地?zé)岚l(fā)電

地?zé)岚l(fā)電技術(shù)專利布局情況

  隨著全球氣候問題的日益嚴峻,地?zé)?/a>作為一種清潔能源越來越受到關(guān)注。地?zé)崮茉?/a>是現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件下,地殼內(nèi)可供開發(fā)利用地?zé)崮?/a>、地?zé)崃黧w及其有用組分,是一種十分寶貴的綜合性礦產(chǎn)資源。本文通過對地?zé)岚l(fā)電技術(shù)進行專利檢索與分析,探析該領(lǐng)域的專利布局情況,以期為行業(yè)發(fā)展提供參考。
  隨著全球氣候問題的日益嚴峻,地?zé)?/a>作為一種清潔能源越來越受到關(guān)注。地?zé)崮茉?/a>是現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件下,地殼內(nèi)可供開發(fā)利用地?zé)崮?/a>、地?zé)崃黧w及其有用組分,是一種十分寶貴的綜合性礦產(chǎn)資源。從利用溫度范圍的不同,產(chǎn)業(yè)上利用地?zé)?/a>的方式主要有兩種,一種是中低溫地?zé)?/a>利用,另一種是高溫地?zé)崂?/a>,即地?zé)岚l(fā)電
  地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的常見類型為熱水型地?zé)岚l(fā)電,就是將從蒸汽井里抽出的水氣混合液中分離出的蒸汽引入汽輪發(fā)電機組驅(qū)動發(fā)電,剩下的熱水可通過還原井送回地下。本文通過對地?zé)岚l(fā)電技術(shù)進行專利檢索與分析,探析該領(lǐng)域的專利布局情況,以期為行業(yè)發(fā)展提供參考。
  專利技術(shù)快速發(fā)展
  從全球范圍來看,上世紀七八十年代,地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域的專利申請人主要以美國為主,其他申請量較多的國家有德國、日本和法國。進入21世紀后,地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域的專利申請量快速增長,特別是近10年,全球專利申請活動一直處于活躍期。
  筆者對全球地?zé)岚l(fā)電技術(shù)相關(guān)專利申請按區(qū)域進行了統(tǒng)計,其中,美國、中國、日本德國的專利申請數(shù)量較多,申請較為活躍,美國相關(guān)專利申請量為729件,占全球申請總量的29.3%,中國緊隨其后,專利申請量為703件,占全球申請總量的28.3%。日本德國的相關(guān)專利申請量分別為626件、213件。
  中國申請人有關(guān)地?zé)?/a>發(fā)電技術(shù)的專利申請在2000年以后增長較為明顯,特別在2005年以后,該領(lǐng)域?qū)@暾埑尸F(xiàn)出快速增長的態(tài)勢,這也與我國逐步淘汰高能耗技術(shù)、不斷鼓勵發(fā)展新能源技術(shù)、提倡節(jié)能環(huán)保政策相一致。
  筆者統(tǒng)計了地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/發(fā)電.html" >發(fā)電領(lǐng)域?qū)@暾埩颗琶壳暗纳暾埲?,排名前幾位的分別是東芝株式會社、三菱重工業(yè)株式會社、谷川浩保和谷川和永、奧馬特公司、加利福尼亞聯(lián)合石油公司、富士電機株式會社、斯佩里公司、通用電氣,以及我國的天津大學(xué)等。總體來看,在地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/發(fā)電.html" >發(fā)電領(lǐng)域,排名靠前的申請人的專利申請量占該領(lǐng)域申請總量的比例都不大,均不超過3%。此外,該領(lǐng)域排名靠前的申請人中,有4個為日本的企業(yè)或個人,其申請量之和占總申請量的9.2%,還有3個申請人為美國企業(yè),其申請量之和占申請總量的4.2%。
  技術(shù)研發(fā)推陳出新
  筆者對地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域?qū)@暾埖腎PC分類號進行了統(tǒng)計,申請量排在前8位的IPC分類號下的申請量之和占申請總量的約60%。例如,地源熱泵領(lǐng)域?qū)@暾埖闹饕狪PC分類號有3個,分別為F03G、F01K、F01D。這3個分類號下的地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/發(fā)電技術(shù).html" >發(fā)電技術(shù)集中在發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽機、汽輪機3個方面。
  下面,筆者對該領(lǐng)域中具有代表性的專利申請進行分析,以便更好地介紹地?zé)岚l(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展狀況。例如,奧馬特公司的一件專利申請,涉及一種用地熱流體發(fā)電的動力裝置,可以將地熱流體分離成含不冷凝氣體的地?zé)嵴羝偷責(zé)嵋后w,其包括有許多組合的動力裝置組合單元,每個單元具有一個用蒸汽驅(qū)動的并產(chǎn)生廢熱蒸汽的蒸汽透平,最終驅(qū)動發(fā)電機。東芝株式會社的一件專利申請,涉及地?zé)岚l(fā)電材料領(lǐng)域,是保護一種適合用于更大型的地?zé)岚l(fā)電用渦輪機轉(zhuǎn)子的材料,其為了改善耐偏析性以抑制在鋼錠冒口側(cè)的碳富集,由此可以制造均質(zhì)的大型鋼錠,且改善了淬透性并同時確保了韌性、耐腐蝕性和耐應(yīng)力腐蝕開裂性,這些性能都是地?zé)岚l(fā)電用渦輪機轉(zhuǎn)子所需要的。
  隨著新能源利用技術(shù)的不斷發(fā)展,可再生能源發(fā)電占比越來越高。2017年,我國可再生能源發(fā)電裝機6.5億千瓦,發(fā)電量1.7萬億千瓦時,占我國全部發(fā)電量的26.4%。可再生能源替代傳統(tǒng)能源的作用越發(fā)明顯,提高各種能源綜合利用率也是未來的發(fā)展趨勢。我國天津大學(xué)在2018年提交的一件專利申請就涉及一種基于風(fēng)力、光伏發(fā)電消納的超低溫蓄冷高效地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)光伏電池板、風(fēng)力發(fā)電機均與逆變系統(tǒng)連接,逆變系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)連接,制冷系統(tǒng)連接蓄冷裝置,蓄冷裝置冷量輸出分為兩路:一路傳輸冷量至建筑空調(diào)系統(tǒng);另一路傳輸冷量至地?zé)岚l(fā)電模塊。該系統(tǒng)利用廢棄的風(fēng)力、光伏發(fā)電進行超低溫蓄冷,由此作為地?zé)岚l(fā)電的超低溫冷源,大幅度地提高地?zé)岚l(fā)電的效率。
  地?zé)岚l(fā)電不僅符合環(huán)境保護的要求,而且隨著勘探和利用技術(shù)的不斷提高,已經(jīng)形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,具有市場競爭性,其開發(fā)利用前景廣闊。我國地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)和科研機構(gòu)應(yīng)當(dāng)進一步加大科研力度,提高核心競爭力,重視知識產(chǎn)權(quán)保護,讓自主創(chuàng)新的技術(shù)更好地得到保護,為降低污染物和溫室氣體排放、保護環(huán)境做出更大貢獻。