基于专利技术分析的生物炭技术发展研究

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摘要：摘要：生物炭以其良好的自身解剖结构和理化性质、广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景，成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文主要以生物炭技术相关的专利申请作为切入点，从全球专利申请年度分布、申请地域及布局等方面分析了生物炭技术的发展

　　摘要：生物炭以其良好的自身解剖结构和理化性质、广泛的材料来源和广阔的产业化发展前景，成为当今农业、能源与环境等领域的研究热点。本文主要以生物炭技术相关的专利申请作为切入点，从全球专利申请年度分布、申请地域及布局等方面分析了生物炭技术的发展现状，以期为生物炭产业的发展提供参考建议。

　　关键词：生物炭;专利分析;产业发展

　　推荐阅读：《中国发明与专利》(月刊)创刊于2004年，是由知识产权出版社;中国发明协会主办的刊物。杂志由国家知识产权局主管，中国发明协会和知识产权出版社主办，是中国国内目前惟一的一份从发明与专利角度出发。

　　1 概述

　　生物炭(Biochar)是指如木材、秸稈、稻壳和畜禽等生物质在完全或部分缺氧以及相对温度“较低”(<700℃)的条件下分解形成的一种稳定的富含碳产物。不同种类制备原料以及制备工艺制取的生物炭，在孔隙度、pH值、持水量、比表面积、元素分配等方面的理化特性差异很大[1]。在全球变暖、环境污染、粮食危机等可持续发展问题日益突显的背景下，生物炭技术实际应用和研究意义日益引起广泛关注[2]。

　　2 生物炭技术国内外专利申请概况

　　2.1 专利申请年度趋势

　　专利申请量的变化趋势可以从总体上反映某一领域的技术发展动态。如图1所示，近30年国内外生物炭技术专利申请量总体上呈逐年增长趋势(考虑到发明专利存在18个月的公开滞后期，2017年专利申请的统计存在偏差)。生物炭技术相关的专利申请在2007年前总体申请量较低，说明生物技术在该期间处于发展的萌芽期，其中1998年至2007年年间专利申请量有所提升，国内生物炭技术专利申请在2008年后的增长更为明显，在2011年后年专利申请量已经超越国外生物炭技术的专利申请总量。

　　2.2 专利申请地域分析

　　专利申请的国别可以反映技术创新的来源地，通过对全球申请专利的专利发明人的国别进行分析，可以了解不同生物炭在不同国家或区域的专利布局情况。从图2可以看出，对生物炭技术的研究涉及国家以及区域较多，从专利申请量总体来看主要集中在欧美、东亚区域，另外，中国专利申请量属于一家独大，其次是美国、韩国，分列第二、第三位。

　　2.3 全球专利主要申请人分析

　　申请人分析可以了解某一领域里主要竞争机构或个人的竞争力，如图3所示前十名的申请人中，中国有科研院所包括浙江大学、农业部规划设计研究院、湖南大学和三家企业——北京神雾环境能源科技集团股份有限公司、上海孚祥生物科技有限公司、安徽帝元现代农业投资发展有限公司上榜。美国的申请人酷星球能源系统公司(COOL PLANET ENERGY SYSTEMS INC)共申请了86件，位居第二，另一美国申请人则是创办于2011年的美国公司Biochar Now LLC。日本则有Naniwa Rokico LTD、新日本制铁公司(JFE Steel CORP)、近畿大学(UNIV KINKI)专利申请量较多。

　　2.4 全球专利申请主要技术领域

　　国际专利分类(IPC)是国际通用的、标准化的专利技术分类体系，蕴含着丰富的专利技术信息。图4和表1显示了全球生物炭技术专利申请量排名前10的主要IPC小类及各类别的对应专利申请量。生物炭技术专利申请主要集中在C05G、C02F、C10B、B01J分类号下，这也说明生物炭领域相关的核心技术主要涉及在土壤改良、废料污水处理、石油化工等方面的运用。

　　2.5 全球专利申请主要技术发展概况

　　从图5可看出，生物炭技术在C10L、C10B分类号中专利申请量呈逐渐萎缩趋势，而在C05G、C02F、B09B、C02F分类号的专利申请量呈增加趋势，这说明生物炭技术在土壤调节改良、废料污水处理等方面的发展正在代替其在石油化工领域的发展成为新的研发聚焦点。

　　3 结论

　　生物炭技术的研究起始于20世纪中后期，是一个较为新兴的技术，各个国家从2006年左右开始加大了对生物炭技术的研发以及专利申请。其中生物炭技术专利布局较多的国家和地区有中国、美国、欧洲、日本等。生物炭技术申请人前十名主要来自中国、日本、美国。

　　目前，在国内外从生物炭的制备工艺及生物炭技术在能源化工、作物增产、重金属处理、及碳循环等方面的作用效果，再到生物炭作用机理整个产业链的研究均处于快速发展阶段。而我国作为发展中国家，有着丰富生物炭制备原材料和迫切的应用需求，可以预见，生物炭技术必将以自身结构和应用特点在国内农业资源环境可持续发展利用土壤污染治理与修复、水污染防治等重点产业的基础研究和技术开发过程中成为不可或缺的一部分。

　　参考文献：

　　[1] 陈温福，张伟明，孟军，等.生物炭应用技术研究[J].中国工程科学.2011(02)：83-89.

　　[2] 谢祖彬，刘琦，许燕萍，等.生物炭研究进展及其研究方向[J].土壤.2011(06)：857-861.

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