上篇 中国低碳技术国际竞争力研究

第一章 中国低碳技术发展现状

一 中国低碳技术发展概况

（一）中国低碳技术发展取得的成绩

中国的低碳产业日趋壮大，在新能源设备研制技术方面取得了很大进步。在低碳技术基础研发方面，中国重点部署了整体煤气化联合循环技术、大规模可再生能源发电技术、新能源汽车技术及低碳替代燃料技术等10项关键减缓技术。同时，还部署了极端天气气候事件预测预警技术、干旱地区水资源开发与高效利用等10项关键适应技术。在“863”计划和科技支撑计划的支持下进行了能源清洁高效利用技术、重点行业工业节能技术与装备开发及重点行业清洁生产关键技术与装备开发等，取得了一批具有自主知识产权的发明专利和重大成果。

“十二五”期间，科技部研究并制定了《节能减排与低碳技术成果转化推广清单》，以促进低碳技术的推广应用；国家发改委公布第四批《国家重点节能技术推广目录》，公布涉及煤炭、电力、钢铁等行业的22项节能技术为国家重点节能技术推广项目，工信部编制完成了钢铁、石化、有色等11个重点行业节能减排先进适用技术目录、应用案例和技术指南，共计产业化推广重大节能技术30余项。在核能发电等低碳技术领域形成了一定的优势，获得了国内自主知识产权和共有国际市场知识产权，并实现了一定的产业化目标。在太阳能产品和生产装备制造、风力发电机组及零部件制造、太阳能光伏发电运营维护几个产业，中国的专利申请量均已突破了10000件。同时，中国还实施了重大科技示范工程，以煤层气开发利用、油气资源高效开发、高效清洁发电、智能电网等技术领域为重点，促进科技成果尽快转化为生产力。

2014年以来，中国低碳产业加快了向国际市场拓展的步伐，积极参与国际竞争。一方面，中国政府加大海外推广低碳技术和产品的力度，促使中国低碳产业在国际上的影响力不断增强。习近平总书记在访问拉美期间，见证了中国与拉美国家签署的多项低碳产业领域合作文件，如中国与阿根廷签署了《中国-阿根廷合作在阿建设重水堆核电站的政府间协议》。李克强总理2014年全年共出访12个国家，在历次出访中签署的海外大单的总金额已超过1400亿美元，低碳产业项目是其中重要的组成部分，如在欧洲签署的多个新能源合作协议：江苏苏美达集团与法国电力（EDF）新能源希腊分公司签署了风机建设合作项目；正信光伏与英国绿色能源供应商MAP Environmental达成了400兆瓦英国太阳能光伏电站投资合作协议。另一方面，企业自发向海外拓展的步伐在加快。目前中国的光伏发电、风电装备等产业都具备了一定的国际竞争力，海外拓展捷报频传。例如，英利集团在阿尔及利亚、泰国、塞内加尔等国家以EPC总包方式切入国外光伏电站建设，加快了其国际化布局的进程；汉能太阳能集团与日本双日机械株式会社在太阳能薄膜发电应用领域建立了长期的合作关系；吉利收购英国电动车制造商Emerald Automotive（绿宝石汽车）公司，加快了整合新能源汽车技术开发的步伐；首拓环保能源有限公司成为荷兰航空公司航油供应商；光谷北斗公司在泰国建立北斗导航中心及中国-东盟北斗和地球空间产业示范基地；安徽江淮汽车股份有限公司首批将100辆纯电动汽车出口至美国，开创了纯电动汽车规模投放海外发达国家市场的先河；2017年1月，英国正式通过对“华龙一号”进行审计审查（GDA），如果“华龙一号”能够在5年内通过英国GDA，将证明“华龙一号”的国际竞争实力。

（二）中国低碳技术发展面临的挑战

在看到成绩的同时，我们也需要看到，2014年以来，中国低碳产业发展面临的外部压力和风险在不断加大，低碳产业海外发展的环境不容乐观。一方面是国际市场政策环境恶化，各类贸易壁垒有向低碳产业转移的趋势。如美国、澳大利亚、欧洲等国先后对中国光伏产品提出“双反”调查。同年12月，各类贸易摩擦更是集中爆发，如12月5日加拿大正式对中国光伏组件和晶片发起反倾销、反补贴调查；12月17日美国公布第二起对华光伏“双反”案终裁，根据美方裁决结果，中国企业需交税率大幅提升，此前通过借道中国台湾模式避税的模式也被堵死，中国台湾企业也将面临高额税率，这将对中国光伏产业的出口造成较大打击。另一方面是国际经济不振，海外市场需求持续疲软。目前，世界各主要经济体回升缓慢且困难重重，中国面临传统市场复苏乏力、新兴市场需求不旺的总体出口形势，影响低碳产业产品出口。如部分没有受到贸易壁垒阻碍的低碳产业的出口量亦出现明显下滑，2014年1～10月中国环境保护专用设备制造出口交货值累计增速为-4.91%，同比下降了26.6%。中国在欧美的市场份额较大，中国在亚非拉市场也占据一定的份额。但中国在海外市场的份额优势主要是得益于其原材料和制造成本的优势。中国低碳技术的创新力排名中等水平，反映了中国低碳产业的技术实力仍有待提升。

国际能源署（IEA）发布的题为“2015能源技术展望：利用创新加速气候行动”的报告认为：新兴经济体在全球研究、开发和示范（RD&D）中的总体份额正在上升，一些国家（尤其是中国）正在消除关键领域的差距，但是相关专利数据表明，目前能源技术创新仍然集中在少数经合组织国家内。虽然中国已逐渐成为新能源大国，但核心技术的缺失仍然是企业“软肋”所在，低碳技术总体上仍然薄弱，对中国低碳发展形成挑战。

技术问题是低碳发展的核心问题，也将是中国由“高碳”向“低碳”转变的最大制约和挑战。中国目前虽然在太阳能和风电等低碳领域的制造和应用走在世界前列，但是低碳领域的国际竞争力仍有待进一步提升。尤其中国企业在低碳技术研发方面能力不足，与国际先进企业相比还有不小的差距。与国外相比，中国企业在低碳领域的专利申请和授权情况有较大差距。中国企业自主创新能力总体上比较薄弱，技术创新缺乏全面有效的支撑服务，产、学、研用结合的体制机制不完善，发展低碳的高端技术人才仍比较缺乏。而掌握低碳技术的发达国家不可能把低碳技术转让给发展中国家，低碳技术的国际转让机制难以建立起来。因此，低碳经济发展需要的技术主要靠自身攻关，这将成为中国低碳产业发展的重要挑战。

长期以产能推动的低碳技术发展不可持续。近两年，中国新能源产业的发展面临一系列挑战。首先是产能过剩。中国“十二五”规划将新能源列为重点发展的战略性新兴产业，但这是基于国家整体战略的长期发展目标而定的。一些地方政府出于对GDP增长的需求，沿袭以投资拉动增长的传统思路，在没有经过充分的科学分析与论证的情况下，通过一系列扶持措施，推动光伏、风电等新能源项目上马，导致企业一拥而上，行业产能过剩。专业机构的调查数据显示，2012年全球光伏行业晶硅组件产能共60.3GW，其中来自中国的产能就高达40GW，也就是说，全球2/3的光伏产能来自中国，而在这一年，全球光伏产业的装机容量仅为30.5GW。风电行业的情况也不容乐观，据媒体报道，2011年中国风电设备制造行业产能已达30GW以上，而2011年中国风电新增装机容量约为17GW, 2012年约为14GW；国内风电设备制造业产能超过实际需求量的一倍。产能过剩造成中国新能源企业经营困难，举步维艰。很多曾经的行业明星业绩大幅下滑，有些已负债累累，甚至宣布破产。

核心技术缺失，自主研发能力不强。根据《中国新能源产业发展与安全报告（2011～2012）》指出，中国新能源产业的很多关键技术设备依赖发达国家。如风力发电设备的整机控制系统需要进口；太阳能电池的高纯度原料和主要生产设备也需从国外输入；用于生物质能发电的焚烧发电锅炉也主要产自国外（李孟钢，2012: 20）。究其原因，是因为中国的新能源产业在很大程度上仍沿袭传统制造业的发展模式，特点是以加工为主、产品附加值低。因而高额利润都被国外厂商赚走。以光伏行业为例，上游晶体硅制备、切片环节技术含量高、利润回报最多，主要被发达国家企业垄断；中国企业大多从事居于产业链下游的电池、组件制造装配业务，业务技术门槛不高、竞争者众多、收益也较低。中国光伏行业因此被称为“世界加工厂”，此行业对外依存度高、议价能力弱。近些年来，中国的新能源产业迅速增长，但一些业内企业忽视研发创新工作，以致长期可持续发展能力不足。

低碳技术转移面临诸多壁垒，国外技术封锁和国内技术水平落后两方面的因素，使目前中国的低碳技术转移集中于简单的设备转染和工程服务等第一类技术，而有利于本国技术“能力”提升的知识转移和再创新的第二类和第三类技术转移活动严重缺乏。因而出现政、企、研主体整合程度较低、企业与科研机构的信息不对称、合作机制内部缺乏评估回路、各方利益没有得到有效协调等不良现象。

生产成本偏高。中国新能源产业发展面临的首要问题是生产成本较高、市场竞争力弱。例如，同等投入下，如果传统燃煤发电成本是10，则小水电的发电成本是12，生物质的发电成本是15，风能发电的成本是23，光伏发电则达到40。新能源产品的成本均高于传统的能源产品，高昂的成本是新能源产品不能商用化和市场化的直接原因。中国的光伏电池由于成本较高，使用领域很窄，目前主要用在航空航天、海洋和轨道交通等方面，几乎没有别的市场。没有成本优势，市场竞争力自然很弱。由于新能源产品的本身特点及其高昂的成本，目前中国的新能源产品缺乏广泛的社会认可度及市场竞争力。

二 中国低碳技术在华专利市场的中外对比分析

（一）中国新能源产业的专利申请总体分布

在中国新能源产业的专利申请中，发明专利申请占51%，实用新型专利申请占49%。新能源产业中国专利申请具体情况，参见图1-1和表1-1。

（二）国内外申请人在华专利申请对比分析

新能源产业领域的专利，在专利申请方面，国内申请占比优势明显；在专利授权方面，国内、国外占比相差不大，总体比较下来，国内授权率较低。如图1-2所示，在华专利申请方面，国内占比63%，国外占比37%。在华专利授权方面，国内占比为53%，国外占比为47%。由表1-2可知，新能源产业国内申请、授权的绝对数量均高于国外，并且国内发明和实用新型专利申请量远高于国外，但授权量国内、国外差异较小。

新能源产业领域的专利，国内的发明与实用新型专利申请量基本相当，而国外发明的专利申请量为国外实用新型专利申请量的8倍，在新能源产业领域，国外在华专利申请以发明专利为主。如图1-3所示，在华申请的新能源专利中，发明国内占在华专利申请总量的43%，实用新型国内占在华专利申请总量的48%，发明国外占比8%，实用新型国外占在华专利申请总量的1%。

（三）国内外申请人在华专利申请技术布局

新能源产业国内外专利申请技术布局的侧重点基本相同，排名前五的主要技术主题中相同的有四个，分别为太阳能产品和生产装备制造，智能变压器、整流器和电感器制造，生物质能及其他新能源设备制造，风力发电机组及零部件制造（国家知识产权局规划发展司，2016: 7）。

“十二五”期间（2011～2015年），新能源产业绝大多数技术主题国内申请量占比均超过80%，部分技术主题如太阳能光伏发电运营维护，生物质能及其他新能源设备制造，生物质能及其他新能源运营维护，智能变压器、整流器和电感器制造，新能源产业工程施工，新能源产业工程勘察设计，申请量占比均超过90%，具体各技术主题国内外申请人申请量如表1-3所示。

（四）新能源产业在“十二五”以前和“十二五”期间国内外申请人数量情况

如图1-4所示，“十二五”以前，新能源产业国内大学和科研院所以及个人和其他的申请量占比达到90%以上，国内企业申请量占比为50%。从申请量具体数据看，国内企业以及个人专利申请量分别1.6万件和1.9万件，而国外新能源产业领域的在华专利申请主体是国外企业，专利申请量达1.6万件。

如图1-5所示，新能源产业“十二五”期间国内大学和科研院所以及个人和其他的申请量占比达90%以上，企业申请量占比超过80%，从申请量具体数据看，国内企业专利申请量达6万件，是大学和科研院所以及个人和其他的申请量的3倍多，国内企业成为中国新能源领域的创新主体，国外新能源产业领域的在华专利申请主体是国外企业，专利申请量达1.6万件。

新能源产业在“十二五”以前和“十二五”期间国内申请人中国内大学和科研院所以及个人和其他的申请量仍占主要部分，对比图1-4和图1-5，国内申请中企业申请量占比有了大幅提高，从“十二五”之前的50%提高到“十二五”期间的80%以上，增幅明显，这与“十二五”期间国家政策对国内企业的大力扶持是密切相关的。而新能源产业国外申请人在“十二五”期间的申请总量则略有降低，在华专利申请主体仍为国外企业。

三 中国低碳技术的国际竞争力分析框架

（一）全球低碳技术发展态势

1．全球低碳技术创新增长速度加快

1995～2007年，新能源产业的相关专利申请量在世界范围内每年以大致固定量增加；自2008年开始，新能源产业的相关专利申请量在全球范围内快速增长，到2012年，其年原创申请量已超过100000项，是1995年的5.5倍（见图1-6）。

2．全球低碳技术发展较好的国家仍普遍面临提高商业化率的问题

《全球清洁技术创新指数2014》对40个国家在创造力、商业化和清洁技术初创企业成长等方面的15个指标进行了评价。试图回答这样一个问题：在孕育那些能够在未来十年中成功将创新型清洁技术商业化的初创企业方面，哪些国家最具潜力？该研究的重要发现是：除了丹麦，所有在清洁创新指数中位列前十的国家都在早期清洁技术发展方面表现较好，但共同面对的挑战是如何提高商业化率。

3．中国是全球新能源产业技术原创申请量最大的国家

图1-9反映了全球新能源产业之技术领域的原创专利申请量国家、地区以及区域性组织的原创专利申请量分布情况。排名前五的依次为中国、日本、美国、欧洲、韩国（见图1-9），其中，中国、日本以及美国在该领域的申请量遥遥领先于其他国家、地区以及区域性组织的原创专利申请量，且中国以总申请量40%左右的份额遥遥领先于其他国家和地区，其总量大约是第二名日本的1.8倍。

4．中国是全球低碳技术的重点市场，吸引了大量竞争者提前在华布局

图1-10中，折线上的数字点代表各国原创申请量占本国总申请量的比重，该百分比越大，表明该国原创专利申请量越多，属于技术来源国；反之，该百分比越小，则表明该国总体布局申请量较大，属于重点市场。

中国虽然原创申请量最大，但其占总申请量的比重相比其他国家，仅处于居中水平。这反映出中国的低碳技术有一定的量上的优势，但不能完全算是低碳技术的原创技术来源国，仅能按照具体分领域的技术实力对比对其技术实力进行进一步分析。中国、日本、美国、韩国、德国的原创申请量排在全世界申请量的前五位，而这些国家的原创申请量所占比重却排在国家/区域中的末尾，这种现象表明，这类国家是新能源产业技术的重要市场，且发展速度较快，因此吸引了大量的竞争者通过提前布局专利来抢占市场。2014年，全球在低碳以及应对气候变化方面的投资达3910亿美元，其中，对中国的投资占22%。

（二）分领域技术竞争力分析的研究方法说明

1．研究说明

通过文献分析和专家调研问卷，我们甄别出影响低碳技术国际竞争力的关键要素，具体而言包括出口竞争力、成本竞争力、对外专利布局情况、创新竞争力、产业价值链中所处的位置、核心技术对外依存度、当地融资能力、产品质量。其中，中国低碳技术的对外专利布局情况被认为是最能直观衡量中国低碳技术国际竞争力的指标。尽管判断中国低碳技术的国际竞争力最终仍有赖于上述各项指标的综合判断结果，但本阶段的研究仍重点选择了对外专利布局这一关键要素，试图尽可能地通过一手资料为今后全面综合研究中国低碳技术的国际竞争力探索可行的研究方法，并提供基础性的数据。

此外，我们通过参与相关的低碳技术研讨会与相关专家进行交流，并进行了试验性的专利检索，本着甄别相对更具代表性的中国低碳技术且保证有相对完整的专利数据支撑这些技术的专利分析为目标，选择了核电技术、风电技术、太阳能光伏发电技术、新能源汽车技术四项低碳技术作为对中国低碳技术对外专利布局分析的对象。

2．数据来源

本书数据主要来源于“Espacenet Patent Search”检索系统（以下简称“Espacenet检索系统”），该系统是欧洲专利局（EPO）创建的专利检索系统，收录了世界范围内90多个国家的约9000万件专利申请，提供著录项目、摘要、全文、引文、专利族和专利法律状态等信息。检索方式分为快速检索（Quick Search）、高级检索（Advanced Search）和CPC分类检索（Classification Search），其中，高级检索共有10个检索字段，包括标题（Title）、摘要（Title or Abstract）、公开号或公告号（Publication Number）、申请号（Application Number）、公开或公告日（Publication Date）、申请人（Applicants）、分类号（Classification Symbols）等。值得一提的是，该系统提供CPC和IPC两种分类号，用户可自行选择使用。这里特别强调，CPC（Cooperative Patent Classification）分类是欧洲专利局（EPO）和美国专利与商标局（USPTO）的联合专利分类项目，相比IPC（International Patent Classification）分类，除了囊括IPC从A部至H部的八个部，另外新增Y部，其中一部分为新兴领域，如Y02：改善气候变化的技术。目前主要是欧洲专利局和美国专利与商标局使用CPC对特定技术领域的专利文献进行分类。欧洲专利局的Espacenet检索系统刚好满足本书对低碳技术专利申请情况的研究需求。

3．检索方法

在检索方法上，结合研究所需数据的相关情况，采用Espacenet检索系统中的高级检索方式，针对不同国家、不同年份、特定低碳技术，在申请号、公开或公告日和CPC三个检索字段中输入检索词，以得出特定低碳技术在某一国家和某一年份申请专利的情况。当年的专利申请情况以公开或公告为准。另外，对于核电技术、风电技术、太阳能光伏发电技术和新能源汽车技术的检索，主要通过CPC分类号体现，核电技术、风电技术和太阳能光伏发电技术均可在CPC分类中的Y02E项（Reduction of GreenHouse Gases Emission, Related to Energy Generation, Transmission or Distribution）下找到，新能源汽车技术在Y02T项（Climate Change Mitigation Technologies Related to Transportation）下找到。相比使用IPC分类，CPC分类能够确保检索到的专利属于低碳技术领域。并且，CPC分类方法把上述低碳技术分得十分精细全面，使用这样的检索方法，比单纯使用技术主题或关键字检索得出的结果要更精准、更全面、更符合对低碳技术研究的目的。另外，仔细研究Y02E和Y02T项下目标低碳技术的次级分类号，并没有出现“同一技术名称，不同技术内容”的情况，这样，实现了数据准确和数据完整的双保证。

4．检索目标

本书采用以上检索策略，检索了中国、美国、法国、日本、韩国、巴西、南非七个国家2001～2015年十五年间公开的核电技术专利，美国、德国、巴西三个国家2006～2015年十年间公开的风电技术专利，美国、德国两个国家2006～2015年十年间公开的太阳能光伏发电技术专利，美国、德国、巴西三个国家2006～2015年十年间公开的新能源汽车技术专利，统计了上述国家中主要目标申请国的专利申请情况，同时统计了各领域重要企业或研究机构在上述国家中的专利申请情况，以期通过数据反映主要目标国家在低碳技术方面的全球专利布局情况。此外，通过国家知识产权局近期发布的《新能源产业专利技术分析报告》（上、下）、《新能源汽车产业专利技术动向分析报告》作为补充材料，分析在中国市场、中国及其他主要国家的低碳技术竞争态势。统计中国及其他主要目标国家在同一特定国家市场特定低碳技术领域的专利申请情况，对中国和其他主要目标国家在该特定碳技术领域进行横向对比，从而反映各个目标国家低碳技术专利的竞争力情况，进而判断中国低碳技术的国际竞争力情况。