萬(wàn)億韓元,以支持綠色基礎(chǔ)設(shè)施、新能源及可再生能源、綠色交通、綠色產(chǎn)業(yè)和碳捕集利用和封存等綠色技術(shù)的發(fā)展,加快向綠色低碳社會(huì)的轉(zhuǎn)型。2020年12月,韓國(guó)政府公布《2050碳中和促進(jìn)戰(zhàn)略》,提出加快能源轉(zhuǎn)型,發(fā)展新可再生能源等綠色技術(shù),旨在到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。為推動(dòng)韓國(guó)2050年實(shí)現(xiàn)碳中和,韓國(guó)于2021年3月發(fā)布了《碳中和技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)戰(zhàn)略》,該戰(zhàn)略確定了實(shí)現(xiàn)碳中和的十項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),包括太陽(yáng)能和風(fēng)能、氫、生物能源、CCUS等綠色技術(shù)。
1.5中國(guó):通過(guò)綠色技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)
伴隨我國(guó)綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的建立健全,綠色技術(shù)創(chuàng)新日益成為綠色發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ蔀榇蚝梦廴痉乐喂?jiān)戰(zhàn)、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。目前我國(guó)的綠色技術(shù)主要集中在節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源、生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施綠色升級(jí)和綠色服務(wù)等六大領(lǐng)域。黨的十九大報(bào)告指出“構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系,發(fā)展綠色金融,壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、清潔能源產(chǎn)業(yè)”。為全面貫徹落實(shí)黨的十九大精神,2019年4月,國(guó)家發(fā)展改革委、科技部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》,明確了構(gòu)建綠色技術(shù)創(chuàng)新體系的總體要求和具體措施。2021年3月,十三屆全國(guó)人大四次會(huì)議通過(guò)了《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》,其中提出要推動(dòng)能源清潔低碳安全高效利用,深入推進(jìn)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型,爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。
2 基于專利的國(guó)際綠色技術(shù)研發(fā)態(tài)勢(shì)分析
2.1數(shù)據(jù)來(lái)源與方法
相對(duì)于一般的國(guó)內(nèi)申請(qǐng),以PCT(Patent Cooperation Treaty)形式提出的國(guó)際申請(qǐng)具有較高的投入成本,申請(qǐng)人往往從盈利的角度考慮專利布局和權(quán)利要求的保護(hù)范圍,因而具有較高的專利價(jià)值度和專利布局地位。因此,本文以Derwent Innovation作為專利檢索數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)OECD綠色技術(shù)專利檢索策略(綠色技術(shù)類別見(jiàn)表2)進(jìn)行專利檢索。檢索時(shí)間為2020年11月6日,時(shí)間跨度為2000—2020年,共檢索出367116項(xiàng)PCT專利(由于PCT專利申請(qǐng)公開時(shí)間具有30個(gè)月的滯后,以及專利數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)收集和錄入有一定的延遲,故2018—2019年的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)僅供參考)。采用基于專利計(jì)量和文本聚類的方法分析了全球綠色技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與競(jìng)爭(zhēng)格局。

2.2綠色技術(shù)領(lǐng)域PCT專利申請(qǐng)量變化趨勢(shì)
從全球綠色技術(shù)領(lǐng)域的PCT專利申請(qǐng)量變化趨勢(shì)來(lái)看(圖1),2000年以來(lái)綠色技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)、緩慢下降、逐漸回升三個(gè)階段。2000—2013年,綠色技術(shù)領(lǐng)域的PCT專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì);PCT專利申請(qǐng)量從2000年的6919項(xiàng)增加到2013年的27249項(xiàng),年均增長(zhǎng)11%。20世紀(jì)70年代中葉以來(lái),溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨、生態(tài)環(huán)境退化等給人類生存和發(fā)展帶來(lái)了空前的威脅,環(huán)境問(wèn)題日益受到全球國(guó)家的重視。為應(yīng)對(duì)氣候變化給人類社會(huì)造成的不利影響,在全球?qū)用,先后制定了?guó)際公約《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都協(xié)議書》,多國(guó)締約方為實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)出臺(tái)了一系列氣候政策。尤其是2009年后主要國(guó)家開始重點(diǎn)關(guān)注綠色增長(zhǎng),并出臺(tái)了一系列促進(jìn)綠色增長(zhǎng)的政策,推動(dòng)了全球綠色技術(shù)的發(fā)展,全球綠色技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量也隨之快速增加。2013—2015年,全球綠色技術(shù)領(lǐng)域PCT專利呈現(xiàn)下降趨勢(shì),主要原因是能源領(lǐng)域的氣候減緩技術(shù)專利申請(qǐng)降幅明顯(圖2),其中太陽(yáng)能專利降幅最大(圖3),專利數(shù)量從2012年的3627項(xiàng)下降至2015年的2311項(xiàng),降幅達(dá)到36%,其原因可能是太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域市場(chǎng)供應(yīng)趨于飽和,技術(shù)創(chuàng)新放緩;另一方面能源和商品價(jià)格下跌,削減了開發(fā)可持續(xù)綠色能源的動(dòng)力,從而導(dǎo)致能源領(lǐng)域PCT專利申請(qǐng)量的下降。2015年以后,全球綠色技術(shù)PCT專利申請(qǐng)量又重新出現(xiàn)上升趨勢(shì),中國(guó)PCT專利申請(qǐng)量從2015年開始快速增加,推動(dòng)了全球綠色技術(shù)PCT專利數(shù)量的增長(zhǎng)。



從PCT專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)國(guó)家在專利數(shù)量的份額上看,美國(guó)以102660項(xiàng)PCT專利申請(qǐng)量遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家,位居世界第一位。其次是日本和德國(guó),分別以72547項(xiàng)和40390項(xiàng)PCT專利數(shù)量位居二、三位。隨后是中國(guó)、韓國(guó)、法國(guó)和英國(guó),這四個(gè)國(guó)家的PCT專利申請(qǐng)量分別為21337項(xiàng)、21056項(xiàng)、14820項(xiàng)和11436項(xiàng),其余國(guó)家的PCT專利數(shù)量則在5000項(xiàng)以下。其中中國(guó)和韓國(guó)的PCT專利申請(qǐng)呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì),而其他國(guó)家則是呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。中國(guó)PCT專利申請(qǐng)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì),這主要得益于中國(guó)近年來(lái)積極倡導(dǎo)的綠色發(fā)展、創(chuàng)新和其他環(huán)保政策,但是目前中國(guó)與美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在較大差距(圖1)。
2.3綠色技術(shù)領(lǐng)域各技術(shù)類別的PCT專利產(chǎn)出
2.3.1 綠色技術(shù)領(lǐng)域各技術(shù)類別PCT專利申請(qǐng)量變化趨勢(shì)
從綠色技術(shù)各技術(shù)類別的PCT專利數(shù)量變化趨勢(shì)(圖2)可以看出,與能源生產(chǎn)傳輸或分配有關(guān)的氣候減緩技術(shù)、環(huán)境管理技術(shù)、與交通運(yùn)輸相關(guān)的氣候減緩技術(shù)、產(chǎn)品生產(chǎn)或加工中的氣候減緩技術(shù)和與建筑相關(guān)的氣候減緩技術(shù)是綠色技術(shù)領(lǐng)域PCT專利申請(qǐng)的TOP5分支技術(shù)方向。其中環(huán)境管理技術(shù)PCT專利數(shù)量增長(zhǎng)到2011年后,發(fā)展相對(duì)平穩(wěn);而與能源生產(chǎn)傳輸或分配、交通運(yùn)輸、建筑相關(guān)的氣候減緩技術(shù)則整體呈現(xiàn)升-降-升趨勢(shì),與綠色技術(shù)整體變化趨勢(shì)基本一致。水資源相關(guān)適應(yīng)技術(shù)、溫室氣體的捕獲或封存或隔離或處置技術(shù)、與廢水處理或廢物管理相關(guān)的氣候減緩技術(shù)領(lǐng)域的PCT專利占綠色技術(shù)總量的比例則相對(duì)較少。
2.3.2主要國(guó)家綠色技術(shù)領(lǐng)域各技術(shù)分支分布
從主要國(guó)家的綠色技術(shù)領(lǐng)域各技術(shù)類別分布可以看出(圖4),環(huán)境管理技術(shù)、與能源生產(chǎn)傳輸或分配有關(guān)的氣候減緩技術(shù)、與交通運(yùn)輸相關(guān)的氣候減緩技術(shù)、與建筑相關(guān)的氣候減緩技術(shù)和產(chǎn)品生產(chǎn)或加工中的氣候減緩技術(shù)是各主要國(guó)家的布局重點(diǎn)。美國(guó)、日本和德國(guó)的各技術(shù)類別的PCT專利數(shù)量明顯高于其他國(guó)家。美國(guó)除了在與交通運(yùn)輸相關(guān)的氣候減緩技術(shù)僅次于日本外,其余7個(gè)技術(shù)類別的PCT專利數(shù)量均高于其他國(guó)家,美國(guó)研究較多的領(lǐng)域有環(huán)境管理技術(shù)、與能源生產(chǎn)傳輸或分配有關(guān)的氣候減緩技術(shù)和產(chǎn)品生產(chǎn)或加工中的氣候減緩技術(shù)。日本在與交通運(yùn)輸相關(guān)的氣候減緩技術(shù)的PCT專利數(shù)量高于其他國(guó)家位居第一位,除此以外,日本研究較多的領(lǐng)域還有環(huán)境管理技術(shù)、與能源產(chǎn)生傳輸或分配有關(guān)的氣候減緩技術(shù)以及產(chǎn)品生產(chǎn)或加工過(guò)程中的氣候減緩技術(shù)。德國(guó)研究較多的領(lǐng)域是環(huán)境管理技術(shù)、與交通運(yùn)輸相關(guān)的氣候減緩技術(shù)以及與能源產(chǎn)生傳輸或分配有關(guān)的氣候減緩技術(shù)。中國(guó)在各技術(shù)類別的PCT專利數(shù)量與美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在較大差距。
2.3.3綠色技術(shù)各小類技術(shù)PCT產(chǎn)出
綠色技術(shù)的八個(gè)大類又可細(xì)分為36個(gè)小類,這36個(gè)小類PCT專利申請(qǐng)變化趨勢(shì)如圖5所示。
2000年以來(lái),綠色技術(shù)領(lǐng)域PCT專利申請(qǐng)數(shù)量前五位的分別是能源領(lǐng)域的使能技術(shù)(儲(chǔ)能技術(shù)、氫能技術(shù)、燃料電池和能源領(lǐng)域的智能電網(wǎng))、空氣污染治理、公路運(yùn)輸領(lǐng)域的綠色技術(shù)、可再生能源發(fā)電和建筑節(jié)能技術(shù)。能源領(lǐng)域的使能技術(shù)(儲(chǔ)能技術(shù)、氫能技術(shù)、燃料電池和能源領(lǐng)域的智能電網(wǎng))、公路運(yùn)輸領(lǐng)域的綠色技術(shù)和建筑節(jié)能技術(shù)的PCT專利申請(qǐng)?jiān)诮?jīng)歷快速增長(zhǎng)和緩慢下降后,從2015年左右開始呈現(xiàn)回升,近年來(lái)出現(xiàn)逐年增加趨勢(shì),尤其是能源領(lǐng)域的使能技術(shù)近年來(lái)快速增加。在能源領(lǐng)域使能技術(shù)中,儲(chǔ)能技術(shù)是研究最多的領(lǐng)域且整體呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)(圖6)。儲(chǔ)能技術(shù)是提高能源利用效率、增加可再生能源利用比例、保障能源安全、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐技術(shù),受到全球主要國(guó)家的重視。另外,全球氫能技術(shù)的PCT專利呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì),氫能作為綠色、高效的清潔能源,被稱為21世紀(jì)的“終極能源”,美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家更是將氫能規(guī)劃上升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度。預(yù)計(jì)未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)和氫能技術(shù)的專利申請(qǐng)將繼續(xù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)?諝馕廴局卫眍I(lǐng)域的PCT專利申請(qǐng)從2011年來(lái)整體發(fā)展相對(duì)平穩(wěn)?稍偕茉窗l(fā)電領(lǐng)域的PCT專利申請(qǐng)數(shù)量在2012年達(dá)到頂峰后,開始出現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)。
2.4綠色技術(shù)領(lǐng)域近十年研發(fā)熱點(diǎn)
本研究采用基于向量空間模型(Vector Space Model,VSM)和K-means++聚類方法對(duì)近十年專利文本進(jìn)行主題挖掘。通過(guò)聚類和人工判讀共形成了綠色技術(shù)領(lǐng)域的12個(gè)主要技術(shù)大類(圖7和表3):1)可再生能源——太陽(yáng)能;2)電力系統(tǒng);3)傳統(tǒng)車輛(基于內(nèi)燃機(jī))的減排技術(shù);4)水和廢水處理技術(shù);5)廢氣處理技術(shù);6)鋰電池及其應(yīng)用(如電動(dòng)汽車);7)混合動(dòng)力汽車的減排技術(shù);8)非化石燃料生產(chǎn)的能源——生物燃料;9)可再生能源——風(fēng)能;10)減少空氣污染的氣體過(guò)濾技術(shù);11)有助于建筑、能源等領(lǐng)域節(jié)能的信息和通信技術(shù);12)建筑、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的采暖、空調(diào)等節(jié)能技術(shù)。
上述12個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)大類主要分布在能源、交通、環(huán)境管理和多領(lǐng)域的交叉技術(shù)。能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)大類包括可再生能源的太陽(yáng)能和風(fēng)能,非化石燃料的生物燃料,儲(chǔ)能技術(shù)的鋰電池,以及電力系統(tǒng)共5項(xiàng)。其中,熱點(diǎn)技術(shù)主要包括太陽(yáng)能電池、風(fēng)力渦輪機(jī)、生物質(zhì)處理系統(tǒng)、鋰離子電池、供電控制方法等。交通領(lǐng)域的綠色技術(shù)熱點(diǎn)大類包括傳統(tǒng)車輛(基于內(nèi)燃機(jī))的減排技術(shù)、混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車共3項(xiàng)。其中,熱點(diǎn)技術(shù)主要包括燃油噴射系統(tǒng)、混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、鋰電池電動(dòng)汽車等。環(huán)境管理領(lǐng)域的熱點(diǎn)大類包括廢水和廢氣處理系統(tǒng)共2項(xiàng),熱點(diǎn)技術(shù)主要包括污水處理系統(tǒng)和方法、廢氣凈化方法。此外還包括建筑、能源、交通等多領(lǐng)域的信息通信技術(shù)和節(jié)能技術(shù)2項(xiàng),熱點(diǎn)技術(shù)包括無(wú)線通信系統(tǒng)、熱電聯(lián)產(chǎn)等。
3 結(jié)論與展望
隨著各主要國(guó)家紛紛選擇綠色復(fù)蘇和宣布碳中和目標(biāo),綠色技術(shù)創(chuàng)新正成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn);谥饕獓(guó)家/地區(qū)在促進(jìn)綠色技術(shù)發(fā)展方面制定的戰(zhàn)略或規(guī)劃梳理,以及基于專利視角分析綠色技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì),可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:
1)主要國(guó)家/地區(qū)在多個(gè)領(lǐng)域?qū)G色技術(shù)進(jìn)行了戰(zhàn)略布局。從全球綠色技術(shù)申請(qǐng)專利技術(shù)分布和主要國(guó)家綠色技術(shù)戰(zhàn)略布局來(lái)看,綠色技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了早期的側(cè)重環(huán)境治理技術(shù),到強(qiáng)調(diào)特定重點(diǎn)領(lǐng)域的綠色技術(shù),再到如今的多領(lǐng)域、跨領(lǐng)域的綠色技術(shù)體系變化。2007年及以前,環(huán)境管理領(lǐng)域綠色技術(shù)專利數(shù)量位居全球第一位,綠色技術(shù)側(cè)重環(huán)境治理技術(shù)。隨著能源儲(chǔ)備短缺與環(huán)境污染問(wèn)題的日益突出,主要國(guó)家逐漸關(guān)注對(duì)氣候變化產(chǎn)生重大影響的能源領(lǐng)域,紛紛出臺(tái)多個(gè)能源戰(zhàn)略,不斷推進(jìn)綠色環(huán)保清潔低碳能源的發(fā)展。但是在氣候減排目標(biāo)落實(shí)進(jìn)度過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)僅依靠能源領(lǐng)域的措施和行動(dòng)不足以完成原有的減排目標(biāo),因此,需要從更廣闊的視角入手,目前主要國(guó)家已將綠色技術(shù)布局從能源領(lǐng)域不斷向其他領(lǐng)域延伸,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)等多個(gè)部門進(jìn)行了綠色技術(shù)戰(zhàn)略布局,綠色生產(chǎn)、綠色生活和綠色消費(fèi)已經(jīng)滲透到國(guó)家經(jīng)濟(jì)的方方面面。
2)全球綠色技術(shù)研發(fā)近幾年開始回升并呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),預(yù)計(jì)未來(lái)將會(huì)迎來(lái)新一輪增長(zhǎng);谌蚓G色技術(shù)領(lǐng)域PCT專利態(tài)勢(shì)分析發(fā)現(xiàn),2000年以來(lái),全球綠色技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)在經(jīng)歷了十幾年的快速增長(zhǎng)期和2013—2014年緩慢衰退期后,從2015年開始,綠色技術(shù)PCT專利申請(qǐng)量開始回升呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在全球碳中和目標(biāo)的推動(dòng)下,預(yù)計(jì)未來(lái)綠色技術(shù)研發(fā)會(huì)迎來(lái)新一輪增長(zhǎng)。在國(guó)際綠色技術(shù)領(lǐng)域,美國(guó)、日本、德國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、法國(guó)和英國(guó)是全球綠色技術(shù)領(lǐng)域PCT專利申請(qǐng)的主要國(guó)家,美日歐在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,雖然中國(guó)研究規(guī)模不斷擴(kuò)大,但仍與領(lǐng)先國(guó)家存在一定差距。
3)能源技術(shù)是綠色技術(shù)的重點(diǎn)領(lǐng)域,氫能成為主要國(guó)家能源戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)。從綠色技術(shù)研究領(lǐng)域發(fā)展情況上看,自2007年以來(lái),與能源相關(guān)的氣候減緩技術(shù)PCT專利申請(qǐng)量超過(guò)其他分支技術(shù)申請(qǐng)量,位居專利申請(qǐng)的第一位。能源活動(dòng)是氣候變化的主要因素,約占全球溫室氣體排放總量的60%,從各主要國(guó)家在促進(jìn)綠色技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃中可以看出,能源領(lǐng)域是主要國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃的重點(diǎn)。2019年7月至2020年8月期間,全球25個(gè)國(guó)家和地區(qū)(阿根廷、澳大利亞、巴西、加拿大、中國(guó)、哥倫比亞、埃及、埃塞俄比亞、歐盟、印度、印度尼西亞、伊朗、日本、墨西哥、摩洛哥、韓國(guó)、俄羅斯、南非、沙特阿拉伯、泰國(guó)、土耳其、烏克蘭、阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)(阿聯(lián)酋)、美國(guó)和越南)通過(guò)或正在制定的60多項(xiàng)氣候緩解政策中,與能源相關(guān)的政策高達(dá)25項(xiàng)。儲(chǔ)能技術(shù)和氫能受到主要國(guó)家的重視,專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家更是將氫能規(guī)劃上升到國(guó)家能源戰(zhàn)略高度,成為主要國(guó)家能源戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)。預(yù)計(jì)未來(lái)儲(chǔ)能和氫能將成為能源領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)技術(shù)。
4)中國(guó)十分重視低碳發(fā)展,綠色技術(shù)專利產(chǎn)出逐年增長(zhǎng)。中國(guó)PCT專利申請(qǐng)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì),PCT專利數(shù)量從2000年的908項(xiàng)增加到2017年3050項(xiàng),增加了336%。黨的十八大報(bào)告指出,“著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”,十九大報(bào)告進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),“推進(jìn)綠色發(fā)展,建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系”以及“構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系”等,“十四五規(guī)劃”提出爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),均體現(xiàn)了中國(guó)推動(dòng)綠色發(fā)展的目標(biāo)和決心,目前已形成涵蓋節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源、生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施綠色升級(jí)等產(chǎn)業(yè)的116項(xiàng)綠色技術(shù)的推廣目錄。
面對(duì)全球綠色發(fā)展大趨勢(shì)和實(shí)現(xiàn)碳中和帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn),中國(guó)亟需從促進(jìn)綠色技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略政策、創(chuàng)新、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以后發(fā)優(yōu)勢(shì)促進(jìn)綠色發(fā)展;谏鲜龇治,針對(duì)我國(guó)綠色技術(shù)創(chuàng)新提出如下三點(diǎn)建議:1)抓住全球綠色復(fù)蘇大趨勢(shì),完善綠色技術(shù)發(fā)展配套政策,進(jìn)一步加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和系統(tǒng)謀劃,使之成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn);2)促進(jìn)綠色技術(shù)創(chuàng)新在工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)等多領(lǐng)域的發(fā)展和推廣應(yīng)用,推進(jìn)我國(guó)的生態(tài)文明建設(shè);3)加快構(gòu)建可再生能源、氫能等多元清潔低碳能源體系,全面推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。
作者:秦阿寧,王燕鵬(中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心)
孫玉玲(中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心,中國(guó)科學(xué)院大學(xué)圖書情報(bào)與檔案管理系)
滕飛(中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心,中國(guó)石油大學(xué)(北京))
致謝
中國(guó)石油大學(xué)(北京)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院能源戰(zhàn)略研究院張奇教授對(duì)本文提出了寶貴的意見(jiàn)與建議,謹(jǐn)致謝忱!

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