上篇 中國低碳技術國際競爭力研究

第一章 中國低碳技術發展現狀

一 中國低碳技術發展概況

（一）中國低碳技術發展取得的成績

中國的低碳產業日趨壯大，在新能源設備研制技術方面取得了很大進步。在低碳技術基礎研發方面，中國重點部署了整體煤氣化聯合循環技術、大規模可再生能源發電技術、新能源汽車技術及低碳替代燃料技術等10項關鍵減緩技術。同時，還部署了極端天氣氣候事件預測預警技術、干旱地區水資源開發與高效利用等10項關鍵適應技術。在“863”計劃和科技支撐計劃的支持下進行了能源清潔高效利用技術、重點行業工業節能技術與裝備開發及重點行業清潔生產關鍵技術與裝備開發等，取得了一批具有自主知識產權的發明專利和重大成果。

“十二五”期間，科技部研究并制定了《節能減排與低碳技術成果轉化推廣清單》，以促進低碳技術的推廣應用；國家發改委公布第四批《國家重點節能技術推廣目錄》，公布涉及煤炭、電力、鋼鐵等行業的22項節能技術為國家重點節能技術推廣項目，工信部編制完成了鋼鐵、石化、有色等11個重點行業節能減排先進適用技術目錄、應用案例和技術指南，共計產業化推廣重大節能技術30余項。在核能發電等低碳技術領域形成了一定的優勢，獲得了國內自主知識產權和共有國際市場知識產權，并實現了一定的產業化目標。在太陽能產品和生產裝備制造、風力發電機組及零部件制造、太陽能光伏發電運營維護幾個產業，中國的專利申請量均已突破了10000件。同時，中國還實施了重大科技示范工程，以煤層氣開發利用、油氣資源高效開發、高效清潔發電、智能電網等技術領域為重點，促進科技成果盡快轉化為生產力。

2014年以來，中國低碳產業加快了向國際市場拓展的步伐，積極參與國際競爭。一方面，中國政府加大海外推廣低碳技術和產品的力度，促使中國低碳產業在國際上的影響力不斷增強。習近平總書記在訪問拉美期間，見證了中國與拉美國家簽署的多項低碳產業領域合作文件，如中國與阿根廷簽署了《中國-阿根廷合作在阿建設重水堆核電站的政府間協議》。李克強總理2014年全年共出訪12個國家，在歷次出訪中簽署的海外大單的總金額已超過1400億美元，低碳產業項目是其中重要的組成部分，如在歐洲簽署的多個新能源合作協議：江蘇蘇美達集團與法國電力（EDF）新能源希臘分公司簽署了風機建設合作項目；正信光伏與英國綠色能源供應商MAP Environmental達成了400兆瓦英國太陽能光伏電站投資合作協議。另一方面，企業自發向海外拓展的步伐在加快。目前中國的光伏發電、風電裝備等產業都具備了一定的國際競爭力，海外拓展捷報頻傳。例如，英利集團在阿爾及利亞、泰國、塞內加爾等國家以EPC總包方式切入國外光伏電站建設，加快了其國際化布局的進程；漢能太陽能集團與日本雙日機械株式會社在太陽能薄膜發電應用領域建立了長期的合作關系；吉利收購英國電動車制造商Emerald Automotive（綠寶石汽車）公司，加快了整合新能源汽車技術開發的步伐；首拓環保能源有限公司成為荷蘭航空公司航油供應商；光谷北斗公司在泰國建立北斗導航中心及中國-東盟北斗和地球空間產業示范基地；安徽江淮汽車股份有限公司首批將100輛純電動汽車出口至美國，開創了純電動汽車規模投放海外發達國家市場的先河；2017年1月，英國正式通過對“華龍一號”進行審計審查（GDA），如果“華龍一號”能夠在5年內通過英國GDA，將證明“華龍一號”的國際競爭實力。

（二）中國低碳技術發展面臨的挑戰

在看到成績的同時，我們也需要看到，2014年以來，中國低碳產業發展面臨的外部壓力和風險在不斷加大，低碳產業海外發展的環境不容樂觀。一方面是國際市場政策環境惡化，各類貿易壁壘有向低碳產業轉移的趨勢。如美國、澳大利亞、歐洲等國先后對中國光伏產品提出“雙反”調查。同年12月，各類貿易摩擦更是集中爆發，如12月5日加拿大正式對中國光伏組件和晶片發起反傾銷、反補貼調查；12月17日美國公布第二起對華光伏“雙反”案終裁，根據美方裁決結果，中國企業需交稅率大幅提升，此前通過借道中國臺灣模式避稅的模式也被堵死，中國臺灣企業也將面臨高額稅率，這將對中國光伏產業的出口造成較大打擊。另一方面是國際經濟不振，海外市場需求持續疲軟。目前，世界各主要經濟體回升緩慢且困難重重，中國面臨傳統市場復蘇乏力、新興市場需求不旺的總體出口形勢，影響低碳產業產品出口。如部分沒有受到貿易壁壘阻礙的低碳產業的出口量亦出現明顯下滑，2014年1～10月中國環境保護專用設備制造出口交貨值累計增速為-4.91%，同比下降了26.6%。中國在歐美的市場份額較大，中國在亞非拉市場也占據一定的份額。但中國在海外市場的份額優勢主要是得益于其原材料和制造成本的優勢。中國低碳技術的創新力排名中等水平，反映了中國低碳產業的技術實力仍有待提升。

國際能源署（IEA）發布的題為“2015能源技術展望：利用創新加速氣候行動”的報告認為：新興經濟體在全球研究、開發和示范（RD&D）中的總體份額正在上升，一些國家（尤其是中國）正在消除關鍵領域的差距，但是相關專利數據表明，目前能源技術創新仍然集中在少數經合組織國家內。雖然中國已逐漸成為新能源大國，但核心技術的缺失仍然是企業“軟肋”所在，低碳技術總體上仍然薄弱，對中國低碳發展形成挑戰。

技術問題是低碳發展的核心問題，也將是中國由“高碳”向“低碳”轉變的最大制約和挑戰。中國目前雖然在太陽能和風電等低碳領域的制造和應用走在世界前列，但是低碳領域的國際競爭力仍有待進一步提升。尤其中國企業在低碳技術研發方面能力不足，與國際先進企業相比還有不小的差距。與國外相比，中國企業在低碳領域的專利申請和授權情況有較大差距。中國企業自主創新能力總體上比較薄弱，技術創新缺乏全面有效的支撐服務，產、學、研用結合的體制機制不完善，發展低碳的高端技術人才仍比較缺乏。而掌握低碳技術的發達國家不可能把低碳技術轉讓給發展中國家，低碳技術的國際轉讓機制難以建立起來。因此，低碳經濟發展需要的技術主要靠自身攻關，這將成為中國低碳產業發展的重要挑戰。

長期以產能推動的低碳技術發展不可持續。近兩年，中國新能源產業的發展面臨一系列挑戰。首先是產能過剩。中國“十二五”規劃將新能源列為重點發展的戰略性新興產業，但這是基于國家整體戰略的長期發展目標而定的。一些地方政府出于對GDP增長的需求，沿襲以投資拉動增長的傳統思路，在沒有經過充分的科學分析與論證的情況下，通過一系列扶持措施，推動光伏、風電等新能源項目上馬，導致企業一擁而上，行業產能過剩。專業機構的調查數據顯示，2012年全球光伏行業晶硅組件產能共60.3GW，其中來自中國的產能就高達40GW，也就是說，全球2/3的光伏產能來自中國，而在這一年，全球光伏產業的裝機容量僅為30.5GW。風電行業的情況也不容樂觀，據媒體報道，2011年中國風電設備制造行業產能已達30GW以上，而2011年中國風電新增裝機容量約為17GW, 2012年約為14GW；國內風電設備制造業產能超過實際需求量的一倍。產能過剩造成中國新能源企業經營困難，舉步維艱。很多曾經的行業明星業績大幅下滑，有些已負債累累，甚至宣布破產。

核心技術缺失，自主研發能力不強。根據《中國新能源產業發展與安全報告（2011～2012）》指出，中國新能源產業的很多關鍵技術設備依賴發達國家。如風力發電設備的整機控制系統需要進口；太陽能電池的高純度原料和主要生產設備也需從國外輸入；用于生物質能發電的焚燒發電鍋爐也主要產自國外（李孟鋼，2012: 20）。究其原因，是因為中國的新能源產業在很大程度上仍沿襲傳統制造業的發展模式，特點是以加工為主、產品附加值低。因而高額利潤都被國外廠商賺走。以光伏行業為例，上游晶體硅制備、切片環節技術含量高、利潤回報最多，主要被發達國家企業壟斷；中國企業大多從事居于產業鏈下游的電池、組件制造裝配業務，業務技術門檻不高、競爭者眾多、收益也較低。中國光伏行業因此被稱為“世界加工廠”，此行業對外依存度高、議價能力弱。近些年來，中國的新能源產業迅速增長，但一些業內企業忽視研發創新工作，以致長期可持續發展能力不足。

低碳技術轉移面臨諸多壁壘，國外技術封鎖和國內技術水平落后兩方面的因素，使目前中國的低碳技術轉移集中于簡單的設備轉染和工程服務等第一類技術，而有利于本國技術“能力”提升的知識轉移和再創新的第二類和第三類技術轉移活動嚴重缺乏。因而出現政、企、研主體整合程度較低、企業與科研機構的信息不對稱、合作機制內部缺乏評估回路、各方利益沒有得到有效協調等不良現象。

生產成本偏高。中國新能源產業發展面臨的首要問題是生產成本較高、市場競爭力弱。例如，同等投入下，如果傳統燃煤發電成本是10，則小水電的發電成本是12，生物質的發電成本是15，風能發電的成本是23，光伏發電則達到40。新能源產品的成本均高于傳統的能源產品，高昂的成本是新能源產品不能商用化和市場化的直接原因。中國的光伏電池由于成本較高，使用領域很窄，目前主要用在航空航天、海洋和軌道交通等方面，幾乎沒有別的市場。沒有成本優勢，市場競爭力自然很弱。由于新能源產品的本身特點及其高昂的成本，目前中國的新能源產品缺乏廣泛的社會認可度及市場競爭力。

二 中國低碳技術在華專利市場的中外對比分析

（一）中國新能源產業的專利申請總體分布

在中國新能源產業的專利申請中，發明專利申請占51%，實用新型專利申請占49%。新能源產業中國專利申請具體情況，參見圖1-1和表1-1。

（二）國內外申請人在華專利申請對比分析

新能源產業領域的專利，在專利申請方面，國內申請占比優勢明顯；在專利授權方面，國內、國外占比相差不大，總體比較下來，國內授權率較低。如圖1-2所示，在華專利申請方面，國內占比63%，國外占比37%。在華專利授權方面，國內占比為53%，國外占比為47%。由表1-2可知，新能源產業國內申請、授權的絕對數量均高于國外，并且國內發明和實用新型專利申請量遠高于國外，但授權量國內、國外差異較小。

新能源產業領域的專利，國內的發明與實用新型專利申請量基本相當，而國外發明的專利申請量為國外實用新型專利申請量的8倍，在新能源產業領域，國外在華專利申請以發明專利為主。如圖1-3所示，在華申請的新能源專利中，發明國內占在華專利申請總量的43%，實用新型國內占在華專利申請總量的48%，發明國外占比8%，實用新型國外占在華專利申請總量的1%。

（三）國內外申請人在華專利申請技術布局

新能源產業國內外專利申請技術布局的側重點基本相同，排名前五的主要技術主題中相同的有四個，分別為太陽能產品和生產裝備制造，智能變壓器、整流器和電感器制造，生物質能及其他新能源設備制造，風力發電機組及零部件制造（國家知識產權局規劃發展司，2016: 7）。

“十二五”期間（2011～2015年），新能源產業絕大多數技術主題國內申請量占比均超過80%，部分技術主題如太陽能光伏發電運營維護，生物質能及其他新能源設備制造，生物質能及其他新能源運營維護，智能變壓器、整流器和電感器制造，新能源產業工程施工，新能源產業工程勘察設計，申請量占比均超過90%，具體各技術主題國內外申請人申請量如表1-3所示。

（四）新能源產業在“十二五”以前和“十二五”期間國內外申請人數量情況

如圖1-4所示，“十二五”以前，新能源產業國內大學和科研院所以及個人和其他的申請量占比達到90%以上，國內企業申請量占比為50%。從申請量具體數據看，國內企業以及個人專利申請量分別1.6萬件和1.9萬件，而國外新能源產業領域的在華專利申請主體是國外企業，專利申請量達1.6萬件。

如圖1-5所示，新能源產業“十二五”期間國內大學和科研院所以及個人和其他的申請量占比達90%以上，企業申請量占比超過80%，從申請量具體數據看，國內企業專利申請量達6萬件，是大學和科研院所以及個人和其他的申請量的3倍多，國內企業成為中國新能源領域的創新主體，國外新能源產業領域的在華專利申請主體是國外企業，專利申請量達1.6萬件。

新能源產業在“十二五”以前和“十二五”期間國內申請人中國內大學和科研院所以及個人和其他的申請量仍占主要部分，對比圖1-4和圖1-5，國內申請中企業申請量占比有了大幅提高，從“十二五”之前的50%提高到“十二五”期間的80%以上，增幅明顯，這與“十二五”期間國家政策對國內企業的大力扶持是密切相關的。而新能源產業國外申請人在“十二五”期間的申請總量則略有降低，在華專利申請主體仍為國外企業。

三 中國低碳技術的國際競爭力分析框架

（一）全球低碳技術發展態勢

1．全球低碳技術創新增長速度加快

1995～2007年，新能源產業的相關專利申請量在世界范圍內每年以大致固定量增加；自2008年開始，新能源產業的相關專利申請量在全球范圍內快速增長，到2012年，其年原創申請量已超過100000項，是1995年的5.5倍（見圖1-6）。

2．全球低碳技術發展較好的國家仍普遍面臨提高商業化率的問題

《全球清潔技術創新指數2014》對40個國家在創造力、商業化和清潔技術初創企業成長等方面的15個指標進行了評價。試圖回答這樣一個問題：在孕育那些能夠在未來十年中成功將創新型清潔技術商業化的初創企業方面，哪些國家最具潛力？該研究的重要發現是：除了丹麥，所有在清潔創新指數中位列前十的國家都在早期清潔技術發展方面表現較好，但共同面對的挑戰是如何提高商業化率。

3．中國是全球新能源產業技術原創申請量最大的國家

圖1-9反映了全球新能源產業之技術領域的原創專利申請量國家、地區以及區域性組織的原創專利申請量分布情況。排名前五的依次為中國、日本、美國、歐洲、韓國（見圖1-9），其中，中國、日本以及美國在該領域的申請量遙遙領先于其他國家、地區以及區域性組織的原創專利申請量，且中國以總申請量40%左右的份額遙遙領先于其他國家和地區，其總量大約是第二名日本的1.8倍。

4．中國是全球低碳技術的重點市場，吸引了大量競爭者提前在華布局

圖1-10中，折線上的數字點代表各國原創申請量占本國總申請量的比重，該百分比越大，表明該國原創專利申請量越多，屬于技術來源國；反之，該百分比越小，則表明該國總體布局申請量較大，屬于重點市場。

中國雖然原創申請量最大，但其占總申請量的比重相比其他國家，僅處于居中水平。這反映出中國的低碳技術有一定的量上的優勢，但不能完全算是低碳技術的原創技術來源國，僅能按照具體分領域的技術實力對比對其技術實力進行進一步分析。中國、日本、美國、韓國、德國的原創申請量排在全世界申請量的前五位，而這些國家的原創申請量所占比重卻排在國家/區域中的末尾，這種現象表明，這類國家是新能源產業技術的重要市場，且發展速度較快，因此吸引了大量的競爭者通過提前布局專利來搶占市場。2014年，全球在低碳以及應對氣候變化方面的投資達3910億美元，其中，對中國的投資占22%。

（二）分領域技術競爭力分析的研究方法說明

1．研究說明

通過文獻分析和專家調研問卷，我們甄別出影響低碳技術國際競爭力的關鍵要素，具體而言包括出口競爭力、成本競爭力、對外專利布局情況、創新競爭力、產業價值鏈中所處的位置、核心技術對外依存度、當地融資能力、產品質量。其中，中國低碳技術的對外專利布局情況被認為是最能直觀衡量中國低碳技術國際競爭力的指標。盡管判斷中國低碳技術的國際競爭力最終仍有賴于上述各項指標的綜合判斷結果，但本階段的研究仍重點選擇了對外專利布局這一關鍵要素，試圖盡可能地通過一手資料為今后全面綜合研究中國低碳技術的國際競爭力探索可行的研究方法，并提供基礎性的數據。

此外，我們通過參與相關的低碳技術研討會與相關專家進行交流，并進行了試驗性的專利檢索，本著甄別相對更具代表性的中國低碳技術且保證有相對完整的專利數據支撐這些技術的專利分析為目標，選擇了核電技術、風電技術、太陽能光伏發電技術、新能源汽車技術四項低碳技術作為對中國低碳技術對外專利布局分析的對象。

2．數據來源

本書數據主要來源于“Espacenet Patent Search”檢索系統（以下簡稱“Espacenet檢索系統”），該系統是歐洲專利局（EPO）創建的專利檢索系統，收錄了世界范圍內90多個國家的約9000萬件專利申請，提供著錄項目、摘要、全文、引文、專利族和專利法律狀態等信息。檢索方式分為快速檢索（Quick Search）、高級檢索（Advanced Search）和CPC分類檢索（Classification Search），其中，高級檢索共有10個檢索字段，包括標題（Title）、摘要（Title or Abstract）、公開號或公告號（Publication Number）、申請號（Application Number）、公開或公告日（Publication Date）、申請人（Applicants）、分類號（Classification Symbols）等。值得一提的是，該系統提供CPC和IPC兩種分類號，用戶可自行選擇使用。這里特別強調，CPC（Cooperative Patent Classification）分類是歐洲專利局（EPO）和美國專利與商標局（USPTO）的聯合專利分類項目，相比IPC（International Patent Classification）分類，除了囊括IPC從A部至H部的八個部，另外新增Y部，其中一部分為新興領域，如Y02：改善氣候變化的技術。目前主要是歐洲專利局和美國專利與商標局使用CPC對特定技術領域的專利文獻進行分類。歐洲專利局的Espacenet檢索系統剛好滿足本書對低碳技術專利申請情況的研究需求。

3．檢索方法

在檢索方法上，結合研究所需數據的相關情況，采用Espacenet檢索系統中的高級檢索方式，針對不同國家、不同年份、特定低碳技術，在申請號、公開或公告日和CPC三個檢索字段中輸入檢索詞，以得出特定低碳技術在某一國家和某一年份申請專利的情況。當年的專利申請情況以公開或公告為準。另外，對于核電技術、風電技術、太陽能光伏發電技術和新能源汽車技術的檢索，主要通過CPC分類號體現，核電技術、風電技術和太陽能光伏發電技術均可在CPC分類中的Y02E項（Reduction of GreenHouse Gases Emission, Related to Energy Generation, Transmission or Distribution）下找到，新能源汽車技術在Y02T項（Climate Change Mitigation Technologies Related to Transportation）下找到。相比使用IPC分類，CPC分類能夠確保檢索到的專利屬于低碳技術領域。并且，CPC分類方法把上述低碳技術分得十分精細全面，使用這樣的檢索方法，比單純使用技術主題或關鍵字檢索得出的結果要更精準、更全面、更符合對低碳技術研究的目的。另外，仔細研究Y02E和Y02T項下目標低碳技術的次級分類號，并沒有出現“同一技術名稱，不同技術內容”的情況，這樣，實現了數據準確和數據完整的雙保證。

4．檢索目標

本書采用以上檢索策略，檢索了中國、美國、法國、日本、韓國、巴西、南非七個國家2001～2015年十五年間公開的核電技術專利，美國、德國、巴西三個國家2006～2015年十年間公開的風電技術專利，美國、德國兩個國家2006～2015年十年間公開的太陽能光伏發電技術專利，美國、德國、巴西三個國家2006～2015年十年間公開的新能源汽車技術專利，統計了上述國家中主要目標申請國的專利申請情況，同時統計了各領域重要企業或研究機構在上述國家中的專利申請情況，以期通過數據反映主要目標國家在低碳技術方面的全球專利布局情況。此外，通過國家知識產權局近期發布的《新能源產業專利技術分析報告》（上、下）、《新能源汽車產業專利技術動向分析報告》作為補充材料，分析在中國市場、中國及其他主要國家的低碳技術競爭態勢。統計中國及其他主要目標國家在同一特定國家市場特定低碳技術領域的專利申請情況，對中國和其他主要目標國家在該特定碳技術領域進行橫向對比，從而反映各個目標國家低碳技術專利的競爭力情況，進而判斷中國低碳技術的國際競爭力情況。