中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：12月10日，國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布《增強(qiáng)型電網(wǎng)專利》報(bào)告，指出隨著各國(guó)瞄準(zhǔn)人工智能解決方案，電網(wǎng)專利申請(qǐng)量激增，歐洲、日本和美國(guó)在電網(wǎng)專利方面處于領(lǐng)先地位，中國(guó)正在成為智能電網(wǎng)的強(qiáng)大參與者。要點(diǎn)如下：
1、總體情況
電力是能源轉(zhuǎn)型的核心，未來幾年全球電力消費(fèi)將加速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2050年，全球需更換約5000萬(wàn)公里的老舊輸配電線路。因此，現(xiàn)代化智能電網(wǎng)對(duì)于能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。電網(wǎng)不僅需要翻新、擴(kuò)展和優(yōu)化以提高靈活性，還需確保競(jìng)爭(zhēng)力、安全性和可負(fù)擔(dān)性。若不關(guān)注降低成本、提高電網(wǎng)性能的技術(shù)創(chuàng)新，電網(wǎng)可能成為能源轉(zhuǎn)型的瓶頸。統(tǒng)計(jì)顯示，過去19年，電網(wǎng)技術(shù)專利申請(qǐng)量增加了7倍，智能電網(wǎng)技術(shù)專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)較快，增強(qiáng)電網(wǎng)物理性能的專利申請(qǐng)數(shù)量龐大，這將決定未來電網(wǎng)創(chuàng)新方向。
2、2009-2013年全球電網(wǎng)相關(guān)專利申請(qǐng)量急劇增加
2009-2013年期間，電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的專利申請(qǐng)量以驚人速度增長(zhǎng)，國(guó)際專利族（IPF）[1]數(shù)量年均增長(zhǎng)率達(dá)30%，遠(yuǎn)高于低碳能源技術(shù)（12%）和所有技術(shù)（4%）。這一現(xiàn)象反映了行業(yè)對(duì)新型智能電網(wǎng)技術(shù)的高度關(guān)注。在政策驅(qū)動(dòng)下，智能電表、電動(dòng)汽車以及可再生能源加速擴(kuò)張促進(jìn)了電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。
2010-2022年期間，包含智能電網(wǎng)元素的物理電網(wǎng)專利申請(qǐng)量比前十年增加了50%，主要來自于歐洲、日本和美國(guó)。中國(guó)正逐漸成為全球電網(wǎng)專利增長(zhǎng)的新引擎，從2013年占全球總量的7%上升至2022年的25%，并首次成為全球電網(wǎng)專利最大申請(qǐng)國(guó)。如圖1所示。
圖1 2001-2022年世界各主要地區(qū)的電網(wǎng)相關(guān)專利申請(qǐng)趨勢(shì)
備注：根據(jù)電網(wǎng)相關(guān)IPF申請(qǐng)人所屬國(guó)家/地區(qū)計(jì)算申請(qǐng)量，共同申請(qǐng)采用分?jǐn)?shù)計(jì)數(shù)
3、過去十年，歐盟和日本在電網(wǎng)專利方面處于領(lǐng)先地位
2011年至2022年，歐盟和日本分別貢獻(xiàn)了全球五分之一以上的電網(wǎng)相關(guān)IPF申請(qǐng)量，并具備相對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)（RTA）[2]。歐洲在物理電網(wǎng)技術(shù)方面專業(yè)化程度更高，僅瑞士就占全球IPF申請(qǐng)量的5%；日本則在智能電網(wǎng)技術(shù)方面表現(xiàn)更為突出。美國(guó)貢獻(xiàn)了全球20%的電網(wǎng)相關(guān)專利，但專業(yè)化不夠。中國(guó)雖在全球電網(wǎng)相關(guān)IPF申請(qǐng)量中占比較低，但在物理電網(wǎng)和智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)化水平與歐盟相當(dāng)，顯示出強(qiáng)勁的技術(shù)能力。如圖2所示。
圖2 2001-2022年世界主要地區(qū)電網(wǎng)相關(guān)IPF占比和技術(shù)優(yōu)勢(shì)
4、電網(wǎng)相關(guān)專利申請(qǐng)企業(yè)分布
西門子、阿西布朗勃法瑞公司（ABB）和通用電氣在電網(wǎng)相關(guān)專利申請(qǐng)上處于領(lǐng)先，尤其在物理電網(wǎng)技術(shù)方面具備優(yōu)勢(shì)。在智能電網(wǎng)創(chuàng)新方面，這些企業(yè)面臨著強(qiáng)大的亞洲競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
2011-2022年期間，全球電網(wǎng)相關(guān)專利申請(qǐng)量排名前15的企業(yè)合計(jì)申請(qǐng)量占專利總量的31%，其中物理電網(wǎng)專利合計(jì)占比為35%，智能電網(wǎng)為31%。西門子（德國(guó)）、通用電氣（美國(guó)）和ABB（瑞士）位列前三。7家日本企業(yè)專注于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，表現(xiàn)突出。其他領(lǐng)先企業(yè)包括韓國(guó)三星電子、法國(guó)施耐德電氣和中國(guó)華為（從電信設(shè)備拓展至智能電網(wǎng)）。此外，豐田、本田和福特因在智能電動(dòng)汽車充電領(lǐng)域的表現(xiàn)也進(jìn)入榜單。如圖3所示。
圖3 2001-2022年全球電網(wǎng)相關(guān)專利前15家申請(qǐng)機(jī)構(gòu)
5、智能電網(wǎng)創(chuàng)新正推動(dòng)新的電網(wǎng)專利熱潮
自2010年起，電網(wǎng)資產(chǎn)控制相關(guān)專利申請(qǐng)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。日本在逆變器及電力存儲(chǔ)資產(chǎn)預(yù)測(cè)與控制方面表現(xiàn)突出；而故障檢測(cè)專利的增長(zhǎng)主要來自中國(guó)。智能電表專利活動(dòng)由美國(guó)和歐洲主導(dǎo)，但專利申請(qǐng)量在經(jīng)歷初期快速增長(zhǎng)后已大幅減少?？傮w來看，智能電網(wǎng)用戶側(cè)產(chǎn)品由于開發(fā)周期短、接口標(biāo)準(zhǔn)化，專利活動(dòng)呈現(xiàn)不穩(wěn)定趨勢(shì)。因此，創(chuàng)新者在開發(fā)初期的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)尤為重要。電動(dòng)汽車充電領(lǐng)域經(jīng)歷了類似變化，自2015年以來專利活動(dòng)恢復(fù)顯著增長(zhǎng)，得益于聚合與遠(yuǎn)程控制技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，專利申請(qǐng)活動(dòng)從設(shè)備供應(yīng)商向原始設(shè)備制造商轉(zhuǎn)移，顯示出后者對(duì)智能充電技術(shù)的關(guān)注。2011-2022年間，日本在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量占全球三分之一，美國(guó)和歐洲各占約20%。如圖4所示。
圖4 2001-2022年全球智能電網(wǎng)技術(shù)專利申請(qǐng)量
6、近年來電網(wǎng)相關(guān)人工智能專利申請(qǐng)量大幅增長(zhǎng)
截至2022年的5年間，電網(wǎng)相關(guān)人工智能專利活動(dòng)最為活躍，申請(qǐng)量增長(zhǎng)超過500%。美國(guó)和中國(guó)分別貢獻(xiàn)了24%、23%的人工智能相關(guān)IPF申請(qǐng)量，歐盟占18%。人工智能在電網(wǎng)領(lǐng)域的專利主要集中于預(yù)測(cè)和決策，占該領(lǐng)域IPF申請(qǐng)量的39%。同時(shí)，人工智能還廣泛應(yīng)用于微電網(wǎng)和停電管理等領(lǐng)域。
圖5 2001-2022年全球智能電網(wǎng)人工智能領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)
7、相當(dāng)一部分電網(wǎng)技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)持有專利申請(qǐng)
報(bào)告涉及的1085家電網(wǎng)技術(shù)相關(guān)初創(chuàng)企業(yè)中，有358家至少持有1項(xiàng)IPF申請(qǐng)，比例高達(dá)33%，這種專利優(yōu)勢(shì)可能為電網(wǎng)相關(guān)初創(chuàng)企業(yè)吸引風(fēng)險(xiǎn)投資提供基礎(chǔ)。在智能電網(wǎng)技術(shù)中，約1/3的初創(chuàng)企業(yè)專注于電網(wǎng)優(yōu)化，1/4關(guān)注電力交易方面，其余包括虛擬電廠（20%）和儀表硬件（14%）。盡管硬件開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高、資金需求大，仍有約一半初創(chuàng)企業(yè)選擇該路線，顯示出其潛在價(jià)值與挑戰(zhàn)。政府應(yīng)密切關(guān)注這些初創(chuàng)企業(yè)的需求，以確保創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)對(duì)硬件領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)者的足夠支持。
地理分布上，39%的初創(chuàng)企業(yè)位于美國(guó)和歐洲，其中歐盟占24%。相比之下，中國(guó)、韓國(guó)和日本的初創(chuàng)企業(yè)數(shù)量較少，可能與風(fēng)險(xiǎn)投資在這些國(guó)家生態(tài)系統(tǒng)中的作用較弱有關(guān)。除此之外，加拿大（50家）、印度（30家）和以色列（13家）也形成了相對(duì)龐大的電網(wǎng)相關(guān)初創(chuàng)企業(yè)生態(tài)。
