全球氢价值链创新趋势分析2023年1月关于清洁能源未来的氢专利
本报告由国际能源署（IEA）和欧洲专利局（EPO）联合发布，分析了全球氢价值链的专利趋势，旨在为政策制定者和决策者提供有关氢能创新的可靠情报，以支持清洁能源转型。
核心观点：
- 氢能创新以欧洲和日本为主导，美国市场份额下降，韩国和中国处于起步阶段。 2011-2020年，欧盟国家贡献了全球氢能专利的28%，并在所有三个技术类别中展现出技术优势。日本在电解技术领域领先，韩国在终端应用领域具有优势。美国在2015年后氢气专利申请显著下降，而韩国和中国的氢能相关创新仅在国际化层面刚刚起步。
- 创新主要分为成熟技术和受气候驱动的新兴技术。 成熟技术领域主要由欧洲化工行业主导，如氢气生产、储存和工业应用。新兴技术领域则主要由日本和韩国的汽车公司和设备供应商主导，专注于电解和燃料电池技术。
- 电解技术成为氢能生产创新的主要驱动力。 由气候驱动的技术创新在氢能生产领域不断增长，其中电解技术因其仅由可再生能源或核能供电的潜力而备受关注。碱性水电解是应用最广泛的技术，而质子交换膜（PEM）和固体氧化物电解槽（SOEC）则展现出快速增长的专利活动。
- 氢储存、分配和转化技术专利活动增长迅速。 成熟技术如纯氢储存和运输等领域的创新主要来自欧盟，而美国在氢化物和氨裂解等新兴领域具有优势。
- 汽车行业氢能应用领域的专利活动增长迅速。 专利数据表明，氢能在汽车应用方面的专利数量超过了所有其他氢能新兴用途的总和。日本和韩国的汽车公司在燃料电池推进技术方面占据主导地位。
- 其他工业应用领域创新尚未显著启动。 氢在钢铁生产中的应用有所提升，但其他工业应用领域，如使用基于氢的燃料进行长途运输的应用领域，创新尚未显著启动。
- 初创企业在氢能创新中发挥重要作用。 近70%的氢能初创企业至少持有一个专利申请，专利申请为筹资提供了支持。超过80%的后期投资流向了已经提交专利申请的公司。
关键数据：
- 2021年全球氢需求量为9400万吨，几乎全部由化石燃料基氢满足。
- 到2030年，低排放氢气的年产量可能达到1600万吨，其中基于电解的有900万吨，基于化石燃料的碳捕集、利用和封存（CCUS）的有700万吨。
- 2021年电解槽产能接近210兆瓦，预计到2022年将有近900兆瓦的电解槽产能投入运营。
- 2021年氢技术风险投资（VC）投资激增，达到超过10亿美元。
研究结论：
- 氢能创新正经历从传统碳密集型方法向低排放方法的转变，其中电解技术成为主要驱动力。
- 氢能价值链的部署需要协调，并解决不同环节的技术挑战。
- 政策制定者需要引导创新朝着新型制造技术、减少对关键矿物的依赖或使用可持续输入的方向发展。
- 需要更多创新以解锁绿色氢能新应用，并解决供需不匹配的风险。
