Патентование в области возобновляемой энергетики: последние тенденции

Март 2020 г.

Автор: Джеймс Нертон, журналист-фрилансер

С точки зрения борьбы с изменением климата очень важно расширять использование возобновляемых источников энергии, таких как солнце, ветер и приливы. Что можно узнать о них на основании патентных данных?

В последнее десятилетие наблюдается беспрецедентный рост инвестиций в возобновляемую энергетику и масштабная разработка новых технологий. Свидетельством этого является быстрое увеличение числа солнечных батарей и ветрогенераторов. Однако эту тенденцию также можно отследить путем анализа информации об опубликованных патентных заявках.

Патенты часто используются в качестве показателя того, в каких масштабах и в каких областях ведется инновационная деятельность. Следовательно, тщательный анализ данных может дать глубокое представление об инновациях и в этом секторе.

За период 2002–2012 гг., т. е. в то десятилетие, когда активно поощрялись инновации в сектор возобновляемой энергетики, число соответствующих патентных заявок, опубликованных в рамках Договора о патентной кооперации, возросло на 547%. Хотя после этого достигнутые показатели снизились, в 2019 г. они все равно были в 3,5 раза выше, чем в 2002 г. (Фото: chinaface / E+ / Getty Images)

Общая картина

Согласно докладу «Глобальные тенденции в области инвестиций в возобновляемые источники энергии в 2019 г.» pdf, опубликованному Программой ООН по окружающей среде и BloombergNEF, в период 2014–2018 гг. объем инвестиций в возобновляемые источники энергии превышал 250 млрд долл. США в год. При этом, как свидетельствуют представленные в докладе данные, за десятилетие в целом объем таких инвестиций в мире составил 2,6 трлн долл. США. В 2019 г. на возобновляемые источники энергии (включая крупные гидроэлектростанции) приходилось в общей сложности 26,3% производимого в мире электричества.

Однако инвестиционная картина меняется от года к году. Хотя в 2018 г. объем инвестиций был весьма значителен, фактически он был ниже, чем в 2017 г. Авторы доклада о глобальных тенденциях поясняют: «Да, в 2018 г. глобальный объем инвестиций был на 12% ниже, чем годом ранее, но это не означает откат назад. Возобновляемая энергия, особенно солнечная фотовольтаика, становится дешевле».

В период после 2002 г. наиболее заметной тенденцией стало развитие технологий солнечной энергетики. В 2002 г. на них приходилось чуть более четверти опубликованных заявок PCT в категории возобновляемой энергетики, а в 2019 г. их доля превысила половину. (Фото: alexs / iStock / Getty Images Plus)

Как поясняют исследователи Чжай Юнпин и Ли Ю На в статье для Всемирного экономического форума, рост инвестиций в возобновляемую энергетику замедляется, но это необязательно плохо. «Замедление роста инвестиций в возобновляемую энергетику обусловлено, главным образом, снижением издержек в области солнечной и ветровой энергетики по всему миру, а также изменением ситуации на рынке во многих странах, где снижается объем субсидий… Другими словами, для установки таких же солнечных или ветровых энергоустановок требуется меньше капиталовложений», — отмечают авторы.

Эти факторы следует иметь в виду при рассмотрении тенденций в патентовании в секторе возобновляемой энергетики.

Патенты и возобновляемая энергетика

Договор о патентной кооперации (PCT), административные функции в отношении которого выполняет ВОИС, широко используется изобретателями для получения патентов на международном уровне. Путем подачи единой заявки PCT заявители могут испросить патентную охрану для своих изобретений более чем в 150 странах, которые подписали этот договор. При этом выдача патентов по-прежнему контролируется национальными или региональными патентными ведомствами.

Расширение использования возобновляемых источников энергии — это ключевая стратегия по обеспечению сдерживания глобального потепления на уровне не выше 1,5˚C.

С помощью системы PCT патентный заявитель подает международную заявку, и это запускает процесс испрашивания прав в нескольких юрисдикциях. Важно отметить, что заявки обычно публикуются через 18 месяцев после самой ранней даты подачи. В этот момент происходит публичное раскрытие изобретения. Затем каждое национальное или региональное патентное ведомство, в котором испрашивается охрана, проводит экспертизу и, если соблюдены соответствующие критерии патентоспособности, выдает патент. Срок действия патента составляет, как правило, 20 лет с даты подачи заявки при условии уплаты пошлины за поддержание патента в силе. Когда срок действия патентных прав заканчивается, соответствующая технология становится частью общественного достояния, т. е. ее может использовать кто угодно без угрозы судебного разбирательства.

Анализ международных заявок, подаваемых через систему PCT, позволяет получить представление о технологических тенденциях в мире, если учитывать несколько ограничений. Во-первых, данные PCT не отражают изобретательскую активность по всему миру: некоторые изобретатели предпочитают подавать отдельные патентные заявки на национальном или региональном уровне, а не через систему PCT, либо вообще не патентуют свое изобретение. Во-вторых, данные о публикациях отражают ситуацию в момент публикации, т. е., как правило, через 18 месяцев после подачи патентной заявки и за много лет до истечения срока действия патента. Таким образом, невозможно понять, как долго будет действовать патент и как будет проходить его коммерциализация или лицензирование на рынке.

Общие тенденции

Как показано на рисунке 1, общее число международных заявок, поданных и опубликованных в рамках PCT в отношении технологий возобновляемой энергетики, увеличивалось каждый год в период с 2002 по 2012 г., когда был достигнут рекордный показатель — 4541. После этого в 2013–2018 гг. наблюдался постепенный спад, хотя в 2019 г. цифры немного возросли.

Если рассматривать ситуацию в целом, то нужно иметь в виду, что общее число заявок PCT, опубликованных ВОИС в 2018 г. pdf, по всем технологиям, составило 237 378. Это значит, что доля патентов, связанных с технологиями возобновляемой энергетики, была чуть выше 1%. Это низкий показатель с учетом того, что на каждую из таких областей, как компьютерные технологии, цифровые коммуникации, медицинские технологии и фармацевтика, приходилось не менее 6% международных заявок.

Однако для возобновляемой энергетики были характерны впечатляющие темпы роста: в 2002–2012 гг. число соответствующих заявок PCT возросло на 547%. Это происходило в то десятилетие, когда была сделана бóльшая часть инвестиций в этом секторе и когда такие капиталовложения поощрялись. И хотя после пиковых значений 2012 г. общее число публикаций PCT снизилось, в 2019 г. оно все еще было в 3,5 раза больше, чем в 2002 г.

Оценить тенденции можно также с помощью анализа патентных семейств. Одно патентное семейство включает в себя все национальные/региональные патенты с одинаковой датой приоритета. Следовательно, такой анализ позволяет определить как число инноваций, так и число рынков, на которых получены патенты на них. Итак, общее число патентных заявок, связанных с технологиями возобновляемой энергетики, при расчете на основе даты подачи первой указанной заявки возросло с 10 463 в 2002 г. до 27 089 в 2011 г., что стало пиковым значением. В 2017 г. (это последний год, по которому доступны данные) это число составило 24 027.

О чем говорят эти цифры? Важно понимать, что патенты — это долгосрочная инвестиция. Например, патент, заявка на который подана в 2012 г., может все еще действовать в 2032 г. Патентный заявитель может коммерциализировать свое изобретение в любой момент в течение этого срока путем разработки продуктов и услуг на основе запатентованной технологии либо путем ее лицензирования.

Следовательно, те изобретения, которые были запатентованы в период бурного развития сектора в 2002–2012 гг., скорее всего, находят воплощение в коммерческих товарах и услугах лишь сегодня либо будут реализованы в ближайшее десятилетие. Представленные статистические данные говорят о том, что в рассматриваемом секторе с 2002 г. велась активная инновационная деятельность и что сегодня мы только начинаем видеть ее плоды. При этом выявить основные тенденции в сфере возобновляемой энергетики можно с помощью анализа данных в разбивке по типам технологий.

Рисунок 1

Год публикации Общее число заявок в области технологий возобновляемой энергетики
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

Источник: Отдел экономики и статистики ВОИС.

Разбивка по типам технологий

Общий объем заявок PCT на технологии возобновляемой энергетики можно распределить по четырем секторам: солнечная энергетика, топливные элементы (они генерируют электричество с помощью химических реакций), ветровая энергетика и геотермальная энергетика (использование тепловой энергии недр Земли).

Наиболее значимым трендом за период с 2002 г. можно считать развитие солнечной энергетики (см. рисунок 2). В 2002 г. на этот сектор приходилось чуть более четверти опубликованных заявок PCT на технологии возобновляемой энергетики, тогда как в 2019 г. их стало более половины.

За последние 17 лет число опубликованных заявок PCT, связанных с солнечной энергетикой, возросло на 678%. Этот сектор был лидером каждый год, начиная с 2009 г. Рекордные показатели были достигнуты в 2012 г., когда число опубликованных заявок составило 2691. Такие инвестиции в инновации являются отражением роста масштабов производства солнечной энергии в мире. Согласно докладу «Глобальные тенденции», упомянутому выше, в конце 2009 г. мощность солнечной энергетики составляла 25 ГВт. При этом за период 2010–2019 гг. было добавлено еще 638 ГВт.

Данные по солнечной энергетике разительно отличаются от данных по топливным элементам. Показатели по этой категории достигли рекордных значений в начале 2018 г., когда эта технология была лидером. После этого число опубликованных патентных заявок снизилось почти наполовину. В 2019 г. на международные патентные заявки, связанные с технологией топливных элементов, приходилось лишь 19% общего числа заявок по категории возобновляемой энергетики.

Число опубликованных международных патентных заявок в области ветровой энергетики отличается большой нестабильностью, хотя сохраняется общая тенденция к росту. В 2019 г. на такие заявки приходилось 28% публикаций в категории возобновляемой энергетики. При этом международные патентные заявки в области геотермальной энергетики составляли лишь 1,4% заявок в этом секторе.

Рисунок 2

Год публикации Солнечная энергетика Топливные элементы Ветровая энергетика Геотермальная энергетика
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

Источник: Отдел экономики и статистики ВОИС.

Разбивка по регионам

В рамках анализа можно также рассмотреть тенденции в области происхождения патентов. В патентных заявках обязательно указывается страна происхождения заявителя, а если заявителей несколько, то учитываются данные по первому указанному заявителю.

Такой анализ показывает, что в десятилетие 2010–2019 гг. лидером по общему числу патентных заявок в области возобновляемой энергетики, а также по категориям солнечной энергетики и топливных элементов была Япония. В категории геотермальной энергетики лидером были США (см. рисунок 3), а в категории ветровой энергетики — Дания, за которой следовала Германия.

Однако, если более пристально посмотреть на вторую половину десятилетия, то вырисовывается несколько иная картина. Хотя Япония сохраняла лидерство благодаря 3114 опубликованным международным патентным заявкам, а США находились на втором месте (2247 заявок), третье место занял Китай (1522 заявки). При этом 1115 опубликованных заявок из Китая было связано с солнечной энергетикой, так как в последние годы Китаю удалось многого добиться в этой области: в 2017 г. Китай стал первой страной, где объём установленных мощностей солнечных панелей превысил 100 ГВт. Целью является достижение 1330 ГВт к 2050 г.

Кроме того, Китай уверенно занимает первое место по числу патентных семейств. Например, в период 2013–2017 гг., если учитывать все патентные семейства, на Китай приходилось 45 472 патента, что вдвое больше, чем на Японию, которая занимала второе место (21 386). Основой этой тенденции являются технологии в солнечной энергетике, где у заявителей из Китая патентов втрое больше, чем у заявителей из Японии.

Разница между данными по опубликованным патентам и по патентным семействам весьма интересна, так как она свидетельствует о том, что заявители из Китая подают патентные заявки в большем числе юрисдикций по сравнению с заявителями из других регионов. Это, в свою очередь, говорит о том, что патентуемые изобретения, возможно, имеют больший потенциал для коммерциализации по всему миру.

Рисунок 3

2010-2019
Ведущие страны происхождения Всего в категории возобновляемой энергетики Солнечная энергетика Топливные элементы Ветровая энергетика Геотермальная энергетика
Япония 9,394 5,360 3,292 702 40
США 6,300 3,876 1,391 927 106
Германия 3,684 1,534 813 1,309 28
Республика Корея 2,695 1,803 506 360 26
Китай 2,659 1,892 189 555 23
Дания 1,495 52 81 1,358 4
Франция 1,226 660 348 184 34
Соединенное Королевство 709 208 271 218 12
Испания 678 341 29 300 8
Италия 509 316 57 123 13

Источник: Отдел экономики и статистики ВОИС.

Совершенствование технологий

Расширение использования возобновляемых источников энергии — это ключевая стратегия по обеспечению сдерживания глобального потепления на уровне не выше 1,5˚C сверх доиндустриальных уровней, что является одной из целей, установленных в Парижском соглашении. В докладе 2018 г. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) рассмотрела различные сценарии и представила прогноз, согласно которому, чтобы рост температуры не превышал 1,5˚C, доля возобновляемой энергетики в выработке электричества должна быть доведена до 70–85% к 2050 г. Также в докладе отмечено следующее: «Признавая проблемы и различия между вариантами и национальными условиями, отметим, что политическая, экономическая, социальная и техническая осуществимость технологий использования солнечной энергии, энергии ветра и хранения электроэнергии значительно улучшилась за последние несколько лет… Такое улучшение свидетельствует о потенциальном системном переходном процессе в производстве электроэнергии».

Анализ патентных данных подтверждает такой вывод и позволяет предположить, что начало инновационной деятельности в секторе возобновляемой энергетики было положено в десятилетие до 2012 г., особенно в области технологий использования энергии солнца. В последующие несколько лет мы увидим, каким образом эти инновации будут способствовать решению проблемы глобального потепления на практике.

«Журнал ВОИС» призван помочь читателям улучшить свое понимание интеллектуальной собственности и деятельности ВОИС и не является официальным документом ВОИС. Используемые в этой публикации обозначения и представляемые материалы никоим образом не выражают мнение ВОИС относительно правового статуса каких бы то ни было стран, территорий или районов или их органов власти или относительно делимитации их границ. Данная публикация не преследует цели отразить точку зрения государств-членов или Секретариата ВОИС. Упоминание в публикации конкретных компаний или продуктов определенных производителей не означает, что ВОИС их поддерживает или рекомендует или отдает им предпочтение перед другими аналогичными компаниями и продуктами, которые в материалах не упомянуты.