Tendências de patenteamento em energias renováveis

Março de 2020

James Nurton, redator freelance

O desenvolvimento de fontes renováveis de energias (como a solar, a eólica e a das marés) é essencial para enfrentar a crise climática. O que podemos aprender sobre elas, analisando os dados relativos às patentes?

Na última década, houve um investimento sem precedentes em energias renováveis, bem como um desenvolvimento significativo de novas tecnologias. Pode-se ver a evidência disto com a proliferação de células solares e turbinas eólicas pontilhadas ao longo da paisagem. Mas isto também pode ser medido através da análise das tendências no número de pedidos de patentes publicados.

As patentes são amplamente utilizadas como um indicador do grau de inovação em curso, onde e em que áreas. Uma análise mais profunda dos dados pode, portanto, fornecer uma gama de visões sobre a inovação neste setor.

De 2002 a 2012, uma década em que a inovação estava sendo promovida no setor de energias renováveis, o número de pedidos de patentes publicados ao abrigo do Tratado de Cooperação em Matéria de Patentes para energias renováveis aumentou em 547%. Embora este número tenha diminuído, em 2019 ainda era 3,5 vezes mais elevado do que em 2002. (Foto: chinaface / E+ / Getty Images)

Panorama geral

Segundo o relatório Tendências Globais no Investimento em Energias Renováveis em 2019 pdf, publicado pelo Programa das Nações Unidas para o Ambiente e pela BloombergNEF, o investimento em capacidade de energias renováveis ultrapassou 250 bilhões de dólares por ano entre 2014 e 2018. Tomando a década como um todo, o relatório estima que um total de 2,6 trilhões de dólares foram investidos em todo o mundo. Em 2019, o total de energias renováveis (incluindo as grandes centrais hidroelétricas) representam 26,3% do total de eletricidade produzida no mundo inteiro.

No entanto, o quadro de investimento varia de ano para ano. Embora o investimento em 2018 tenha sido elevado, na verdade foi inferior ao de 2017, como explicam os autores do relatório Tendências Globais: "Sim, os números do investimento global em 2018 foram 12% inferiores aos do ano anterior, mas isto não representa um passo atrás. As energias renováveis, particularmente a solar fotovoltaica, estão ficando mais baratas".

A tendência mais notável desde 2002 é o crescimento da tecnologia solar. Em 2002, a energia solar foi responsável por pouco mais de um quarto dos pedidos PCT publicados para as energias renováveis, ao passo que em 2019 foi responsável por mais de metade deles. (Foto: alexs / iStock / Getty Images Plus)

Como Yongping Zhai e Yoonah Lee explicaram num artigo para o Fórum Económico Mundial, o investimento em energias renováveis está diminuindo, mas isto não é necessariamente uma má notícia. "O crescimento mais lento do investimento em energia renovável pode ser atribuído principalmente à queda dos custos em energia solar e eólica em todo o mundo, e à mudança nas condições de mercado com subsídios reduzidos em muitos países... Em outras palavras, o investimento necessário é menor para instalar o mesmo nível de capacidade de energia solar ou eólica", observam os autores.

Vale a pena ter esses fatores em mente ao analisarmos as tendências de patenteamento no setor das energias renováveis.

Patentes e energia renovável

O Tratado de Cooperação em Matéria de Patentes (PCT) administrado pela OMPI é amplamente utilizado por inventores que buscam patentes no plano internacional. Ao depositarem um único pedido PCT, os requerentes podem buscar proteção de patente para uma invenção em mais de 150 países signatários desse tratado. A concessão de patentes, no entanto, permanece sob o controle de gabinetes de patentes nacionais ou regionais.

Aumentar o uso de energias renováveis é fundamental para limitar o aquecimento global a 1,5˚C.

Sob o sistema PCT, um requerente de patente pode apresentar um pedido internacional, o que desencadeia o processo de aquisição de direitos em múltiplas jurisdições. É importante notar que o pedido é normalmente publicado 18 meses após a primeira data de depósito, o que significa que a invenção é divulgada publicamente nesse momento. Após isso, a patente é examinada e (se preencher os critérios relevantes de patenteabilidade) concedida por cada escritório de patentes nacional ou regional no qual a proteção for solicitada. Se forem concedidas, as patentes são normalmente válidas por até 20 anos a partir da data de depósito, sujeitas ao pagamento de taxas de manutenção. Quando os direitos de patente caducam, a tecnologia em questão entra no domínio público, o que significa que o público é livre de a utilizar sem correr o risco de uma ação judicial.

O estudo de tendências no número de aplicações internacionais publicadas ao abrigo do PCT pode fornecer uma valiosa visão das tendências tecnológicas em todo o mundo, desde que se tenham em mente algumas limitações. Em primeiro lugar, os números PCT não representam toda a atividade inventiva a nível mundial: Alguns inventores podem optar por apresentar pedidos de patentes individuais a nível nacional ou regional, em vez de utilizarem o sistema PCT, ou podem optar por não registrar nenhuma patente. Em segundo lugar, os dados de publicação fornecem um instantâneo das tendências no momento da publicação, que normalmente é de 18 meses após o depósito de uma patente, e muitos anos antes de a patente expirar, mas não nos diz por quanto tempo uma patente permanece válida, ou como a patente é comercializada ou licenciada no mercado.

Tendências gerais

Como mostra a Figura 1, o número total de pedidos internacionais apresentados e publicados ao abrigo do PCT para tecnologias renováveis aumentou a cada ano de 2002 a 2012, quando atingiu um pico de 4.541. Desde então, o número de pedidos diminuiu a cada ano de 2013 a 2018, embora os números tenham aumentado ligeiramente em 2019.

Para contextualizar esses dados, 237.378 pedidos PCT foram publicados pela OMPI em todas as tecnologias em 2018 pdf, o que significa que a proporção de patentes para energias renováveis era pouco superior a 1%. É pouco, em comparação com áreas como tecnologia da computação, comunicação digital, tecnologia médica e farmacêutica, cada uma das quais representando pelo menos 6% dos pedidos internacionais.

Entretanto, a taxa de crescimento em energias renováveis é impressionante: de 2002 a 2012, o número de pedidos de patentes PCT publicados para energias renováveis aumentou em 547 por cento. Isto corresponde à década em que a maior parte dos investimentos estava sendo feita no setor, e a inovação estava sendo promovida. E, embora o número total de publicações de PCT tenha diminuído desde o pico de 2012, em 2019 ainda era 3,5 vezes superior ao número de 2002.

Outra forma de medir tendências é levar em conta as famílias de patentes. Uma família de patentes inclui todas as patentes nacionais/regionais com a mesma data de prioridade. Em outras palavras, ajuda a medir tanto o número de inovações quanto o número de mercados nos quais são depositadas. Usando essa medida, o número total de pedidos de patentes relacionadas às energias renováveis, com base no ano de depósito do primeiro pedido listado, aumentou de 10.463 em 2002 para um pico de 27.089 em 2011. Em 2017 (o ano mais recente para o qual há dados disponíveis), o número foi de 24.027.

O que podemos deduzir de todos esses números? É importante lembrar que as patentes são um investimento a longo prazo. Por exemplo, uma patente solicitada em 2012 ainda pode ser válida em 2032. O requerente da patente pode comercializar a invenção em qualquer momento durante esse período, seja desenvolvendo produtos ou serviços que incorporam a tecnologia patenteada, seja licenciando-a a outros.

As invenções relacionadas às energias renováveis que estavam sendo patenteadas durante o boom de 2002 a 2012 serão provavelmente vistas em produtos e serviços disponíveis comercialmente hoje e na próxima década. A evidência dessas estatísticas é que muita inovação ocorreu neste setor desde 2002 e agora estamos apenas começando a ver os benefícios desses esforços inventivos. Além disso, ao decompor as estatísticas por tipo de tecnologia, podemos identificar tendências no setor das energias renováveis.

Figura 1

Ano de publicação Total energias renováveis
2002 831
2003 1,084
2004 1,123
2005 1,464
2006 1,701
2007 2,048
2008 2,575
2009 3,090
2010 3,662
2011 4,272
2012 4,541
2013 4,308
2014 3,556
2015 2,752
2016 2,477
2017 2,606
2018 2,689
2019 2,863

Fonte: Divisão de Economia e Estatísticas, OMPI.

Repartição segundo a tecnologia

O número total de pedidos PCT publicados para as energias renováveis pode ser dividido nos quatro setores principais: energia solar, células de combustível (que geram eletricidade através de reações químicas), energia eólica e geotérmica (que utiliza o calor proveniente do subsolo). A tendência mais notável desde 2002 é o crescimento da tecnologia solar (ver Figura 2). Em 2002, a energia solar representou pouco mais de um quarto dos pedidos PCT publicados para as energias renováveis, enquanto em 2019 representavam mais de metade delas.

Nos últimos 17 anos, o número de pedidos PCT publicados relativos à energia solar aumentou em 678%. O solar tem sido a tecnologia líder todos os anos desde 2009. Atingiu seu pico em 2012, quando 2.691 pedidos internacionais de patentes foram publicados. Este investimento em inovação reflete o crescimento da geração de energia solar em todo o mundo: O relatório Tendências Globais referido acima descobriu que havia apenas 25 Gigawatts (GW) de capacidade solar no final de 2009. No período de 2010 a 2019, foram disponibilizados mais 638 GW.

Os dados para o solar contrastam com os da tecnologia de células de combustível, que atingiram o seu auge no início de 2008, quando era a categoria de tecnologia líder. Desde então, o número de pedidos de patentes publicados caiu em cerca de 50%. Em 2019, os pedidos internacionais de patentes para a tecnologia de células para combustível representavam apenas 19% das energias renováveis.

O número de pedidos de patentes internacionais publicados para a energia eólica tem flutuado consideravelmente, embora a tendência geral seja de crescimento. Em 2019, foram responsáveis por 28% das publicações no setor de energias renováveis. No entanto, os pedidos internacionais de patentes relacionados com energia geotérmica representaram apenas 1,4% dos pedidos publicados no setor.

Figura 2

Ano de publicação Solar Célula Combustível Eólica Geotérmica
2002 218 488 120 5
2003 239 640 194 11
2004 252 696 170 5
2005 403 902 148 11
2006 526 971 193 11
2007 722 1,045 263 18
2008 997 1,173 385 20
2009 1,536 976 530 48
2010 2,026 834 767 35
2011 2,522 854 848 48
2012 2,691 883 914 53
2013 2,465 921 875 47
2014 1,846 949 714 47
2015 1,290 819 608 35
2016 1,296 647 508 26
2017 1,374 577 619 36
2018 1,363 571 713 42
2019 1,479 537 807 40

Fonte: Divisão de Economia e Estatísticas, OMPI.

Repartição regional

Uma outra maneira de analisar as tendências de patentes é levar em conta a origem da patente. O país de origem do requerente deve ser indicado no pedido, e quando há mais de um requerente, os dados são baseados no primeiro listado.

Com base nesta análise, durante a década de 2010 a 2019, podemos ver que o Japão lidera o quadro dos primeiros classificados, relativamente ao número total de pedidos de patentes para as energias renováveis em geral, e para as tecnologias solar e de células de combustível. Os Estados Unidos estão no topo da classificação para a tecnologia geotérmica (ver Figura 3) e em energia eólica, a Dinamarca está no topo, seguida pela Alemanha.

No entanto, se considerarmos a segunda metade da década, o quadro é um pouco diferente. Enquanto o Japão ainda lidera com um total de 3.114 pedidos de patentes internacionais publicados para energias renováveis, e os Estados Unidos continuam em segundo lugar com 2.247, a China subiu para o terceiro lugar com 1.522. Do total de pedidos publicados da China, 1.115 estão no campo da tecnologia solar, no qual a China tem feito grandes avanços nos últimos anos: em 2017, a China tornou-se o primeiro país a ultrapassar os 100 GW de capacidade solar. Seu objetivo é atingir 1.330 GW até 2050.

A China também é confortavelmente classificada como o número um em relação às famílias de patentes. No período de 2013 a 2017, por exemplo, incluindo-se famílias completas de patentes, 45.472 patentes eram provenientes da China, mais do que o dobro do número proveniente do Japão, que está em segundo lugar (21.386). A tendência é impulsionada pela tecnologia solar, em que os requerentes chineses têm o triplo do número de patentes em comparação com os do Japão.

O contraste entre os dados sobre patentes publicadas e as famílias de patentes é interessante, pois indica que requerentes da China solicitam patentes num número maior de jurisdições em relação às que vêm de outras regiões. Isto, por sua vez, sugere que as invenções que estão sendo patenteadas podem ter maior potencial de comercialização em todo o mundo.

Figura 3

2010-2019
Principais origens Total renováveis Solar Célula Combustível Eólica Geotérmica
Japan 9,394 5,360 3,292 702 40
U.S. 6,300 3,876 1,391 927 106
Germany 3,684 1,534 813 1,309 28
Republic of Korea 2,695 1,803 506 360 26
China 2,659 1,892 189 555 23
Denmark 1,495 52 81 1,358 4
France 1,226 660 348 184 34
U.K. 709 208 271 218 12
Spain 678 341 29 300 8
Italy 509 316 57 123 13

Fonte: Divisão de Economia e Estatísticas, OMPI.

Aperfeiçoamento das tecnologias

Aumentar o uso de energias renováveis é fundamental para limitar o aquecimento global a 1.5˚C acima dos níveis pré-industriais, uma das metas estabelecidas pelo Acordo de Paris. Um relatório de 2018 do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) da ONU analisou vários cenários e projetou que, para atingir a meta de 1.5˚C, as energias renováveis precisam fornecer entre 70% e 85% da eletricidade até 2050. E acrescentou: "Embora reconhecendo os desafios e diferenças entre as opções e as circunstâncias nacionais, a viabilidade política, econômica, social e técnica da energia solar, da energia eólica e das tecnologias de armazenamento de eletricidade melhoraram substancialmente nos últimos anos... Essas melhorias assinalam uma transição potencial do sistema na geração de eletricidade".

As evidências da publicação de dados de patentes apoiam esta descoberta e sugerem que a inovação no setor de energias renováveis decolou na década até 2012, particularmente em tecnologias solares. No decorrer dos próximos anos, veremos como essa inovação ajudará a enfrentar o aquecimento global na prática.

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