欧洲专利局 & IRENA报告 | 可再生能源制氢水电解槽的创新趋势
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2022年5月，欧洲专利局 (EPO) 和国际可再生能源署 (IRENA) 联合发布关于制氢电解槽创新趋势的专利洞察报告《Innovation Trends in Electrolysers for Hydrogen Production》，该报告使用专利统计数据，揭示了令人兴奋的使用可再生电力电解水制造氢气——也即绿氢领域的发展趋势和活力。报告以附带的详细图表和评论，为绿氢生产行业提供重要参考。
Innovation Trends in Electrolysers for Hydrogen Production
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使用可再生电力电解水生产绿氢作为有吸引力的低碳能源载体，是一种可持续的选择。为了应对对基于可再生能源的氢气不断增长的需求，氢电解槽市场未来超记录的扩张趋势，需要与电解槽制造和部署的显著产能增加相关联。快速降低电解槽系统的成本至关重要，而技术创新对此更为重要。
IRENA 报告显示，通过改进电解槽的设计和建造、规模经济、用更容易获取的金属替代稀缺材料、提高效率等关键战略，氢电解槽厂的投资成本可以在短期内降低 40%，在长期内降低 80%并具有操作上的灵活性，从而满足与 1.5˚C 气候目标相一致的高科技部署的学习曲线。
这份关于制氢电解槽创新趋势的专利洞察报告由欧洲专利局 (EPO) 和国际可再生能源署 (IRENA) 联合编写，使用专利统计数据揭示了令人兴奋的绿氢领域的趋势和活力——通过使用可再生电力电解水生产氢气。报告通过丰富的图表和评论，对希望更好地了解这些快速扩张的技术领域的政策制定者、技术专家、公司和投资者非常有参考价值。
https://public.tableau.com/views/IRENA_Electrolysers_Patents_Insights/Electrolysers_patent_insight?:showVizHome=no&embed=yes
报告还提供了一个在线网站，以带有交互式图表仪表板形式供参考。这些图表也可通过图片和PPT形式下载。
以下为报告目录和关键图表资料：
上图显示了报告中所分析的技术和子技术领域的概要，以及为收集数据而进行的相关搜索查询的标识。
2005-2020年的专利族（左侧）和国际专利族（右侧）的趋势，比较了基于水电解的制氢工艺和使用液体或固体碳氢化合物原料的工艺的专利数的变化情况。可看出电解水相关专利增长迅速，15年间，从不到200增长到1888份。
2005-2020年期间与基于水电解的制氢工艺有关的专利家族总数。左侧列出了前10个国家（括号内的数字是总数；括号外的数字仅指国际专利）。右侧为前6个国家（TOP6，日本、美国、德国、韩国、法国和中国）的国际专利数的趋势。
2005-2020年期间在专利管辖区申请的与水电解有关的国际专利族总数。数据以专利族中的第一优先国家为基础。左侧显示前10个专利管辖区域（EPO表示欧洲专利局，WIPO表示世界知识产权组织），右侧显示前10个专利管辖区域的各年度份额。美国和日本遥遥领先于其他国家，德国和韩国增长迅速。中国在2020年增长到30份。
2005-2020年期间基于水电解的制氢工艺的前10名专利受让人（左）。2005-2014年期间基于液态碳氢化合物制氢工艺的前10名专利受让人以及与2015-2020年期间的活动比较情况，可看出大部分呈现下降趋势（右）。
基于水电解制氢工艺的前20名专利受让人，以及2005至2020年期间的年度趋势。气泡的大小表示国际专利族的数量。日本东芝、法国CEA、德国西门子、日本本田汽车处于前列。
水电解领域年度专利和总专利数趋势。（2021年只包括半年数据）浅色为总的授权专利数，随着时间的推移，可以观察到授权专利数量的持续增长，这表明为开发新的电解槽技术而获得的能力普遍增加。
水电解槽和子技术领域的专利国际合作情况
欧洲专利组织的成员国在跨国发展和随后的专利申请方面有相当大的参与。最突出的是，德国、法国、英国、瑞士和荷兰与美国的合作水平很高。日本、加拿大和韩国与美国的合作也很紧密。与中国的合作主要体现在与德国、韩国等共同申请上。另有加拿大、法国和瑞士等合作较多，可能受益于说法语的原因。
五个子级技术领域有关的国际专利的国家份额情况。欧洲专利组织的38个成员国算作一个国家。每一栏顶部黑体数字是该技术领域的国际专利申请总数。
电解槽技术的新面孔，中国的企业和研究机构表现出色
2005-2020年国际专利族的趋势，集中在以下电解槽工作参数：环境温度、大气压力、电池结构：分体式、电池结构：非分体式、分体式零间隙（膜电极组件或MEA）、高压、高温。
（图左）2016-2020年专注于电池结构的国际专利族的热门国家：分体、分体零间隙（MEA）和高压。右侧显示了2016-2020年专注于电池结构的国际专利族的顶级专利实体：分体、分体零间隙（MEA）和高压技术。
12家高压电池的国际专利族企业专利按年申请情况
2005-2020年专注于电催化剂材料的国际专利系列的趋势：贵金属包括氧化物、非贵金属、合金、陶瓷和有机物、钻石、非钻石。右侧为2005年至2020年期间，国际专利在三个类别的专利申请总数中的平均份额。
分离器膜 - 国际专利族分布情况
电解器的可堆叠性：2005-2020年关注电解槽（堆栈）可堆叠性的国际专利族的趋势：带双极元件的堆栈--电极，带双极元件的堆栈--板，不带双极元件的堆栈类型和带膜的堆栈类型。
堆栈方面的专利，日本和美国遥遥领先，在企业方面，日本东芝、法国CEA、日本松下、德国西门子和日本本田汽车处于领先位置。
光电解
光电解方面的国际专利族增长情况
绿氢方面的专利（风电、水电和光伏方面）
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来源：IRENA
https://irena.org/publications/2022/May/Innovation-Trends-in-Electrolysers-for-Hydrogen-Production
https://public.tableau.com/views/IRENA_Electrolysers_Patents_Insights/Electrolysers_patent_insight?:showVizHome=no&embed=yes
https://irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2022/May/IRENA_EPO_Electrolysers_H2_production_2022.pdf
编译：风能专委会CWEA公众号
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