326期
2023 年 02 月 08 日
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碳捕捉、再利用與封存(CCUS)技術專利:
中國本土申請量最多
吳碧娥╱北美智權報 編輯部

淨零轉型已經不再只是單純環保課題,為了協助廠商了解全球專利布局,智慧財產局在2023年1月公開「國際碳捕捉技術專利趨勢分析研究報告」,以碳捕捉、再利用與封存(Carbon Capture, Utilization and Storage,簡稱CCUS)為三大主軸,利用Derwent Innovation專利資料庫蒐集全球CCUS的專利,整理分析在2021年12月底以前公開/公告有關CCUS相關技術領域的專利趨勢。

北美智權報325期曾介紹 碳捕捉、再利用與封存(CCUS)技術,經由智慧局整理、篩選分析後的CCUS相關技術的專利,截至2021 年底 有關「碳捕捉」技術的公開(公告)案件約共7,406 案、「再利用」技術約4,399 案、「封存」技術約805案。以下為CCUS技術在全球專利申請的最新布局趨勢。

碳捕捉專利

碳捕捉主要技術為吸收、吸附和薄膜分離三種,其中以利用「吸收」技術進行二氧化碳捕捉的相關案件最多(39.1%);其次依序為「吸附」(26.7%)、「薄膜」(12.5%)。

雖然歐洲是全球第一個提出「碳邊境稅」計畫的區域,但碳捕捉專利的第一申請人國家/地區,則是以亞洲國家為多數,其中中國(32.9%)與日本(20.5%)合計超過五成,美國(16.5%),而台灣(1.1%)排名第七。

而歐洲國家的碳捕捉專利案量以德國(336案,32.1%)最多,其次依序為法國(251案,24.0%)、英國(124案,11.8%)、挪威(68案,6.5%)、義大利(37案,3.5%)、瑞士(37案,3.5%)、荷蘭(26案,2.5%);德國與法國的專利案量占歐洲區域的五成以上。

圖一、碳捕捉第一申請人國家/地區比例

圖片來源: 《國際碳捕捉技術專利趨勢分析研究 》 ; 經濟部智慧財產局
中華民國 111 年 10 月 31 日

碳捕捉歷年申請案量趨勢可分為三個區間,分別為1997年至2011年急速上升趨勢、2012至2015年的專利案量趨緩減少,以及2016至今的顯著增加趨勢。若以公開年度及優先權年度呈現碳捕捉歷年申請量案件數變化,可發現兩者於近20年的專利案數均逐年增加,表示碳捕捉技術逐漸受重視與經濟化。2021年的公開專利案數為歷年的最高,相較於2020年成長19.4%,而2020與2021年優先權年的專利案數少於2019年,可能因為尚有專利案數尚未公開。

圖二、碳捕捉歷年申請案件數(公開年度及優先權年度)

圖片來源:《國際碳捕捉技術專利趨勢分析研究》; 經濟部智慧財產局
中華民國 111 年 10 月 31 日

進一步觀察碳捕捉前十大申請人國家/地區,僅以中國專利申請人大幅增加,其他國家專利申請人的專利案數近幾年並無明顯增加。中國自2007年開始碳捕捉專利申請有明顯成長,2011年的專利案量更超越了日本,成為第一大申請人,至今中國仍為碳捕捉技術的第一大申請人,2019年相較於2000年,碳捕捉專利成長將近140倍。

第二大專利申請人為日本,2005年以前日本碳捕捉專利的案量領先全球,但2006年以後專利案數曾經被美國、歐洲與中國超過,日本申請專利的案數最高峰落在2011年的127件。第三大專利申請人為美國,美國專利申請人的專利案量趨勢與日本相似,2010年達到最高峰後至今的專利案數未曾超越。第四、五大專利申請人為歐洲與南韓,碳捕捉專利案量最高峰分別為2009年與2013年。

碳再利用

整體而言,近幾年碳再利用專利申請案件數有快速增加的情況,1997年以前以日本申請較多,其他國家都僅有個位數或未申請,2005年以後相關案件申請量明顯成長,但僅有中國對於碳再利用的專利申請持續增加。

碳再利用技術中,利用二氧化碳經由化學反應產生相關「化學品」的案件最多(32.2%);其次為「生物轉化」(28.8%),例如農林業相關之溫室栽培,或是進一步應用於相關之營養品;其它利用像是「建材」(22.7%)如水泥、「直接利用」(13.7%),如碳酸飲料、滅火器等。

圖三、碳再利用歷年申請案件數

圖片來源:《國際碳捕捉技術專利趨勢分析研究》; 經濟部智慧財產局
中華民國 111 年 10 月 31 日

大致而言,碳再利用十大申請人國家/地區中,中國及歐洲的申請人國家就占了超過五成。中國有1343件專利申請案,占比達三成;歐洲875案(19.9%)、美國819案(18.6%)、日本711案(16.2%),而台灣排名第九(0.7%)。除了五大局以外,申請碳再利用大多數是有生產原油或天然氣的國家,例如加拿大、沙烏地阿拉伯、俄羅斯和澳洲。

中國身為第一大申請人國家,申請案數在2006年之後才首次突破兩位數並明顯成長, 2010年到2014年間每年約在50案,2015年之後才又開始成長,並於2016年申請案件數首次突破三位數,2018年達到最高有173案。

在歐洲各國中,以德國申請263案最多,占歐洲比例為30.1%,接著為荷蘭179案(20.5%),德荷兩國加起來申請案超過五成,接著為法國108案(12.3%)、英國101案(11.5%),其餘國家申請比例均不到10%。2004年為歐洲申請碳再利用專利的分水嶺,2005年以後才有較有明顯增加,申請量最多出現在2009年。

第三大申請人則為美國,最多申請量出現在2008年的66案,此後每年約申請30~至40案。日本雖然在1996年申請案就突破兩位數,直到2017年才衝到47案,該年也是日本申請案最多的一年。南韓申請量最多出現在2016 年的31案;台灣則在2004年才首次出現碳再利用的申請案,但每年都未滿5案。

圖四、碳再利用第一申請人國家/地區比例

圖片來源:《國際碳捕捉技術專利趨勢分析研究》; 經濟部智慧財產局
中華民國 111 年 10 月 31 日

碳封存專利

「封存」技術的全球申請人主要為石化能源及礦業等開採領域,因此,利用「激勵採集」技術相關的專利案件最多(43.5%),例如利用注入氣體對地層下石油、天然氣或煤礦層的甲烷進行採集。

觀察碳封存專利公開年度及優先權年度,兩者於2019年前趨勢相似,優先權的兩次高峰出現在2009 年及2016年,而公開案以2021年為最高(部分優先權年2021年案提早公開而造成),不過總體而言,從2016年後碳封存專利有逐年下降趨勢。

圖五、碳封存歷年申請案件數

圖片來源:《國際碳捕捉技術專利趨勢分析研究》; 經濟部智慧財產局
中華民國 111 年 10 月 31 日

碳封存專利的第一申請人國家/地區,以具有石油天然氣資源的國家或開採公司為主,美國及中國兩者合計已超過五成,美國229案(28.4%)、中國226案(28.1%),若去除2000年前之申請案,中國才是碳封存技術的第一大申請人,中國申請人從2012年的13件成長到2021年的27件,此種變化可能與中國鼓勵申請專利的政策有關;美國申請人之案件數於2010年23件達到最高峰,此後案件數不斷下降,於2018 至2020 年間平均每年6件。

第三大專利申請人為歐洲地區,主要與全球第二大的荷蘭殼牌石油公司(Shell plc)有關,其申請案件於2009年14件達到高峰後亦為逐年下降,於2018至2020年間之申請案共計7件。第四大專利申請人為南韓,於2009年開始碳封存專利申請案增加,其後的申請趨勢持平;第五至八大專利申請人日本、加拿大、沙國與澳洲,專利案量每年皆未超過6件。

圖六、碳封存第一申請人國家/地區比例

圖片來源:《國際碳捕捉技術專利趨勢分析研究》; 經濟部智慧財產局
中華民國 111 年 10 月 31 日

隨著減碳議題逐漸受到重視,CCUS技術的相關申請案件數每年也持續增加,觀察全球布局情況,可發現公開件數最多的專利局為中國、歐洲、美國,代表著CCUS的市場大小與對於相關議題的重視程度。各國申請人主要還是在本身國家/地區的專利局申請居多,中國此一現象尤其明顯,儘管中國在碳捕捉、再利用與封存三大領域都是最大申請國,但到海外布局的數量極少。淨零排放已為全球之共識,未來CCUS的專利申請量不容小覷,企業應審慎檢視規避CCUS技術的專利地雷,並部署規劃相關專利布局。

 

延伸閱讀:

 

資料來源:

 

附錄:碳捕捉、再利用及封存之前十大第一專利申請人

領域

碳捕捉

碳再利用

碳封存

前十大第一專利申請人

  1. (日商)東芝股份有限公司
  2. (日商)三菱重工業股份有限公司
  3. (中國商)中國石油化工公司
  4. (南韓)韓國能源研究中心
  5. (中國)中國科學院
  6. (法商)液化空氣集團
  7. (美商)奇異公司
  8. (南韓商)韓國電力公社
  9. (美商)艾克森美孚公司
  10. (中國商)天津大學
  1. (荷商)殼牌石油公司
  2. (中國)中國科學院
  3. (美商)卡萊拉公司
  4. (中國商)中國石油化工公司
  5. (日商)三菱重工業股份有限公司
  6. (法商)液化空氣集團
  7. (沙商)沙烏地阿拉伯石油公司
  8. (德商)林德集團
  9. (中國)中國礦業大學
  10. (中國)中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
  1. (荷商)殼牌石油公司
  2. (中國商)中國石油化工公司
  3. (中國)中國礦業大學
  4. (美商)艾克森美孚公司
  5. (南韓)韓國地質資源研究院
  6. (中國商)中國石油化工公司
  7. (美商)康菲公司
  8. (德商)林德集團
  9. (沙商)沙烏地阿拉伯國家石油公司
  10. (中國商)延長石油集團

 

 

作者: 吳碧娥
現任: 北美智權報主編
學歷: 政治大學新聞研究所
經歷: 北美智權報資深編輯
驊訊電子總經理室特助
經濟日報財經組記者
東森購物總經理室經營企劃

 

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