从专利角度分析国家政策对燃料乙醇产业的影响

张鑫蕊，李煦颖，马秋娟，张秀丽

（国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，审查业务部1，医药生物部2，北京100190）

目前，中国的能源消费主要由石油、天然气、煤炭构成。然而，对于不可再生能源的过分依赖将引发环境污染、生态破坏等诸多问题。伴随着经济发展和社会进步，对于可再生能源的认识和开发逐步发展起来。在我国，燃料乙醇技术起始于粮食原料，但伴随着社会经济的发展，势必面临“与民争粮、与粮争地”的困境。只有“试之粮、发之非粮”的非粮类原料才是燃料乙醇的发展出路[1]。

近年来，我国以陈化粮为原料的燃料乙醇技术已实现产业化，以木薯等非粮作物为原料的燃料乙醇技术正在起步应用，以纤维素为原料的燃料乙醇技术正处于研发及专利布局的重点时期，目前包括中粮集团、中国石化、诺维信等大型国企或外企已开展广泛的研发工作。可以预期，在国家相关政策的扶持下，燃料乙醇技术正面临快速发展的良好时机。

1 我国的相关政策及燃料乙醇产业的技术发展

我国的燃料乙醇产业发展起始于20世纪90年代中期，经历了试点及大力推广期、严格限制期、科学发展期三个阶段。这三个阶段的技术发展状况与我国的“十五”、“十一五”以及“十二五”规划的相关政策息息相关。在 “十五”时期，国家开展了燃料乙醇的试点工作，提出首要目的是消耗过剩陈化粮。“十一五”期间，受世界市场影响，燃料乙醇发展对粮食安全的威胁凸显，政府部门连续下发多个紧急通知，迅速叫停玉米燃料乙醇扩产和投资，但对非粮类燃料乙醇则出台了一系列利好政策。“十二五”以来，燃料乙醇产业已经进入了一个科学稳步发展阶段，以推进秸秆纤维乙醇产业化为目标，将非粮燃料乙醇作为发展重点，见表1。

伴随着一系列国家政策的出台，燃料乙醇领域的研发投入和专利申请稳步提升。在21世纪初期，我国的专利申请主要以大学、科研院所为主。在国家863计划、国家自然科学基金以及大型乙醇生产企业的资助下，清华大学、山东大学、华东理工大学、大连理工大学、河南农业大学、中国科学院过程所、浙江大学等单位[2]在生产燃料乙醇领域进行了诸多研究，取得了一批阶段性研究成果。自2008年以后，由于国家政策的倾斜及资金扶持，企业的研发投入和专利申请逐年增加。目前，我国五大燃料乙醇企业包括吉林燃料乙醇有限责任公司、黑龙江中粮生化能源有限公司、河南天冠集团、安徽丰原燃料酒精有限公司、广西中粮生物质能源有限公司[3]，见表2。

2 全球及国内专利状况分析

新技术的出现通常伴随着大量专利申请的产生，从另一个角度来看，专利申请的趋势在某种程度上反映着技术的发展状况。为梳理国家政策对燃料乙醇产业发展的影响，本文作者统计分析了燃料乙醇领域的全球及国内的专利申请状况。

2.1 样本收集和数据准备

采用中国专利文摘数据库（CNABS）和德温特世界专利索引数据库（DWPI）中收录的专利文献作为数据来源。经前期预检、分类号统计以及文献筛选后，确定燃料乙醇主要涉及分类号为 C12P7/06、C12P7/08、C12P7/10、C12P7/12、C12P7/14。为了便于统计和更有针对性，样本采集主要集中在上述分类号下。同时，采用燃料乙醇中涉及原料、酶、菌、生产技术等关键词与上述分类号结合的方式进行检索。

表1 2001—2012年间我国燃料乙醇的相关政策梳理

表2 五大燃料乙醇企业的相关情况

截至2012年12月，在DWPI 数据库中共获得涉及燃料乙醇的专利申请约 4254 篇，在 CNABS数据库中共获得涉及燃料乙醇的专利申请约2754篇。

2.2 全球专利发展状况

图 1为世界范围内燃料乙醇专利申请产出趋势，从该技术领域的全球申请量发展趋势来看，燃料乙醇的发展分为以下几个阶段。

图1 世界范围内燃料乙醇技术专利申请产出趋势（1970—2012年）

第一阶段（1970—1978年），自1970年起，燃料乙醇技术开始逐渐发展起来，到1977年总申请量达到45件。此时美国、巴西等几个主要燃料乙醇消费生产地区也刚刚建立生物燃料相关政策，如美国《1970年空气清净法》、巴西1975年的《国家乙醇燃料计划》等。

第二阶段（1978—1985年），继前一阶段的技术发展，在该阶段申请量出现一个小高潮，各国为降低对进口原油的依赖，开始从国家政策层面大力推广燃料乙醇，专利申请量也进入较为稳定的增长阶段。

第三阶段（1986—1998年），从1987年起，申请量出现较快的下降趋势，此后几年申请量均持续较低的水平，这个阶段由于石油价格暴跌，玉米减产，各国对燃料乙醇的政策也表现出收紧的趋势，导致世界燃料乙醇的研发投入大大减少。

第四阶段（1999年至今），在此期间，各国对可再生燃料的关注度增加，如美国的《美国农业法令》、《先进能源计划》，欧盟的《可再生能源指令》等都将发展重点放在二代纤维素乙醇上。自 1999年起的专利申请量开始恢复并逐年稳步增加，自2006年后，申请量增长极为迅速，并在2008年达到高峰；虽然2009—2012年的数据略有下降，但考虑到2009—2012年还有大量尚未公开的专利申请，因此这三年的实际专利申请量仍然可能超过之前几年。

2.3 全球专利申请人排名

在分析了专利申请总体状况的基础上，拟对世界范围内燃料乙醇技术的专利申请人排名（表 3）进行统计分析。

表3 世界范围内燃料乙醇技术专利申请人排名

在世界范围内，排名靠前的专利申请人均是大型国际企业和著名科研院所。诺维信公司是全球工业酶制剂和微生物制剂的主导企业，拥有超过40%的世界市场份额，在燃料乙醇的酶制剂研发领域占据领军位置。丹尼斯克公司也是引领全球的益生菌供应商，其主要产品涉及菌种筛选和酶制剂。杜邦公司是全球闻名的大型跨国化学企业，在2011年合资收购了丹尼斯克公司，使其在燃料乙醇的专利布局优势更加突出。

2.4 国内专利发展状况

图2为国内燃料乙醇技术专利申请产出趋势，从该技术领域的国内申请量发展趋势来看，我国乙醇的发展分为以下几个阶段。

图2 国内燃料乙醇技术专利申请产出趋势（1985—2011年）

第一阶段（1985—2000年），国内燃料乙醇技术正处于发展的萌芽阶段。当时的国际油价正在低谷徘徊，而燃料乙醇的研发成本相对较高，导致相关企业及科研院所的研发动力不足，这十几年间的年均申请量不足10件。

第二阶段（2001—2005年），伴随着国际油价的飙升和“十五”时期的政策利好，提高了企业及科研院所的研发动力，大量企业及科研院所陆续开展了燃料乙醇的研究工作，导致这五年的年均申请量超过40件。

第三阶段（2006—2010年），在“十一五”时期，虽然政府部门叫停了粮食类燃料乙醇的扩产和投资，但又将关注重点转向非粮类燃料乙醇。企业的研发投入及专利申请量稳步上升，年均申请量达到260件。

第四阶段（2011年至今），“十二五”以来，燃料乙醇产业已经进入科学稳步发展阶段，但由于专利申请数据公开的滞后性，尚有大量专利申请数据未公开，因此数据上还未体现出明显的增长趋势。

2.5 国内专利申请人排名

在分析了专利申请总体状况的基础上，拟对国内燃料乙醇技术的专利申请人排名（表 4）进行统计分析。

在国内，专利申请量排名前十位的申请人中，企业仅占20%，而科研院所占80%。这一方面说明我国企业与国际知名企业的研发水平存在差异，另一方面说明我国科研院所在燃料乙醇技术研发中的作用不容小觑。中粮集团有限公司下属的黑龙江中粮生化能源有限公司、广西中粮生物质能源有限公司均属于我国重大燃料乙醇企业，其专利申请量高居国内榜首，达到58件。中国科学院过程工程研究所的生物质工程研究中心在燃料乙醇的各个研发领域进行了诸多研究，专利申请量达到52件。江南大学与河南天冠集团密切研发合作，形成了”产学研”一体化的研发生产模式，专利申请量也达到41件。

表4 国内燃料乙醇技术专利申请人排名

3 国家政策及企业发展建议

在梳理我国国家政策、对比国内外专利发展状况的基础上，作者拟对燃料乙醇产业相关的国家政策及企业发展提出以下几点建议。

（1）国家政策与产业发展关系 在政策层面，纵观燃料乙醇这三十年来的发展历程，可以看出国家政策与技术发展密切相关。这三十年来，为实现燃料乙醇的产业化，政府部门相继出台了一系列法律、法规以及发展规划，形成了比较完善的政策体系，为燃料乙醇的快速发展铺平了道路。相关企业应及时捕捉政策信息动向，将研发重点转向非粮类燃料乙醇，努力攻克纤维素乙醇的技术难关。

（2）专利申请与产业发展联系 在专利层面，国内专利申请与世界范围内专利申请趋势大致相同，均显示出逐年递增的发展趋势。美国作为玉米种植大国，专利申请大多集中在以玉米为原料的燃料乙醇技术；巴西作为世界第一大甘蔗种植国和全球最大的燃料乙醇出国口，将以甘蔗为原料的燃料乙醇技术作为发展重点。国内企业应当发挥自身优势，综合考虑我国在木薯、作物秸秆的种植优势，在合理借鉴他国发展方向的基础上，探索出符合中国国情的发展道路。

（3）全球与国内产业发展对比 在技术层面，高效的纤维素酶菌株、戊糖和己糖共发酵菌株均是燃料乙醇领域的关键技术。通过国内外申请人的比较研究发现，大型国际企业的研发重点关注在燃料乙醇生产中涉及生物酶和菌株等核心技术，而国内企业及科研院所则更多地关注于预处理等方法过程的参数调整。为提升竞争力、抢占国内市场，国内的企业及科研院所应当同时兼顾核心技术的研发投入，积极加强“产学研”结合的研发生产模式，将科研院所的研发优势与企业的生产发展有效结合。争取在燃料乙醇的关键技术中攻克技术难关，打破专利壁垒，为今后燃料乙醇的产业发展铺平道路。

[1]冯献，詹玲，李宁辉. 低碳经济下中国燃料乙醇的发展策略[J]. 农业现代化研究，2010，31（6）：704-707.

[2]刘海军，李琳，白殿国，等，我国燃料乙醇生产技术现状与发展前景分析[J]. 化工科技，2012，20（5）：68-72.

[3]张剑. 我国生物燃料企业发展现状与发展模式研究[D]. 武汉：武汉理工大学，2009.