国际太阳能光热发电技术专利情报研究

第１４卷　第８期

２０１４年 ８月 科　技　和　产　业Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

ａｎｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．８Ａｕｇｕｓｔ，　２０１４国际太阳能光热发电技术专利情报研究

侯元元１，刘　彤２，黄裕荣１，高子涵１，吕华侨１

（１．北京市科学技术情报研究所，北京１００１２０；２．北京市科学技术研究院，北京１０００８９

）摘要：利用专利分析理论和方法，对国际太阳能光热发电技术的发展现状进行了研究，分析了专利申请的总体发展趋势、技术热点、区域分布情况、申请人情况等信息，以期为我国太阳能光热发电产业的发展提供借鉴。关键词：太阳能；光热发电；专利分析；技术生命周期

中图分类号：Ｇ３０６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－１８０７（２０１４）０

８－０１４２－０４收稿日期：２０１４－０５－１６

基金项目：国家自然科学基金（７１３０３０２３）；北京市财政资金支持项目（ＰＸＭ２０１３＿１７８２１４＿０００００８

）。作者简介：侯元元（１９８２—），男，山西临汾人，北京市科学技术情报研究所，助理研究员，博士，研究方向：产业情报、专利分析。

太阳能光热发电，

也叫聚光太阳能发电（ＣＳＰ），是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过加热工质产生高温高压蒸汽来驱动汽轮机组发电的过程，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，同时具有可储热、可调峰等功能，成为新能源利用的重要方向，并呈现出不可阻挡的发展趋势。据国际能源署（Ｉ

ＥＡ）预测，到２０２０年，ＣＳＰ将会成为最具竞争力的峰荷和中－峰荷电力，到２０２５－２０３０年，将会成为最具竞争力的基荷电力，到２０５０年能够满足超过１１％

的全球电力需求。

［１］

专利是技术创新的产物，专利申请和授权的多少反映了一个国家技术创新能力的强弱。专利文献记载了发明所属技术领域的发展历程，能够反映特定技术领域中技术活动的现状和发展轨迹。专利情报研

究成为近年来国内外学术界的研究热点。

［２－５］

本文从专利视角出发，通过对太阳能光热发电产业的重要技术发展趋势、区域情况、专利权人情况进行分析，对太阳能光热发电技术专利总体状况进行研究，以期为我国政府和相关企业提供参考与借鉴。

本文使用德温特专利数据库，结合关键词、ＩＰＣ分类、德温特手工代码的方法进行专利数据采集，共检索得到德温特专利２８６２０件（专利族），检索时间为２

０１３年１１月，综合应用Ｔｈｏｍｓｏｎ公司的ＴＤＡ和Ｔｈｏｍｓｏｎ　

Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ以及Ｅｘｃｅｌ软件等工具对专利数据进行分析。

１　专利申请趋势分析

本文采集的数据为已经公开的专利数据，由于专

利从申请到公开一般需要长达１８个月甚至３年的时

间［６］

，因此专利年度申请数量在２０１１年开始出现失

真，因此本文分

析专利数据时年份截至到２０１０年，２０１０－２０１２年专利分布情况可以参考年度专利公开

数量。可以看到，至２０１３年１１月，国际上太阳能光热发电技术相关专利数量达到２８　６２０个专利族，每一个专利族包括了同一项专利在不同国家申请的所有专利，数量庞大，映证了太阳能光热发电技术是国际上研发的热门技术。

图１　太阳能光热发电技术相关专利年度分布图１揭示了太阳能光热发电技术领域的专利年度分布情况。从图中全球专利申请年度分布可以看到，太阳能光热发电技术从２０世纪６０年代初开始进入初期探索阶段，１９６３—１９７２年间，由于太阳能利用技术还不成熟，尚处于技术萌芽期；１

９７３—１９８０年间爆发的中东战争引发了“石油危机”，这一阶段成了太阳能利用前所未有的大发展时期，太阳能光热发电技

术专利申请也在这一时期出现了一轮升势；１９８１—１９９１年世界石油价格大幅回落，而太阳能热产品价格居高不下，太阳能光热发电技术专利申请开始出现下滑，并且随即进入长达十多年的停滞期；１９９２年开始至今为一新的阶段，１９９２年联合国召开了“世界环境与发展大会”

，世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发，使太阳能的开发利用工作走出低谷，太阳能光热发电技术专利申请逐年增加，到了２１世纪初，光热发电技术迎来一轮高速发展，直至２０１０年，专利数量仍然处于增长态势

。

图２　太阳能光热发电三维技术生命周期图

（２

００５年以前）一般而言，技术的发展需要经过萌芽期、成长期、成熟期以及衰退期四个阶段，通过对技术生命周期进行分析，可以进一步判断技术所处的发展阶段。太阳能光热发电技术发展时间段较长，２００５年以前，专利申请数量和申请人数量处在一个范围内，数据较多且有重叠部分，因此，我们首先对２００５年以前的专

利技术进行三维技术生命周期分析（如图２所示）

［７］

。可以看到，经过２０世纪６０年代初至７０年代初期的第一阶段技术孕育期后，大致在１９７３年前后太阳能光热发电开始进入第二阶段技术成长期，专利数量和申请人数量大幅度攀升；１９８１年开始专利数量和专利申请人数量开始减少，众多企业开始退出市场，这阶段，技术进入瓶颈期，太阳能光热发电产业技术研发遭遇瓶颈难以突破，致使企业进入太阳能光热发电市场意愿降低；１９９１年开始到２００５年，专利数量和申请人数量重新开始增长，太阳能光热发电技术进入新的一轮技术成长期。

图３

为整个时间段太阳能光热发电技术生命周

图３　太阳能光热发电技术生命周期图

期图，可以看出，太阳能光热发电技术目前正处于高速成长期，从２００５年开始，专利数量和申请人数量大幅度攀升。总体来看，产业技术处于高速发展期，未来前景乐观。

２　技术热点分析

图４为太阳能光热发电技术年度发展趋势图，可以看出，随着太阳能光热发电技术在２０世纪９０年代初开始一轮高速发展，新技术（新出现的ＩＰＣ分类）开始快速涌现，特别是近５年新技术增长迅猛，太阳能光热发电技术研究呈现繁荣的景象，表明国际上对太阳能光热发电产业前景十分看好，预计随着技术的进一步成熟，以及太阳能光热发电商业化的推进，新

专利技术依旧会呈现稳步增长的局面

。

图４　太阳能光热发电技术年度发展趋势主要技术领域专利分布图显示（如图５所示），集热元件、聚光器、控制与监测是国际上太阳能光热发电产业领域重点研发的技术，尤其是集热元件的研发呈现出更为活跃的态势。

图６是主要技术领域专利年度分布，可以看到，近年来集热元件、聚光器的研发一直处于增长态势；而控制与监测、工作介质的专利申请数量在２００８年以前一直处于较低的状态，随后几年飞速增长。可以看出，技术热点向工作介质、控制与监测、发电系统、

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