江苏风电产业专利竞争情报分析

高冉晖 张晓阳

(江苏大学科技信息研究所 镇江 212013)

·情报分析·

江苏风电产业专利竞争情报分析

高冉晖 张晓阳

(江苏大学科技信息研究所 镇江 212013)

运用专利分析法对我国包括江苏风电技术专利申请量、技术生命周期、风电专利年度分布及类型和主要专利权人等信息进行对比分析，发现江苏风电技术专利申请总量处于全国领先水平，尤其是近5年风电技术发展迅速；但专利主要集中于风力发电机、驱动组合装置、安装结构和转子等零部件领域；有关风电控制技术、并网技术及主轴轴承、变浆轴承等配套零部件设计和制造缺乏核心技术。最后针对江苏风电专利技术申请分散、企业参与程度低、技术关联性较差、专利布局不尽合理、专利预警体系不完善等问题提出若干建议，以期为我省风电技术发展提供有用情报。

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长期以来，以化石能源为主导的能源结构，迅速消耗着地球上亿万年积存而成的宝贵资源，不仅带来了化石能源枯竭问题，同时也导致了严重的生态环境局面，制约了人类的可持续发展。随着科技的发展和新能源领域研究的不断突破，人们对诸如太阳能、风能、核能、生物质能等可再生能源的认识不断加深。风能是世界上存储量极大的可再生资源，风力发电亦被认为是目前可再生能源技术中发展最快、最成熟，具备大规模开发和商业化前景的产业，近年来不断受到世界各国的重视。截至2010年底，我国风电装机容量累计达44733.29MW(不包括台湾地区)，从2004年的世界第10位攀升至世界第2，增速位居世界第1[1]。2010年江苏新增装机量371MW，累计达1467.75MW，在全国各省市中排名第八[2]。

近年来，在全国大力发展战略新兴产业的势头带动下，江苏风电产业取得长足进步。但是由于我国风电产业与国外相比起步较晚，风电技术创新能力整体偏弱。因此，掌握关键技术，提升风电自主创新能力，是江苏乃至全国亟待解决的核心问题。本文旨在通过上海知识产权(专利信息)公共服务平台对我国包括江苏风电相关专利信息进行深入挖掘和分析，以期为江苏风电产业技术发展和政策制定提供有用的竞争情报。

1 数据来源及检索策略

选择上海知识产权(专利信息)公共服务平台作为专利信息来源[3]，结合题名(Title)、摘要(Abstract)和国际专利分类号(IPC)等字段，考虑到专利申请的延迟公开性和专利发明的保护期限，该检索以申请日为准，综合检索和筛选了1985年1月1日至2010年12月31日之间与风电行业相关的专利。检索式确定如下：IC1=F03D OR TI=(风电 OR 风力发电 OR 风力发电机 OR 偏航 OR 变桨) OR (TI=(风速 OR 风场 OR 风能) AND AB=风力发电) OR (TI=(叶片 OR 叶轮 OR 风轮 OR 桨叶 OR 齿轮箱 OR 变速箱 OR 塔架 OR 机舱 OR 塔筒 OR 测风 OR 吊舱 OR 并网技术 OR 控制系统 OR 密封保温结构 OR 防火装置 OR 传感器) AND AB=风力发电)。采用以上检索策略，在上海知识产权(专利信息)公共服务平台检索，并剔除同族专利、重复专利以及一些不相干或弱相关专利，最后得到中文专利9972件，包括4594件发明专利，发明授权767件，实用新型专利4367件，外观设计244件。

2 风电专利申请量分析

图1给出了1985-2010年我国包括江苏风电产业专利申请总量和发明专利申请量。从申请类型来看，发明专利、实用新型专利申请量分别占申请总量的46.1%和43.8%，说明我国风力发电及装备领域以创新型技术和引进技术二次开发为主，而有关风电产品外部形状的、富有美感的新设计较少。在这一方面，江苏与全国的总体趋势是一致的。从申请数量来看，在2000年以前，专利申请量较少，且增幅不大；2000年(“十五”期间)以后，申请量增速加快，尤其是到2004年以后，专利申请量增幅达60%左右；到2009年达到一个峰值，专利申请量超过了2000件；2010年申请量趋于下降，但数量也仅次于峰值水平，达1895件。该趋势图表明，近几年有关清洁能源和可再生能源的开发利用受到国家省市各级政府部门的高度重视，各项扶持政策和优惠措施的推出使得风电领域的研究成果呈现出迅猛增长的势头，表明当前我国风电产业正处于技术快速发展时期，市场容量不断扩大，风电产业所介入的企业数量也在迅速增长。专利申请量和公开量的急剧增长，带来的是风电产业的迅猛发展和风电市场的激烈竞争。

图1 1985-2010全国包括江苏风电专利申请总量和发明专利申请量

图2给出了1985-2010年全国各省份风电产业专利累计申请量。从图中可以清楚地看到风电专利拥有量大的省份和城市主要集中在沿海和经济较发达地区。这些地区区位、经济、技术、人才优势明显，更有利于率先发展风电这一新兴产业。因此，排名前七的省份和地区风电专利申请量占据申请总量的53.4%，其中江苏以1152件独占鳌头，占据申请总量的一成多，比排名第二的北京还要多出307件，充分说明江苏风电产业具备良好的基础和技术优势，目前在该产业发展中处于领先地位。

图2 1985-2010年全国各省市风电专利申请量

3 风电技术生命周期分析

技术生命周期分析是专利分析中最常用的方法之一。通过专利技术所处的发展阶段，了解相关技术领域的现状，推测未来技术发展方向。

(1)技术生长率(v)。所谓技术生长率是指某技术领域发明专利申请或授权量占过去5年该技术领域发明专利或授权总量的比率。

(2)技术成熟系数(α)。所谓技术成熟系数是指某技术领域发明专利申请或授权量占该技术领域发明专利和实用新型专利申请或授权总量的比率。

(3)技术衰老系数(β)。所谓技术衰老系数是指某技术领域发明和实用新型专利申请或授权量占该技术领域发明专利、实用新型和外观设计专利申请或授权量的比率。

(4)新技术特征系数(N)。新技术特征系数由技术生长率和技术成熟系数推算而来。

图3 1990-2010年江苏风电技术生命周期

结合图3对江苏风电技术生命周期分析，技术生长率v阶段性增长或下降，整体呈折线趋势，说明该技术在发展过程中并非一帆风顺，技术突破与技术停滞交替发生，技术在曲折中发展；技术成熟系数α虽然有波动，但总体呈上升趋势，说明该技术还未处于成熟期；技术衰老系数β数值基本保持在1的水平，没有明显变小的趋势，说明该技术还未处于衰老期；新技术特征系数N绝大多数年份都保持在0.6以上，说明该产业新技术特征较强。

表1 技术生命周期计算公式及说明

说明：a为某技术领域当年发明专利申请数，b为某技术领域当年实用新型申请数，c为某技术领域当年外观设计申请数，A为追溯到五年的某技术领域的发明专利申请累积数。

4 风电专利年度分布及类型分析

从表2可以看出江苏风电产业技术专利在2005年前发展相对较缓，但基本上处于逐年上升趋势。自2005年《可再生能源法》颁布至2006-2010(“十一五”期间)年间，江苏风电产业专利年申请量比例急剧攀升，由2006年的5.30%上升至2009年最高点32.20%；2010年虽稍有回落，但仍然保持在25.26%的高位。这组数据充分说明国家、江苏省政府大力促进风电产业发展，风电越来越被人们所重视，其绿色、可再生性的特点对缓解环境压力和改善能源结构起着极大的作用。

图4可以清晰地看到江苏风电技术专利中50%是发明专利，表明各相关企业和研究机构非常重视风电技术和知识创新，这是江苏在风电专利数量占据全国第一的重要原因，也是增强我省风电产业竞争力的重要保证。

另一方面，风电机组大型化、变速运行、变浆距控制及无齿轮箱技术是世界风电设备发展的最新趋势[4]。目前，单机容量最大的风电机组是德国Repower公司生产的容量为5兆瓦的机组。国内基本掌握的是兆瓦级以下风机机组的整机制造技术，而且国产产品大多数都是采用的“定桨定速”技术，只相当于国际上20世纪90年代中期的水平。就是这样的技术我们也还缺乏具有完全自主知识产权的产品，关键零部件制造大多仍掌握在外方手中，所以产业扩张受制于人。我国新近安装的变桨距兆瓦级风电机组中的关键技术基本上还是靠引进国外技术为主，在风电智能化控制技术方面与国外差距很大。

专利主IPC分类的分布，反映了专利技术的集中点，也暗示了国内当前技术的发展方向。从表3可看出，目前江苏风电专利主要集中在F03D9/00、F03D11/00、F03D3/06这三大类中，占总量的54%，主要包括风力发电机、驱动装置组合、安装结构和转子等零部件。这种现象表明我省广大企业、科研院所研发的重点还是集中在各种用途的风力发电机整机或其零部件制造；有关风力发电控制技术、风电并网技术方面的专利申请较少；自主研发投产的大型风电机组少之又少；大型风电机整机制造和风电控制系统仍然缺乏自主产权，没有摆脱依赖于引进、购买国外设计图纸和技术的局面。

表2 江苏风电专利年度分布表

图4 江苏风电专利类型分布

排名主IPC技术主题数量1F03D9/00特殊用途的风力发动机;风力发动机与受它驱动的装置的组合2542F03D11/00动力的传送,例如使用空心排气叶片;安装结构2523F03D3/06转子(与风向成直角的旋转轴线的风力发动机)1164F03D7/00风力发动机的控制775F03D1/06转子(与风向一致的旋转轴线的风力发动机)766F03D11/04安装结构517F03D3/00具有基本上与风向成直角的旋转轴线的风力发动机508F03D1/00具有基本上与风向一致的旋转轴线的风力发动机429H02K7/18发电机与机械驱动机结构上相连的,例如汽轮机3910H02J3/38由两个或两个以上发电机、变换器或变压器对1个网络并联馈电的装置33

表4 主要专利权人专利拥有量

5 主要专利权人分析

从表4可以看出，我省有苏州能健电器有限公司、东南大学、南京航空航天大学三个主要专利权人在专利拥有量上处于前20名，其拥有专利数分别为54、47和37。值得肯定的是我省两所老牌理工科院校在我省风电技术发展中发挥了重要作用，这也体现了产学研相结合的重大成果。总体上看，风电核心技术申请量和申请量占据前5位的都是外国公司；即使在国内专利权人中，我省主要专利权人拥有专利数量也落后于沈阳瑞祥风能设备有限公司。这说明我省虽然风电专利申请总量大，但缺乏具备较强影响力的领军企业，缺乏在世界范围具备强大竞争力的风电企业。为增强我省风电产业竞争力，应积极发挥高等院校的人才优势，促进产学研合作，提高科技成果转化率，培育在世界范围内具备竞争力的领军企业。

6 结论及建议

通过对我国包括江苏风电专利信息的分析，可以得出：目前，江苏在风电技术发展整体水平处于国内领先状态，在风电专利拥有量方面独占鳌头；但在培育具备较强影响力的领军企业和掌握大型风电机组、风力发电控制系统、并网发电等核心技术还较为薄弱；除此以外，专利技术申请分散、与科研院所相比企业参与程度低、技术关联性较差、专利布局不尽合理也是目前面临的问题。

基于本文的研究结果，对江苏风电产业的发展提出以下几点建议：

第一，在宏观上加强政策引导和扶持力度。通过制定和完善相关产业、财政、金融、税收政策，建立合理的风电价格机制和竞争机制，激励和保障我省风电技术的研发和应用。

第二，建立以企业为主体、市场为导向、产学研结合的技术创新体系。2006年，科技部、国务院国资委和中华全国总工会联合发出《“技术创新引导工程”实施方案》，将建立技术创新体系作为突破口，开展创新型企业试点工作，这是非常好的机遇。创新型企业必须有自主知识产权，有自主知识品牌和持续创新能力。可选择1-2个条件较好的风电整机厂和重要零部件厂进行试点。除了主要企业在市场竞争中的自身努力外，政府也要给予足够扶持和引导。对开展试点的企业应对其研发机构、研发人员、研发资金、研发项目、专项申请、产品品牌、能力建设、产学研的结合和评估考核等方面提出具体要求和量化指标。在建立创新体系中，要特别注意加强产、学、研的联合，通过整合资源、联合创新、合理安排市场份额和知识产权的情况，使企业、科研机构和高等院校优势互补，共同发展。另外，学会、协会和商会也可充分发挥作用。

第三，正确处理技术引进与技术创新的关系。强调技术创新并不排斥技术引进。所有国家都要充分利用全球资源，通过技术引进和国际合作来缩小差距，提高自身竞争力。但如果没有自身的研发能力，就无从引进国外先进技术，也无法消化吸收，更不能在此基础上进行创新。另一方面，国外的核心技术是引进不来的，必须靠自主创新来掌握核心技术。从国外的经验和国内的实践来分析，采用自主研究开发和引进消化国外技术相结合的方式，是实现企业较高水平的技术跨越，提高竞争能力的较好道路[5]。

第四，加强风电创新能力建设，建立风电公共技术服务平台。能力建设是提高企业技术创新能力的基础建设，要由企业、科研机构、高等院校，包括国家重点实验室、国家工程技术研究中心等在内，联合起来共同对资源进行整合、共享、完善和提高，通过建立共享机制和管理程序逐步做到资源有效利用，并在此基础上建立风电公共技术服务平台，成立国家级的风电研发中心、风电检测中心和风电认证中心等。

第五，未雨绸缪，提前建立风电专利预警体系。随着我国风电产业做强做大，外国企业必然会在中国设置重重专利壁垒，对中国企业围追堵截。因此我省风电产业在加大研发攻关力度的同时，也应及时建立专利预警体系，收集第一手的专利竞争情报，做好应对风电专利“地雷”的准备。

第六，统筹规划，防止我省风电产业化一哄而上，造成产能过剩和低水平重复建设。随着战略性新兴产业的崛起，风电产业也进入了发展的春天，省内众多企业都加大研发力度，希望在巨大的利益面前分得一杯羹；但同时也应当做好产业统筹规划，避免出现不必要的恶性竞争和重复建设问题。

就目前而言，江苏风电产业总体上表现出了良好技术创新能力，展现出了良好的发展势头，也反映了江苏对于风电这一新能源产业的重视和热情。我省应当抓住历史机遇，重视核心技术和科技创新，重视知识产权，努力提升风电产业综合竞争力。

[1] 全球风能协会. 全球风电发展报告[R]. 丹麦:全球风能协会,2010.

[2] 中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA). 2010年中国风电装机容量统计[EB/OL]. (2010-06-07)[2011-06-01]. http://www.windchn.com/webinfo/wfview000094836.html

[3] 上海知识产权局. 专利信息公共服务平台检索系统[DB/OL]. [2011-05-30]. http://www.shanghaiip.cn/Search/login.do.

[4] 陈旭娟. 风力发电设备制造技术专利趋势分析[J]. 内蒙古科技与经济,2009(17):107-108.

[5] 王鸿雁,霍国庆. 我国风电产业发展的瓶颈问题与解决思路[C]//中国石油大学,中国能源战略研究中心. 第四届中国能源战略国际论坛论文集. 北京: 第四届中国能源战略国际论坛,2009.

PatentCompetitiveIntelligenceAnalysisonWindPowerTechnologyofJiangsuProvince

Gao Ranhui, Zhang Xiaoyang

Institute of Science and Technology Information of Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

By applying patent analysis method, in comparing and analyzing patent applications, technology life cycle, patent annual distribution and types and principal patentees concerning wind power technology in China and Jiangsu, it is found that the applications of wind power technology of Jiangsu Province lead other provinces in China. It has developed quickly in the last 5 years. However, the patents are mainly focused on wind turbine, combination of driving devices, installation structure, rotors and so on. Core technologies of wind power control technology, grid technology, spindle and pitch bearings are few and far between. In the end, some suggestions on scattered technology patent applications, low participation level of enterprises, poor technology association, irrational patent distribution and imperfect patent early warning system are put forward, in the hope of providing useful competitive intelligence for the development of wind power technology in Jiangsu Province.

wind power technology; patent analysis; competitive intelligence; Jiangsu Province

G306

高冉晖，男，1987年生，硕士研究生，研究方向：竞争情报，发表论文1篇；张晓阳，男，1969年生，副研究馆员，研究方向：竞争情报与科学计量学，发表论文10余篇。