IEA và EPO cùng xuất bản báo cáo phân tích bằng sáng chế năng lượng hydro
I. Hoạt động bằng sáng chế năng lượng hydro toàn cầu bị chi phối bởi châu Âu và Nhật Bản, các ứng dụng bằng sáng chế của Hoa Kỳ đang giảm và đổi mới năng lượng hydro từ Hàn Quốc và Trung Quốc mới bắt đầu đến thị trường quốc tế
Khoảng một nửa số bằng sáng chế quốc tế về năng lượng hydro trong 2011-2020 có liên quan đến việc sản xuất hydro, với phần còn lại được phân phối trong các ứng dụng lưu trữ, phân phối, vận chuyển và sử dụng cuối của hydro. Khoảng 28% bằng sáng chế quốc tế về hydro được nộp bởi các nước châu Âu, điều này cũng dẫn đầu các quốc gia đổi mới hydro lớn khác về chỉ số lợi thế công nghệ tương đối (RTA) của họ trong ba phân khúc chính (sản xuất hydro, lưu trữ, vận chuyển và phân phối và ứng dụng sử dụng cuối). Nhật Bản cũng có sức mạnh đổi mới hydro mạnh mẽ, đóng góp khoảng 24% bằng sáng chế quốc tế và tốc độ tăng trưởng của nó nhanh hơn châu Âu, với cả hai đều tăng trưởng CAGR lần lượt là 6,2% và 4,5%. Hoa Kỳ, nơi đóng góp 20% bằng sáng chế quốc tế về hydro, là quốc gia duy nhất trong số các nhà đổi mới hydro chính để thấy sự suy giảm hồ sơ. Hàn Quốc (7%) và Trung Quốc (4%) đã thấy sự tăng trưởng hạn chế nhưng ổn định trong các ứng dụng bằng sáng chế quốc tế, với CAGRS lần lượt là 12,2%và 15,2%.
Thứ hai, trong khi ngành công nghiệp hóa chất châu Âu chi phối đổi mới công nghệ năng lượng hydro trưởng thành, các hồ sơ bằng sáng chế hàng đầu cho các công nghệ năng lượng hydro mới nổi đến từ các ngành công nghiệp ô tô và hóa học, tập trung vào sản xuất hydro điện phân và công nghệ pin nhiên liệu
Các công nghệ liên quan đến chuỗi giá trị hydro có thể được phân loại thành hai nhóm: cải thiện các quá trình trưởng thành trong các ngành công nghiệp hóa học và tinh chế, và các công nghệ hydro mới nổi để giảm thiểu biến đổi khí hậu. Trong số này, các công nghệ hydro mới nổi sẽ tạo ra gấp đôi số bằng sáng chế quốc tế so với các công nghệ trưởng thành trong giai đoạn 2011-2020, với sự tập trung trước đặc biệt vào các ứng dụng sử dụng cuối và sản xuất hydro, và sau này còn lại do lưu trữ, phân phối và chuyển đổi hydro. Các tổ chức ứng viên hàng đầu cho các công nghệ trưởng thành chủ yếu là các công ty hóa học có nền tảng rộng lớn trong sản xuất và chế biến hydro nhiên liệu hóa thạch, cũng đang mở rộng sang các công nghệ mới nổi (ví dụ: thu thập carbon, sử dụng và cô lập) để sản xuất hydro phát thải thấp. Các tổ chức hàng đầu trong các công nghệ hydro mới nổi chủ yếu là các công ty Nhật Bản và Hàn Quốc, chủ yếu từ ngành công nghiệp ô tô, với các bằng sáng chế tập trung vào sản xuất hydro điện phân và các ứng dụng pin nhiên liệu. Các trường đại học và các tổ chức nghiên cứu công cộng áp dụng cho khoảng 13% tất cả các bằng sáng chế quốc tế về hydro, với 10 tổ chức hàng đầu chiếm 3% trong tất cả các bằng sáng chế quốc tế về hydro. Các tổ chức này bị chi phối bởi các tổ chức Hàn Quốc và châu Âu và cho thấy sự quan tâm mạnh mẽ đến các phương pháp sản xuất hydro xanh như sản xuất hydro điện phân.
Thứ ba, mặc dù sản xuất hydro hiện tại hầu như chỉ xuất phát từ nhiên liệu hóa thạch, bằng sáng chế đã cho thấy sự thay đổi đáng kể đối với các lựa chọn thay thế phát thải thấp, báo hiệu sự bùng nổ trong công nghệ điện phân, với châu Âu đã đạt được lợi thế trong năng lực sản xuất
Một phân tích so sánh các xu hướng sáng chế trong các công nghệ sản xuất hydro trong 20 năm qua cho thấy sự thay đổi trong đổi mới công nghệ khỏi các công nghệ chuyên sâu carbon truyền thống đối với các công nghệ mới với tiềm năng khử cacbon. Năm 2020, các công nghệ mới nổi tạo ra gần 80% bằng sáng chế quốc tế để sản xuất hydro, với sự tăng trưởng chủ yếu là do sự đổi mới trong các công nghệ sản xuất hydro điện phân. Trong 2011-2020, hoạt động cấp bằng sáng chế của Nhật Bản trong sản xuất hydro điện phân kiềm tiên tiến và sản xuất màng điện phân proton trao đổi proton tiên tiến hơn Nhật Bản dẫn đầu thế giới trong sản xuất hydro kiềm tiên tiến và hoạt động sản xuất sản xuất hydro của Proton trao đổi sản xuất màng proton tiên tiến hơn. Tuy nhiên, đầu tư vào năng lực sản xuất cho các công nghệ này vẫn chưa bắt đầu. Các quốc gia EU tích cực tham gia vào việc đổi mới bằng sáng chế và phát triển năng lực sản xuất, đặc biệt là sản xuất hydro điện phân oxit rắn, đồng thời đóng góp đáng kể trong sản xuất màng hydro của Proton Exchange và Sản xuất hydro điện phân kiềm. Hoa Kỳ đã rất tích cực trong việc phát triển năng lực sản xuất cho các chất điện phân màng trao đổi proton, nhưng hoạt động bằng sáng chế đã thiếu. Trung Quốc chỉ đóng góp một tỷ lệ nhỏ bằng sáng chế quốc tế về sản xuất hydro điện phân, nhưng đã đầu tư rất nhiều vào năng lực sản xuất, gần như hoàn toàn vào công nghệ điện phân kiềm rẻ hơn, trưởng thành hơn nhưng có ít tiềm năng để cải thiện trong tương lai. Các bằng sáng chế quốc tế về sản xuất hydro nhiên liệu hóa thạch đã giảm từ năm 2007, chỉ có một số bằng sáng chế hạn chế về sản xuất hydro nhiên liệu hóa thạch carbon thấp cho đến nay. Sự đổi mới trong các công nghệ sản xuất hydro mới nổi khác cũng thiếu động lực tương tự. Sản xuất hydro từ sinh khối hoặc chất thải (thông qua khí hóa hoặc nhiệt phân) đã chứng kiến sự gia tăng đáng kể trong hoạt động cấp bằng sáng chế từ 2007-2011, nhưng đã giảm mạnh. Số lượng bằng sáng chế quốc tế về sản xuất hydro từ sự phân hủy nước bằng các tuyến đường không điện phân cũng giảm nhẹ kể từ năm 2010.
Iv. Hoạt động bằng sáng chế để cải thiện các công nghệ lưu trữ hydro hiện có và công nghệ sản xuất amoniac\/metanol dựa trên hydro phát triển đều đặn trong giai đoạn 2001-2020, nhưng đổi mới nhiên liệu dựa trên hydro đã mất đà trong thập kỷ qua trong thập kỷ qua
Các công nghệ lưu trữ và vận chuyển hydro trưởng thành như đường ống, trailer ống dài và lưu trữ hydro lỏng gây lạnh đã thu hút lượng công việc sáng tạo ngày càng tăng trong hai thập kỷ qua, chứng tỏ khả năng của ngành công nghiệp và hiệu quả của việc tăng cường. Các công nghệ nhiên liệu dựa trên hydro, nơi đổi mới chủ yếu được thúc đẩy bởi các công ty châu Âu tham gia vào việc sản xuất và xử lý hydro nhiên liệu hóa thạch. Những tiến bộ trong nhiên liệu dựa trên hydro khác, chẳng hạn như dầu hỏa tổng hợp hàng không hoặc khí mêtan tổng hợp, cũng đã dựa vào việc tăng hiệu quả và giảm chi phí, nhưng dữ liệu bằng sáng chế cho thấy sự đổi mới trong các công nghệ này đã mất đi động lực. Sự phát triển của nhiên liệu tổng hợp, dẫn đầu bởi Hoa Kỳ và Châu Âu, vẫn bị trì trệ từ 2011-2020.
