以下文章来源于深圳市氢能与燃料电池协会 ，作者SHFCA

深圳市氢能与燃料电池协会.

深圳市氢能与燃料电池协会，是深圳市第一个关注氢能与燃料电池领域的专业社会团体。

报告简介

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16期 制氢技术篇

PART01 背景

在“双碳”目标以及“十四五”能源规划的背景下，大力发展氢能将是我国未来能源发展的重要方向。而如何实现大规模地廉价制氢，是大力发展氢能的关键“一环”和重要保障。因此，需要开展制氢技术研究，为实现规模化低成本制氢提供技术创新方向指引。

制氢技术根据制氢原料类型，可将制氢技术划分为三种：一是以煤、石油、天然气为主的化石能源直接制氢；二是以焦炉煤气、氯碱尾气和醇类为代表的工业副产品制氢；三是可再生能源制氢，如电解水、太阳能、风能制氢等。从制氢的能量来源来看，化石能源制氢技术成熟、成本低，以煤制氢和天然气制氢两种主要制氢方式为代表，是国内最主流的制氢方式，国外市场尤其以天然气制氢为主。天然气制氢技术中的蒸汽重整制氢技术最为成熟，应用广泛。可再生能源制氢中，电解水制氢是未来主流技术，质子交换膜（PEM）电解水技术因其具有更高能量转化效率，前景十分广阔。在电解水制氢技术方面，我国与国外先进水平存在一定差距，但已有中科院大连化学物理研究所等单位开展相关研究。

本期推送将以制氢技术作为主题，从专利申请趋势、专利区域分布、重点创新主体、主要技术构成等七个不同维度进行专利分析，帮助新能源（燃料电池）产业各创新主体进一步推进制氢技术研发和专利布局，提升产业创新能力。

PART02 制氢技术专利分析

（一）专利申请趋势

全球制氢技术专利数量持续增长，近5年发展势头迅猛。如图1所示，全球制氢技术近20年研发活跃，专利申请量持续上升，2002-2017年申请量增速较为缓慢。2017年以来，随着氢能关键环节技术瓶颈的不断突破以及各国氢能政策扶持下，制氢技术专利申请量呈现快速增长态势，近5年专利申请量平均增速达31.50%。在此期间，制氢技术专利授权量与申请量同步快速增长，2022年达到最高值。

近20年来，制氢技术发明专利申请量和授权量整体保持持续上升态势，2021年双双处于峰值。

图 1全球制氢技术专利申请/授权及发明专利申请/授权趋势（单位：件）

（二）专利区域分布

1.中日韩美是制氢技术主要专利布局目标国，中国创新势头强劲，是制氢技术专利增长的主要贡献者。如图2所示，全球制氢技术占比达62.66%的专利布局在中国，其次，日、韩、美三国的专利在全球占比分别为12.55%、4.80%和3.86%。中日韩美四国专利数量占全球专利总量的83.87%，是全球制氢技术最主要的专利布局目标国家。

从技术来源国分布来看，中国创新势头强劲，中国申请人提交的专利申请量在全球占比达到62.61%，是全球制氢技术专利增长的主要贡献者。日、韩、美等氢能产业先发国家在制氢技术领域持续研发和布局，专利申请量分别位居第2-4位。

图 2全球制氢技术专利布局情况（单位：件）

2.日美来华专利布局意识强，国内北京、江苏、广东专利优势突出。如图3所示，从制氢技术中国专利技术来源看，主要来自于国内创新主体，国外来华申请仅占中国专利总量的2.53%，其中日本和美国的创新主体来华布局最多。

国内省市中，北京、江苏、广东三省市专利申请量位居前三，均超过300件。四川、上海紧跟其后。

图 3中国制氢技术专利布局情况（单位：件）

（三）重点创新主体

中、日企业表现突出，强势引领制氢技术专利创造，以电解水制氢和甲醇重整制氢为主。如图4所示，全球制氢技术专利数量排名前10的创新主体全部来自中国和日本，其中中国占6席，日本占4席。中国华能集团申请量为91件，位居榜首，上海合既得动氢机器、广东合即得能源科技、中科液态阳光（苏州）氢能科技等企业在甲醇重整制氢领域有较强创新实力，苏州竞立制氢设备、中船重工第七一八研究所在电解水制氢领域有创新优势。国外创新主体中，日本的东芝、旭化成、日立、住友等电子信息及化学品企业上榜，专利技术均集中于电解水制氢领域。全球天然气制氢技术专利量相对较少，国内主要专利权人为华南理工大学、四川亚联高科、张家港氢云新能源研究院等。

图 4全球制氢技术top10专利权人专利技术构成（单位：件）

（四）主要技术构成

电解水制氢技术专利数量最多，研究热度持续攀升。如图5所示，全球制氢技术中，电解水制氢技术专利申请量占制氢技术专利总量的70.08%，甲醇重整制氢和天然气制氢专利分别占比20.47%和9.45%。从专利趋势来看，电解水制氢技术研究热度持续攀升，专利申请量增长最快，近5年专利申请量平均增幅达32.92%，甲醇重整制氢和天然气制氢技术专利申请量也均保持缓慢增长态势。

图 5全球制氢技术领域技术研发趋势（单位：件）

（五）协同创新情况

1.制氢技术协同创新以企业间合作为主导。如图6所示，制氢技术合作申请类型中，企业间的合作较为频繁，企业间合作专利数量占该领域合作申请专利总量的42.22%。企业与高校、科研院所的合作专利数量分别占7.86%和4.44%。其中日本的京都大学与住友、三菱、富士胶片等企业合作创新较多。在国内，青海大学、江苏大学、中国石油大学（北京）等高校，以及北京低碳清洁能源研究所、西南化工研究设计院等科研院所与企业间有合作创新成果产出，但合作专利申请量均不足5件（如表1所示），高校和科研院所的创新资源还有待进一步充分利用。

图 6制氢技术领域创新合作类型

表 1制氢技术领域专利合作优势高校/科研院所（单位：件）

2.电解水制氢技术合作创新较为活跃。如图7所示，制氢技术中电解水制氢领域的合作创新最为活跃，合作申请专利占该领域专利总量的16.28%，甲醇重整制氢和天然气制氢合作申请专利数量分别占各自领域专利总量的7.26%和12.18%。

图 7制氢技术领域协同创新热点方向（单位：件）

（六）高价值发明专利

制氢技术高价值发明专利主要集中于电解水制氢领域，以日本企业为主。如图8所示，制氢技术高价值发明专利占制氢技术专利总量的10.06%。其中，电解水制氢领域高价值发明专利数量最多。从专利权人分布来看，日本企业是高价值发明专利的主要持有者，在高价值发明专利TOP10排名榜中占据7席。在国内，上海合既得动氢机器公司、大连化学物理研究所专利质量较高，榜上有名。

图 8制氢技术领域高价值发明专利申请情况（单位：件）

（七）专利法律状态

1.制氢技术专利维持状态较好，有效专利占比高。如图9所示，全球制氢技术有占比41.23%专利处于有效状态，占比30.31%的专利处于公开或审查状态，另有占比28.46%的专利已失效。

中国专利中，有效专利占比高于全球，达到46.53%。未授权和失效专利分别占29.26%和24.21%。

图 10全球/中国制氢技术有效专利维持年限分布情况（单位：件）

PART03 总结

01 加强电解水制氢关键技术研发与专利布局。

从专利角度看，电解水制氢技术专利数量远高于天然气制氢和甲醇重整制氢等传统制氢方式，国外尤其是日本企业在电解水制氢技术领域研发积极。我国在电解水制氢技术的设备成本、催化剂、质子交换膜等方面均与国际先进水平存在差距。建议跟踪和关注日韩欧美等国家和地区的技术研究方向和路线，重点探索突破电解水制氢关键技术，同时积极进行专利布局，抢占制氢前沿技术制高点。

02 有效对接和充分利用高校院所创新资源。

制氢技术专利中，国内多家高校和科研院所在制氢技术领域开展了研究和专利布局，但高校和科研院所的创新资源未能很好地与企业及市场对接。建议企业积极寻求与专利优势高校和科研院所合作，为企业增加专利技术储备及提升创新能力提供帮助。

03 加强制氢技术专利布局和高价值发明专利储备。

制氢技术领域国内申请人的高价值专利数量少，专利质量不高。因此，建议企业加大技术创新力度，积极进行国内外专利布局，同时要注重专利质量，培育高价值发明专利，为专利成果转化运用做好储备。

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16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：深圳市氢能与燃料电池协会