什么是生物燃料?
生物燃料是由植物、藻类或动物废料生物质转化而成的替代燃料。作为化石燃料的可再生替代品,生物燃料大多用于运输,但也可用于供暖和发电。
生物燃料可以用不同的方法合成,目前正在进行大量研究,以确定新的原料和生产程序,从而提高最终产品的质量,并使其更适用于当前的发动机。
例如,合成生物燃料是利用生物原料(如生物质原料)中的碳氢化合物,通过化学和热学方法生产出来的。
生物燃料生产:知识产权申请的起源和动态
以下是全球生物燃料合成和生产知识产权趋势概览,包括法律地位、申请动态和研发国家。
从图表中可以看出,该技术的申请量在2010年达到顶峰,共申请了401个专利族,此后专利活动持续减少。在全球5016个专利族数据库中,44%的专利族已获授权,33%的专利族正在申请中。
亚洲是专利申请最多的大洲,主要由中国公司(超过1300个专利族)驱动,其次是美国公司(88%来自美国)和欧洲公司(15%来自英国)。
生物燃料生产:市场覆盖面
生物燃料生产领域的发明在全球范围内受到保护,主要在主要创新国家(即美国、中国、印度和加拿大)公开。
生物燃料生产:主要参与者
在生物燃料的主要创新投资者中,可以发现能源和油田行业的主要企业,以及主要来自韩国的研发机构。英荷巨头壳牌石油公司(Shell)率先申请了64项专利,主要涉及纤维素材料的转化及其工艺。美国石油精炼公司UOP以49项专利位居第二,主要涉及利用可再生原料合成燃料。
主要企业的专利申请情况表明,它们在2006年之前就对生物燃料技术产生了浓厚的兴趣。自2016年以来,主要企业的专利申请数量有所减少,这可能是因为它们对生物质以外的生物燃料和能源生产资源产生了兴趣。
生物燃料生产:网络与合作
专利申请人在介绍自己的发明时往往会引用对方的专利。这种强烈的互动关系从很大程度上说明了该领域的竞争情况。一个被大多数参与者大量引用的专利组合很可能是一个先驱性或封锁性的专利组合。
不出所料,基础研究机构是科学合作的主要贡献者,尤其是亚洲的大学(包括韩国科学技术院、清华大学)、美国的大学和实体(加利福尼亚大学和巴特尔纪念研究所)以及 IFP Energies Nouvelles(一家法国研究机构)。
有趣的是,石油和天然气公司(壳牌、中国石油、埃尼、中国石化、UOP、雪佛龙)也是生物燃料领域的主要工业合作伙伴,其中包括生物燃料专业公司,如Neste Oil和IOGEN。
生物燃料生产:技术和概念
下图提供了生物燃料生产中最常用的概念。这可以作为新开发的创意来源,或用于确定新领域中受保护的技术。
生物油、合成气、预处理、试剂和微生物是与生物燃料生产相关专利的关键概念。
这一概念涵盖生物燃料合成的不同阶段,包括
原材料:藻类、脂类、木质素、生物质、煤.....、
工艺:植物、试剂、管道、微生物、酶......以及
产品:沼气、生物燃料、合成气。
下图还确定了整个生物燃料专利库中可能受到保护的技术集群。每个点对应一个专利族,其位置根据不同文件之间的相似性计算得出。相似性基于文件之间技术概念的接近程度。
它还能识别生物燃料合成的潜在原料(微藻、精油、可发酵糖、脂肪酸)、工艺(光反应器、热解反应器)和催化剂或试剂(细菌、重组酵母、丙基自由基)。
专利动态如何描绘燃料的未来
生物燃料生产领域的创新有望减少燃料密集型产业的碳足迹。通过将生物燃料纳入能源组合,企业可以解决累积碳排放量和实现 2050 年净零碳目标的成本问题。
鉴于使用第二代原料(如农业残留物、木材废料和其他废料)可获得最大的碳减排效果,可持续生物燃料的供应将受到此类原料供应的限制。
由于目前合成燃料的生产成本高于化石燃料,因此未来每个工艺阶段的创新都有可能降低成本。这将使生物燃料的生产规模得以扩大,以满足全球日益增长的运输需求。
来源:https://www.questel.com/resourcehub/what-can-patent-landscape-analysis-tell-us-about-innovation-in-biofuel-production/