日前世界智慧財產權組織 (World Intellectual Property Organization, WIPO) 發布應用於運輸之氫燃料電池 (Hydrogen fuel cells in transportation) 報告,該趨勢報告提供對專利活動之觀察,並涵蓋網路新聞、新聞稿和運輸氫燃料電池領域企業財報之訊息。以下摘錄該報告之主要發現:
應用於運輸之燃料電池專利家族申請案共52,433個,佔燃料電池相關專利申請總量的1/4。52,433個專利家族申請案中,32,018個專利家族包含至少一件核准專利。
應用於運輸之燃料電池相關專利申請案高度集中於5個國家,96%的專利家族至少包含一件向日本、美國、中國大陸、韓國、德國、歐洲專利局或WIPO 提交的專利申請案。整體而言,62%的專利家族僅在一個專利局提出申請,其中日本和中國大陸各佔1/5。以發明人國籍而言,以中國大陸、日本、美國和德國為大宗,佔該領域所有專利之89%。
自2016年以來,應用於運輸之氫燃料電池技術開始蓬勃發展,中國大陸、日本和德國是該技術領域專利申請之主要來源國。2016年至2020年間,氫燃料電池領域之專利申請案件數成長23.4%,2020年以中國大陸申請人提交7,261件為大宗,佔69%,其次為日本1,186件(佔11.3%)、德國646件(佔6.2%)、韓國583件(佔5.6%)和美國403件(佔3.8%)。中國大陸目前是運輸氫燃料電池相關專利申請案的最大來源國,在過去2到3年裡,中國大陸受理的專利申請案件數非常龐大,無論是本國人提交之專利申請案,還是來自日本、美國、韓國和德國。雖然中國大陸的發明人佔據很大的比例,很少有中國大陸企業在整體專利組合方面名列前茅,申請量最多的企業大多來自日本、韓國、德國和美國,但如果中國大陸企業繼續大量的申請專利,這種情況可能迅速改變。
該報告顯示,全球將近1/4的直接二氧化碳排放由交通運輸所產生,但近期電動汽車迅速普及,綜合其他指標,顯示消費者已經準備好接受技術進步以對抗氣候變遷。
排名前30大的申請人佔運輸之燃料電池專利申請總量的40%,前30大申請人中只有中國科學院一家研究機構上榜。然而,來自大學和研究機構的專利申請件數在過去幾年間有所成長,中國大陸的大學在該領域非常活躍,美國、韓國、日本和歐洲的大學也有相關專利申請活動。除了專利申請外,一些大學和研究機構也積極合作,除了與產業界合作之外,也和其他學術機構夥伴合作。
據分析,氫氣和燃料電池在交通運輸之主要申請案集中在道路運輸,相較之下,海運、空運和特殊車輛僅佔一小部分。然而,特殊車輛如工程車輛、堆高機和機場拖車等小眾市場也在快速發展中。
專利數據顯示氫燃料電池車輛技術相當活躍,企業在減碳方面投入大量資金。由於電池驅動車輛具有很高的能源效率,企業聚焦於將電池驅動之電動汽車打入市場,以加速實現緩和氣候變遷的目標。儘管如此,根據專利數據顯示,重型車輛是氫燃料電池的潛在市場,由於重型車輛所需的有效負載,氫的高能量密度比一般電池更具有優勢。
氫能源預計在未來20年將航空業轉型為零碳排產業方面扮演重要角色,Airbus於2022年發布的新聞稿中表示,氫燃料電池是最有前景的技術之一,Airbus是航空領域燃料電池的主要飛機製造商,自2019年以來專利申請量增加。
由於企業對其供應鏈和物流鏈之二氧化碳排放難辭其咎,企業承諾2040年將實現零碳海運,以推動汙染嚴重的海運產業加速減碳,全球大約90%貿易透過海運進行,海運佔全球排放量的3%。燃料電池在海運方面的應用成長步調緩慢,與航空領域相當。有鑑於船舶的平均使用壽命較長,且近期才將液化天然氣技術用於船舶燃料,預計燃料電池在該領域之發展將受到限制。
與電池驅動火車相比,氫動力火車有幾個優勢,可以比電動火車更快更換燃料,而且可以行駛得更遠,目前德國、日本和英國都可以看到氫動力火車了。2018年Siemens Mobility引進德國第一輛氫動力火車,2022年3月東日本鐵道也開始測試氫動力火車。
資料來源:New Report: Patenting Booms for Clean "Hydrogen Fuel Cell" Technologies for Transport, WIPO, May 17, 2022.<https://www.wipo.int/pressroom/en/articles/2022/article_0006.html>