دراسة المكتب الأوروبي للبراءات والوكالة الدولية للطاقة: الارتفاع السريع في ابتكار البطاريات يلعب دورًا رئيسيًا في انتقال الطاقة النظيفة

• تظهر اختراعات تخزين الكهرباء نموًا سنويًا بنسبة 14 ٪ خلال العقد الماضي ، وفقًا لدراسة مشتركة أجراها مكتب براءات الاختراع الأوروبي (EPO) والوكالة الدولية للطاقة (IEA)

• كمية البطاريات وغيرها من احتياجات تخزين الطاقة تتضاعف خمسين ضعفًا بحلول عام 2040 لوضع العالم على المسار الصحيح لتحقيق أهداف المناخ والطاقة المستدامة

• السيارات الكهربائية الآن المحرك الرئيسي لابتكار البطاريات

• تركز التطورات في بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن على معظم الاختراعات الجديدة

• تتمتع الدول الآسيوية بقيادة قوية في سباق تكنولوجيا البطاريات العالمي

• هناك حاجة إلى تسريع الابتكار لدفع انتقال الطاقة النظيفة في أوروبا إلى الأمام من أجل تلبية هدف الصفقة الأوروبية الخضراء

 يلعب تحسين القدرة على تخزين الكهرباء دورًا رئيسيًا في الانتقال إلى تقنيات الطاقة النظيفة. بين عامي 2005 و 2018 ، نما نشاط تسجيل براءات الاختراع في البطاريات وتقنيات تخزين الكهرباء الأخرى بمعدل متوسط ​​معدل سنوي يبلغ 14٪ في جميع أنحاء العالم ، أي أربع مرات أسرع من متوسط ​​جميع مجالات التكنولوجيا ، وفقًا لدراسة مشتركة نشرها اليوم مكتب براءات الاختراع الأوروبي (EPO) و وكالة الطاقة الدولية (IEA).

الإعلانات

التقرير، الابتكار في البطاريات وتخزين الكهرباء - تحليل عالمي يعتمد على بيانات براءات الاختراع, يوضح أن البطاريات تمثل ما يقرب من 90٪ من جميع أنشطة تسجيل براءات الاختراع في مجال تخزين الكهرباء ، وذلك يعود سبب الارتفاع في الابتكار بشكل رئيسي إلى التقدم في بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية والسيارات الكهربائية. التنقل الكهربائي على وجه الخصوص يعزز تطوير الجديد ليثيوم أيون تهدف المواد الكيميائية إلى تحسين إنتاج الطاقة والمتانة وسرعة الشحن / التفريغ وقابلية إعادة التدوير. كما أن التقدم التكنولوجي تغذيها الحاجة لدمج كميات أكبر من الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية في شبكات الكهرباء.

تُظهر الدراسة أيضًا أن اليابان وكوريا الجنوبية قد حققتا ريادة قوية في تكنولوجيا البطاريات على مستوى العالم ، وأن التقدم التقني والإنتاج الضخم في صناعة متزايدة النضج أدى إلى انخفاض كبير في أسعار البطاريات في السنوات الأخيرة - بما يقرب من 90٪ منذ عام 2010 في حالة بطاريات Li-ion للسيارات الكهربائية ، وحوالي الثلثين خلال نفس الفترة التطبيقات الثابتة ، بما في ذلك إدارة شبكة الكهرباء.

يعد تطوير تخزين كهرباء أفضل وأرخص تحديًا كبيرًا للمستقبل: وفقًا لسيناريو التنمية المستدامة لوكالة الطاقة الدولية ، لكي يفي العالم بأهداف المناخ والطاقة المستدامة ، ستكون هناك حاجة إلى ما يقرب من 10 جيجاواط / ساعة من البطاريات وغيرها من أشكال تخزين الطاقة في جميع أنحاء العالم بحلول عام 000 - 2040 ضعف حجم السوق الحالية. هناك حاجة إلى حلول تخزين فعالة لدفع انتقال الطاقة النظيفة في أوروبا إلى الأمام من أجل تلبية هدف الصفقة الأوروبية الخضراء: جعل القارة محايدة مناخياً بحلول عام 50.

"تعد تكنولوجيا تخزين الكهرباء أمرًا بالغ الأهمية عندما يتعلق الأمر بتلبية الطلب على التنقل الكهربائي وتحقيق التحول نحو الطاقة المتجددة اللازمة إذا أردنا التخفيف من تغير المناخ ". رئيس المكتب الأوروبي للبراءات أنطونيو كامبينوس. "يُظهر الارتفاع السريع والمستمر في ابتكارات تخزين الكهرباء أن المخترعين والشركات يتصدون لتحدي تحول الطاقة. تكشف بيانات براءات الاختراع أنه في حين أن آسيا لها ريادة قوية في هذه الصناعة الاستراتيجية ، يمكن للولايات المتحدة وأوروبا الاعتماد على نظام إيكولوجي غني بالابتكار ، بما في ذلك عدد كبير من الشركات الصغيرة والمتوسطة والمؤسسات البحثية ، لمساعدتهم على البقاء في السباق للجيل القادم من البطاريات. "

"توضح توقعات وكالة الطاقة الدولية أن تخزين الطاقة سيحتاج إلى النمو بشكل كبير في العقود القادمة لتمكين العالم من تلبية أهداف المناخ والطاقة المستدامة الدولية. وقال فاتح بيرول ، المدير التنفيذي لوكالة الطاقة الدولية ، إن تسريع الابتكار سيكون ضروريًا لتحقيق هذا النمو. "من خلال الجمع بين نقاط القوة التكميلية لوكالة الطاقة الدولية والمكتب الأوروبي للبراءات ، يلقي هذا التقرير ضوءًا جديدًا على اتجاهات الابتكار الحالية لمساعدة الحكومات والشركات على اتخاذ قرارات ذكية لمستقبل الطاقة لدينا."

صعود السيارات الكهربائية يعزز ابتكار Li-ion

التقرير ، الذي يعرض الاتجاهات الرئيسية في ابتكارات تخزين الكهرباء بين عامي 2000 و 2018 ، مقاسة من حيث عائلات براءات الاختراع الدولية ، وجد ذلك ليثيوم أيون (Li-ion) ، السائدة في الإلكترونيات المحمولة والمركبات الكهربائية ، غذت معظم ابتكارات البطاريات منذ عام 2005. في عام 2018 ، كانت التطورات في خلايا Li-ion مسؤولة عن 45 ٪ من نشاط تسجيل براءات الاختراع المتعلق بخلايا البطارية ، مقارنة بـ 7 فقط ٪ للخلايا على أساس كيمياء أخرى.

في عام 2011 ، تفوقت السيارات الكهربائية على الإلكترونيات الاستهلاكية كأكبر محرك نمو لبطاريات Li-ion ذات الصلة (انظر الرسم البياني: عدد IPFs المتعلقة بتطبيقات حزم البطاريات). يسلط هذا الاتجاه الضوء على العمل الجاري في صناعة السيارات لإزالة الكربون وتطوير تقنيات طاقة نظيفة بديلة. يعد ضمان فعالية وموثوقية البطاريات في السيارات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية لتشجيع المستهلكين على تناولها بعد عام 2020 ، وبعد ذلك سيتم تطبيق أهداف الانبعاثات الأكثر صرامة على مستوى الاتحاد الأوروبي على مركبات الوقود الأحفوري.

تعد حصة الاختراعات من الدول الأوروبية متواضعة نسبيًا في جميع مجالات تقنيات Li-ion ، ولكنها أعلى بمرتين في المجالات الناشئة مقارنة بالمجالات الأكثر رسوخًا ، على سبيل المثال توليد 11 ٪ من الاختراعات في كل من فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) و أكسيد الألومنيوم والنيكل والكوبالت (NCA) ، وكلاهما يُنظر إليه على أنهما بدائل واعدة لكيميائيات Li-ion الحالية.

أدت التحسينات التي تم إدخالها على حزم بطاريات السيارات الكهربائية أيضًا إلى إحداث تأثيرات إيجابية غير مباشرة على التطبيقات الثابتة ، بما في ذلك إدارة شبكة الكهرباء.

يوضح التقرير أيضًا أن نشاط تسجيل براءات الاختراع في تصنيع خلايا البطاريات والتطورات الهندسية المتعلقة بالخلايا قد نما بمقدار ثلاثة أضعاف خلال العقد الماضي. استحوذ هذان المجالان معًا على ما يقرب من نصف (47٪) من جميع أنشطة تسجيل براءات الاختراع المتعلقة بخلايا البطاريات في عام 2018 ، وهو مؤشر واضح على نضج الصناعة والأهمية الاستراتيجية لتطوير الإنتاج الضخم الفعال.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن تقنيات التخزين الأخرى ، مثل المكثفات الفائقة وبطاريات تدفق الأكسدة والاختزال ، تظهر أيضًا بسرعة مع إمكانية معالجة بعض نقاط الضعف في بطاريات Li-ion.

الشركات الآسيوية في الصدارة

تظهر الدراسة ذلك اليابان لها صدارة واضحة في السباق العالمي لتكنولوجيا البطاريات ، مع 1 40.9٪ من عائلات براءات الاختراع الدولية في مجال تكنولوجيا البطاريات في الفترة 2000-2018 ، تليها كوريا الجنوبية بنسبة 17.4٪ ، وأوروبا (15.4٪) ، والولايات المتحدة (14.5٪) والصين (6.9٪). تمثل الشركات الآسيوية تسعة من العشرة الأوائل المتقدمين العالميين للحصول على براءات الاختراع المتعلقة بالبطاريات ، وثلثي أفضل 25 ، والتي تضم أيضًا ست شركات من أوروبا واثنتين من الولايات المتحدة. حقق المتقدمون الخمسة الأوائل (Samsung و Panasonic و LG و Toyota و Bosch) معًا أكثر من ربع إجمالي IPF بين عامي 2000 و 2018. في أوروبا ، تهيمن ألمانيا على الابتكار في مجال تخزين الكهرباء ، والتي تمثل وحدها أكثر من نصف عائلات براءات الاختراع الدولية في تقنيات البطاريات الناشئة من أوروبا (انظر الرسم البياني: الأصول الجغرافية لـ IPFs الأوروبية في تكنولوجيا البطاريات ، 2000-2018).

بينما لا يزال الابتكار في تكنولوجيا البطاريات يتركز إلى حد كبير في مجموعة محدودة من الشركات الكبيرة جدًا ، في الولايات المتحدة وأوروبا ، تلعب الشركات الصغيرة والجامعات ومؤسسات البحث العامة أيضًا دورًا مهمًا. بالنسبة للولايات المتحدة ، تمثل الشركات الصغيرة والمتوسطة 34.4٪ والجامعات / المنظمات البحثية 13.8٪ من IPFs المقدمة. بالنسبة لأوروبا ، تبلغ الأرقام 15.9٪ و 12.7٪ على التوالي ، مقارنة مع اليابان (3.4٪ / 3.5٪) وجمهورية كوريا (4.6٪ / 9.0٪).

المزيد من المعلومات

قراءة الملخص التنفيذي

قراءة الدراسة كاملة

ملاحظات للمحرر

حول عائلات براءات الاختراع الدولية

يستند تحليل البراءات في هذا التقرير إلى مفهوم عائلات البراءات الدولية (IPFs). يمثل كل IPF اختراعًا فريدًا ويتضمن طلبات براءات الاختراع المودعة والمنشورة في دولتين على الأقل أو المودعة لدى مكتب البراءات الإقليمي ونشرها ، بالإضافة إلى طلبات البراءات الدولية المنشورة. تمثل IPFs الاختراعات التي يعتبرها المخترع مهمة بدرجة كافية لطلب الحماية دوليًا ، وفقط نسبة صغيرة نسبيًا من الطلبات تفي بالفعل بهذا الحد. وبالتالي يمكن استخدام هذا المفهوم كأساس سليم لمقارنة أنشطة الابتكار الدولية ، لأنه يقلل من التحيزات التي قد تنشأ عند مقارنة طلبات البراءات عبر مكاتب البراءات الوطنية المختلفة.

حول EPO

مع ما يقرب من 7 موظف ، فإن المكتب الأوروبي للبراءات (EPO) هي واحدة من أكبر مؤسسات الخدمة العامة في أوروبا. تم تأسيس المكتب الأوروبي للبراءات ، الذي يقع مقره الرئيسي في ميونيخ وله مكاتب في برلين وبروكسل ولاهاي وفيينا ، بهدف تعزيز التعاون بشأن براءات الاختراع في أوروبا. من خلال الإجراء المركزي لمنح البراءات الخاص بالمكتب الأوروبي للبراءات ، يستطيع المخترعون الحصول على حماية براءات الاختراع عالية الجودة في ما يصل إلى 44 دولة ، تغطي سوقًا يضم حوالي 700 مليون شخص. المكتب الأوروبي للبراءات هو أيضًا الهيئة الرائدة عالميًا في مجال معلومات البراءات والبحث عن براءات الاختراع.

حول وكالة الطاقة الدولية
• الوكالة الدولية للطاقة (IEA) في قلب الحوار العالمي حول الطاقة ، حيث توفر تحليلات موثوقة وبيانات وتوصيات سياسية وحلولًا واقعية لمساعدة البلدان على توفير طاقة آمنة ومستدامة للجميع من خلال اتباع نهج شامل للوقود وجميع التقنيات ، تدافع وكالة الطاقة الدولية عن سياسات تعزز موثوقية الطاقة والقدرة على تحمل تكاليفها واستدامتها. تدعم الوكالة الدولية للطاقة تحولات الطاقة النظيفة في جميع أنحاء العالم من أجل المساعدة في تحقيق أهداف الاستدامة العالمية.

اتصالات وسائل الإعلام المكتب الأوروبي للبراءات

لويس بيرينغير جيمينيز

مدير الاتصال الرئيسي / المتحدث الرسمي

هاتف: + 49 89 2399 1203
[البريد الإلكتروني محمي]

 

 

حصة هذه المادة: