本文發表于《世界科技研究與發展》網絡首發時間：2022-09-15作者：賈倩  鄭懷國  趙靜娟  串麗敏  李凌云 單位：北京市農林科學院數據

本文發表于《世界科技研究與發展》網絡首發時間：2022-09-15

作者：賈倩 鄭懷國 趙靜娟 串麗敏 李凌云

單位：北京市農林科學院數據科學與農業經濟研究所

1 研究背景

氣候變化是當前人類面臨的嚴峻挑戰，應對氣候變化已成為全球共識，發展低碳經濟是減少溫室氣體排放、緩解全球氣候變暖的有效途徑。秸稈是我國主要的農業廢棄物之一，其能源化利用符合低碳綠色理念，碳減排潛力巨大，對于區域能源安全和綠色可持續發展具有重要意義。專利文獻是承載技術創新與產業變革等重要信息的載體，本文基于專利數據，從申請趨勢、區域分布、技術分布、研發主體等方面開展國內外秸稈能源化利用技術發展差異研究，并從專利組合理論視角分析我國在該領域的國際競爭地位，洞察我國秸稈能源化利用技術發展的優勢與不足，以期為該領域技術創新、產業發展和知識產權布局提供數據支撐和實證依據。

2 數據來源與研究方法

專利數據來自智慧芽數據庫（PatSnap），通過文獻計量法從申請趨勢、區域分布、技術分布、研發主體等維度進行分析，通過Derwent Innovation平臺的THEMES主題分析工具進行主題聚類分析和可視化呈現，形成領域技術主題全景圖；基于專利組合理論從專利活動和專利質量兩個維度分析國家競爭地位，采用專利申請量表征專利活動，通過專利授權率、平均被引頻次、域外專利申請占比以及INPADOC同族成員數量指標測度專利質量。

3 結果與分析

3.1 申請趨勢

國外該領域專利申請較早，申請趨勢較為平緩，在20世紀80年代和進入21世紀后經歷了兩個增長期。由于我國專利制度實施晚于國外，我國秸稈能源化利用技術專利申請晚于國外，但專利申請增速較快，在2009年和2017年出現兩次專利申請高峰。

3.2 區域分布

秸稈能源化利用專利的主要優先權國有中國、德國、美國、丹麥和日本，來自中國的專利申請最多，專利申請占比達81.7%。我國在秸稈能源化利用技術全球化保護和技術輸出方面與美國、德國、丹麥尚有較大差距，近99%的專利申請布局在國內；德國和美國超過半數的專利申請布局在國外，丹麥布局在國外的專利申請占比達到三分之二，三者處于明顯的技術輸出地位。

3.3 技術分布

從技術主題聚類來看，秸稈能源化利用技術熱點包括：1）秸稈炭化制備生物炭的方法、裝置、相關產品及其應用；2）秸稈復合生物質顆粒燃料配方及其制備方法，秸稈壓塊燃料生產工藝、粘合劑及壓塊裝置，用于秸稈壓縮成型的壓塊機、造粒機、擠壓成型機等成型設備；3）秸稈熱解氣化裝置及其爐體、腔室、輸氣管、凈化器、氣油分離器等結構部件；4）厭氧發酵生產沼氣的方法、菌種、工藝與裝置，以及沼氣發酵與凈化、供氣、發電等環節的聯合應用；5）利用酵母發酵秸稈制備乙醇的方法、工藝、系統及裝置；6）提高秸稈燃燒效率的鍋爐、燃燒室等燃燒裝置及其在采暖和發電等方面的應用。

從技術分支來看，固化成型技術和直燃技術是國內外秸稈能源化利用的熱點技術，但國外對液化技術的研發熱度較高。

從主要優先權國來看，五國技術分布各有側重。中國在熱解氣化、固化成型、發酵制沼和直燃4個技術分支的專利申請相對均衡，液化技術專利申請相對較少；美國則側重于秸稈液化技術的研發；同屬歐盟地區的德國和丹麥在固化成型、直燃和熱解氣化技術上均有較多專利申請；日本以固化成型的專利申請最多，液化、直燃和熱解氣化三個技術分支的專利申請相對均衡。

3.4 技術演進

在1980年至今的30余年間，國外秸稈能源化利用技術經過了以固化成型技術和直燃技術為主轉向以固化成型技術和液化技術為主的發展歷程。21世紀之后，液化技術逐漸替代直燃技術成為繼固化成型技術之后的主要秸稈能源化利用技術，以纖維素乙醇為代表的液化技術逐漸成為國外秸稈能源化利用技術的重點研發方向。

我國秸稈能源化利用技術經過了以熱解氣化技術為主轉向以固化成型技術和發酵制沼技術為主，熱解氣化技術、直燃技術和液化技術并行發展的歷程，呈現五項技術并行發展，液化技術發展相對緩慢的趨勢。

3.5 研發主體

從企業類申請人的專利申請占比來看，我國不及美國等國，產業化程度還有待提升。美國和日本企業類申請人的專利申請占比均超過60%，丹麥超過50%，我國不到50%，美國和日本在秸稈能源化利用領域的產業化程度較高。

秸稈能源化利用授權發明專利量排名TOP10機構，包括3家外國機構（丹麥INBICON公司、丹麥技術大學和美國XYLECO公司）和7家中國機構（河南農業大學、清華大學、北京化工大學、東南大學等4所高校，中國科學院及農業農村部沼氣科學研究所2所科研機構和北京三聚環保新材料股份有限公司1家企業）。

3.6 綜合競爭地位

基于專利組合理論，從專利活動和專利質量綜合分析五國的綜合競爭地位，目前秸稈能源化利用技術領域尚未出現技術領導者，美國屬于潛在技術競爭者，其專利申請量雖然不多，但專利質量普遍較高。中國屬于技術活躍者，盡管在專利數量上占據優勢，但在國際范圍為代表的全球化保護以及以被引頻次為代表的影響力上尚有不足，專利質量與美國相比尚有較大差距，國際競爭地位有待提升。

4 結論與建議

4.1 結論

在全球秸稈能源化利用領域，圍繞炭化、固化、氣化、液化和直燃等主要能源化利用手段，形成了秸稈生物炭、復合生物質顆粒燃料及壓塊燃料制備，秸稈熱解氣化裝置及相關結構部件研發，秸稈沼氣發酵工程及氣電聯產應用，秸稈纖維素制備乙醇，秸稈燃燒裝置及發電供熱系統工程開發等熱點主題，國內外秸稈能源化利用技術呈現差異化發展：

1）我國技術研發熱度持續保持高位，傾向在本國布局，全球化保護不足；國外呈低位平穩發展態勢，注重全球化布局與保護。

2）在各技術分支并行發展的基本格局下，我國液化技術發展緩慢，國外液化技術發展呈現主流化趨勢。

3）我國尚處于技術研發階段，技術數量優勢明顯，技術質量有待提升；歐美等國已基本實現技術產業化，技術質量較優。

4）我國企業的創新主體地位已初步確立，但創新能力仍顯不足，重要研發主體仍以科研機構和高校為主。

4.2 建議

1）在保障農用化利用的前提下，注重高值化能源化利用技術研發和專利布局

2）提高專利質量和全球化戰略布局意識，提升國際競爭地位

3）積極培育企業創新能力，加強產業鏈協同創新與融合發展

本周四！！微/信/公/主/號發布：沒/關/注的先/關/注下呦！！

【前沿資訊】全球最新替代蛋白的研究與發現
【前沿資訊】意大利科學家將乳酸菌培養基中的廢棄物轉化為新型肥料
【前沿資訊】多數歐洲人支持改變新基因組技術政策

就在周四！！！ 就在周四！！！ 就在周四！！！

掃/描/下/方/二/維/碼，關注“農科智庫”微/信/公/主/號，提前查看最新農業資訊！！！還有更多原創報告、一手農業前沿資訊等精彩內容。