新能源（燃料电池）产业专利导航系列研究报告是基于深圳市标准技术研究院、广州恒成智道信息科技有限公司共同开展的新能源（燃料电池）产业专利导航项目研究成果，围绕新能源燃料电池产业发展概况、深圳市区域特色开展专利导航研究等主题内容，系统梳理了制约深圳市新能源燃料电池产业发展的瓶颈问题和关键技术，为深圳市新能源燃料电池产业发展路径提供导航建议。深圳市氢能与燃料电池协会作为新能源（燃料电池）产业专利导航项目成果信息的重点应用实施单位，将在本平台进行该专题的系列推送，欢迎关注。

第3期 液氢储运篇

PART01 技术现状

氢气从制氢厂到加氢站需要经历运输环节。氢气的运输方式可根据氢气状态不同分为气态氢气（GH2）输送、液态氢气（LH2）输送和固态氢气（SH2）输送。目前，常温高压气态储氢是当前我国最成熟的储氢技术，占绝对主导地位；低温液态储氢尚处起步阶段，是未来大规模用氢的良好解决方案；有机液态储氢处于技术研发阶段，是未来有发展潜力的氢气低价储运技术之一。

液氢的储运是液氢安全、高效、规模化和低成本运用的基础，也是解决氢能技术路线应用环节的关键。液氢储运具有运输成本低且对距离不敏感、氢纯度高、计量方便等优势，适合远距离、大容量输送，其储运成本约高压气氢的八分之一。目前全球液氢球罐的研发已突破3500立方米，液氢槽车达到360立方米，广泛应用于液氢储运。我国也已经开发出300立方米移动式和固定式液氢储罐，且开始研制大型液氢球罐和民用液氢槽车。

PART02 专利趋势分析

近5年全球液氢储运技术快速发展，但总体专利规模仍然较小。

如图2-1所示，2008-2017年全球液氢储运技术专利申请量较少，处于缓慢增长阶段，2017年至今，专利申请量呈快速增长趋势，说明越来越多的创新主体开始关注液氢储运技术。

图 2-1全球液氢储运技术专利申请/授权及发明专利申请/授权趋势（单位：件）

PART03 专利地域分布分析

3.1 中韩美日是重点专利布局目标国，中日法韩是主要专利技术来源国

如图3-1所示，中国、韩国、美国、日本和德国是全球液氢储运技术专利布局的主要目标市场，5个国家的专利布局数量占专利申请总量的比重高达88.54%。其中，来源于中国申请人的专利数量最多，占全球专利申请总量的40.00%，说明中国在液氢储运技术的研究处于全球领先地位。处于第2梯队的有日本、法国、韩国、德国和美国，专利申请的占比均在9%-15%区间。

图 3-1全球液氢储运技术专利布局分析

（单位：件）

3.2 国外来华专利布局较少，主要为中国本土专利申请

如图3-2所示，从中国专利的来源国看，中国专利主要来源于本土创新主体，占比高达89.42%，国外来华申请的专利数量占比为10.58%，说明在我国液氢储运技术领域，本土创新主体研发竞争激烈。法国、韩国、日本、德国、新加坡和美国等是来华专利布局最主要的国家。中国本土的专利申请中，以江苏最为突出，占比31.95%，北京、浙江和上海处于第2梯度，其他省市专利申请量不超过10件。

图 3-2中国液氢储运技术专利布局情况

（单位：件）

PART04 重点创新主体分析

国富氢能专利申请远超其他创新主体，液氢储罐是专利布局热点。

如图4-1所示，全球液氢储运技术专利拥有量排名前5的创新主体分别来自中国（2家）、德国（1家）、美国（1家）、法国（1家），反映出中德美法龙头企业的创新实力强劲，在全球具有竞争优势。从专利技术构成上看，液氢罐箱和液氢球罐技术领域的专利数量最少，仅有国富氢能1个创新主体申请了专利；液氢瓶、液氢罐车和液氢储罐技术领域多个创新主体均有布局，其中液氢储罐是专利布局的热点，其专利数量远超其他技术领域。

图 4-1全球液氢储运技术top5专利权人专利技术构成（单位：件）

PART05 专利法律状态分析

5.1 全球液氢储运技术三种法律状态专利分布较为均衡，中国有效专利占比近5成

如图5-1所示，全球液氢储运技术处于有效、未授权和失效状态的专利数量差异不大。中国液氢储运技术处于有效的专利数量最多，占比将近一半。

图 5-1全球/中国液氢储运技术专利法律状态情况（单位：件）

5.2 液氢储运技术有效专利维持年限集中在5年以下

如图5-2所示，全球有效专利有效年限在5年以下的专利数量最多，占比72.50%；维持有效年份在10年以上的专利占比14.38%。中国专利维持有效年份在10年以上的专利仅3件，绝大部分维持在5年以下，占比86.67%。反映出液氢储运技术领域维持年限长的专利数量较少，专利布局时间相应也晚，绝大部分是近5年申请的(1年及以下占比最多)。

图 5-2全球/中国液氢储运技术有效专利维持年限分布情况（单位：件）

PART06 液氢储罐技术领域专利分析

6.1 供气系统和供气方法以及储罐结构是专利申请热点，液氢储罐材料和制造工艺、制造方法专利申请量较少

如图6-1所示，全球液氢储罐技术专利申请主要集中在储罐结构、供气系统和供气方法、智能检测与控制系统三大领域。近5年来，供气系统和供气方法专利申请量呈现快速增长趋势，储罐结构的专利申请量趋势也保持着较高的增速，其他技术分支整体上维持平缓增长的态势，专利申请量增长相对较为缓慢。说明越来越多的创新主体加入到供气系统和供气方法以及储罐结构这2个技术领域的技术研发活动中。由于目前低温液态储氢技术尚处起步阶段，液氢储罐材料和制造工艺、制造方法等与生产和应用相关领域的专利申请量较少。

图 6-1全球液氢储罐技术领域技术研发趋势

（单位：件）

6.2 重点创新主体来自中法美德日，储罐结构是专利布局热点

如图6-2所示，液氢储罐技术领域top5专利权人中，上榜企业分别来自中国（1家）、德国（2家）、美国（1家）、日本（1家）。储罐结构是专利布局热点，液氢储罐的应用和液氢储罐的材料专利布局较少。

图 6-2液氢储罐技术领域top5专利权人专利技术构成（单位：件）

6.3 液氢储罐技术主要是企业与企业之间的协同创新，液氢储罐的充装、卸载技术是合作申请热点技术领域

经检索，液氢储罐技术领域合作专利申请共69件。如图6-3所示，液氢储罐技术领域的协同创新主要集中在企业与企业之间，常见于集团/母子公司之间。高校作为创新的重要源头，液氢储罐技术领域高校与企业之间的合作较少，目前浙江大学、翰林学院等作为液氢储罐技术领域的专利申请优势高校，其对应的研究团队可作为潜在的研发合作对象。从专利协同创新热点方向来看，液氢储罐的充装、卸载技术合作申请专利占比最高，其次是制造工艺、制造方法，说明这2个技术领域更倾向于协同攻关技术难点。阀件和液氢储罐的材料暂未有合作申请专利。

图 6-3液氢储罐技术领域创新合作类型与协同创新热点方向（单位：件）

6.4 高价值发明专利主要集中在美日创新主体和供气系统和供气方法技术领域

液氢储罐技术领域高价值发明专利共44件。如图6-4所示，美国的通用汽车、法国的液化空气集团和日本的三菱重工是液氢储罐技术领域高价值发明专利主要专利权人。从高价值专利申请热点方向来看，供气系统和供气方法的高价值专利数量最多，其次是储罐结构和智能检测与控制系统。液氢储罐的材料和BOG处理技术暂未有高价值发明专利。由于液化储氢的成本较高，且其安全技术非常复杂，因此液氢储罐的材料和制造工艺、制造方法是液氢储罐目前的市场痛点和难点。目前，美国的通用汽车公司已在制造工艺、制造方法技术领域拥有1项高价值专利，而液氢储罐的材料领域的技术痛点仍有待解决。

图 6-4液氢储罐技术领域高价值专利主要专利权人与技术热点（单位：件）

PART07 发展建议

1 加强液氢储运技术在中韩美日德的专利布局

目前中韩美日德的市场受到各国创新主体的高度重视，纷纷将液氢储运相关专利技术布局在这5个国家的市场，说明多数创新主体认为这5个国家液氢储运市场潜力巨大。因此建议从事液氢储运技术研发的相关企业（特别是涉及海外业务的企业）可根据实际业务需求，适当增加在这5个国家的海外专利布局，同时需做好相应的侵权风险规避规划，避免相关技术在上述热门国家产生市场收益后出现权属纠纷。

2 在液氢储罐领域加强液氢储罐材料和制造工艺、制造方法的技术研发

目前液氢储罐领域中的液氢供气系统和供气方法以及储罐结构专利布局数量较多，但液氢储罐材料和制造工艺、制造方法专利布局数量较少。液氢易挥发，不便长期保存且存在安全隐患，氢气的液化过程能耗高，对储氢容器材料有较为苛刻的要求，且多级压缩冷却能耗巨大，低温储氢罐的设计制造及材料一直存在成本高昂的难题。因此液氢储罐材料和制造工艺、制造方法是目前需要继续攻克的技术难点，建议企业加强这2个方向的技术研发。

3 参考同类产品龙头企业的专利布局模式

液氢储罐领域龙头企业对其产品形成了较成熟的专利布局体系，包括核心专利面临失效时的后续核心专利的补充、外围专利布局形成专利壁垒和高价值专利的布局等，建议参考龙头企业的专利布局模式，进一步优化自身的专利布局体系。

4 加强高价值专利挖掘和布局

目前液氢储罐在供气系统和供气方法、储罐结构等领域的高价值专利布局数量较多，但在其他领域的高价值专利数量较少。在专利领域，比较流行的理念是“产品未动、专利先行”，由于市场需求明确而且是持续存在的，为了不断巩固市场领先地位，需要持续性进行专利布局。氢能作为新能源发展的重点领域，市场潜力巨大。我国相关创新主体应积极制定针对氢能市场的高价值专利战略规划，除了在供气系统和供气方法、智能检测与控制系统、储罐结构等领域进行高价值专利布局外，也要抓住液氢储罐的材料、BOG处理技术等领域的潜在市场，成为氢能行业的先行者。

新能源（燃料电池）产业专利导航项目简介

深圳氢能产业已初步形成较为完善的产业链，从上游的氢气制备、储运、加注、加氢站基础设施建设和运营，到中游燃料电池核心材料、电堆、系统及关键零部，以及下游终端交通、储能、发电、船舶、无人机等新型应用，都有全国行业领先的企业在布局开拓，并形成了以深圳为研发、技术突破高地，辐射广东省乃至全国市场的发展格局。

在此背景下，深圳市标准技术研究院联合广州恒成智道信息科技有限公司开展了新能源（燃料电池）产业专利导航项目，围绕深圳市新能源燃料电池产业发展概况及区域特色开展专利导航研究，以专利信息资源利用和专利分析为基础，从产业专利布局、产业竞争格局、产业结构调整方向、技术研发重点及热点方向等，把握产业链中关键领域的核心专利分布，以全球视野明晰产业竞争格局，梳理制约深圳市新能源燃料电池产业发展的瓶颈问题和关键技术，进而紧扣产业创新发展需求，提出深圳市新能源燃料电池产业发展路径导航建议，指导市场主体根据分析结果调整市场布局、产品经营策略，实现围绕关键核心技术攻关的有效专利布局。

以上为新能源（燃料电池）专利导航系列第3期全部内容，此专题系列将陆续发布，欢迎关注。如对文章内容有疑问或建议，欢迎与协会秘书处联系。

文章及数据来源：深圳市标准技术研究院