2022年5月17日，世界知識產權組織(WIPO)發布《運輸領域氫燃料電池專利態勢報告》(Patent Landscape Report - Hydrogen fuel cells in transportation)，提供了對該領域專利活動的早期觀察，結合新聞、企業財務報告等補充信息，以獲得對未來氫燃料電池領域更深入的了解。

報告顯示，2016年以來，與運輸相關的氫燃料電池技術的創新蓬勃發展，中國、日本和德國是該技術專利申請的主要來源國。

第三次專利申請浪潮勢頭強勁

2016年以來，無論是在燃料電池方面，還是在運輸領域的應用，專利申請量都出現了強勁增長。運輸領域燃料電池共檢索獲得52,433項專利申請，占燃料電池相關專利申請的四分之一。2016至2020年間，氫燃料電池行業的專利申請增加了近四分之一(23.4%)。2020年，中國創新者申請量最高(7,261件)，占總量的69%，其次是日本(1,186件，11.3%)、德國(646件，6.2%)、韓國(583件，5.6%)和美國(403件，3.8%)。

專利申請活動集中在五大司法管轄區，也是最大的發明人所在地

運輸領域燃料電池相關專利申請分布在88個司法管轄區，96%的專利家族至少包括了一項來自日本、美國、中國、韓國、德國的專利申請。62%的專利家族僅在一個司法管轄區申請專利保護，日本和中國各占一個司法管轄區申請專利的五分之一。相比之下，電動車領域單一國家申請占總量的比例更大(69%)。雖然專利申請的發明人來自85個司法管轄區，但大多數申請活動集中在中國、日本、美國、韓國和德國，占該領域所有專利的89%，這些地區同時也是發明人的五大來源地。

大公司對專利布局做出了重大貢獻

運輸領域燃料電池的Top 30申請人(21,152項專利家族)占專利申請總量(52,433項)的40%。其中豐田、現代、大眾、通用、戴姆勒、博世、本田和日產幾乎活躍在每個子領域，涵蓋終端產品和核心部件的制造。

由于高額金融投資，專利領域正在出現新的參與者

新的進入者可能會對未來行業競爭帶來變化。其中一些是來自中國或規模較小的公司。但是，專利申請和活躍的專利組合主要由大型汽車公司主導。公路以外的其他運輸應用領域的頂尖企業在航空、造船和特種車輛領域較為活躍，而汽車和電池供應商也在最主要的申請人之一。

人們對包括燃料電池回收等自動化生產的興趣日益增長

除了直接運輸專利申請份額較高外，自動化生產專利出現增長，這表明了高度成熟技術的總體現狀，目前中國申請人對大規模生產特別關注。與此同時，回收利用專利申請數量雖然較少，但也呈現增長趨勢，技術上的成熟度較高。

研究界在克服技術挑戰的專利申請中發揮重要作用

Top 30專利申請人中只有中國科學院一所大學和研究機構上榜。在過去幾年中，大學和研究機構的專利申請數量有所增加。中國大學在這一領域非常活躍，美國、韓國、日本和歐洲的大學也有相關專利活動。除了專利活動外，一些大學和研究機構還表現出相當高的合作活動水平。

燃料電池技術成熟度高，聚合物電解質膜燃料專利申請量領先

目前燃料電池技術具有很高的成熟度，包括聚合物電解質(或質子交換)膜燃料電池(PEMFCs)等不同類型燃料電池專利數量較為集中、處于領先地位，具有較好的前景。

中國是當前運輸領域氫燃料電池專利申請的第一來源國

過去兩到三年里，中國專利申請表現強勁，但就整體活躍投資組合實力而言，很少有中國公司躋身頂級行列。申請專利的頂尖企業主要來自日本、韓國、德國和美國。

公路運輸相關專利申請是目前最大的技術類別

燃料電池和氫氣在運輸運輸中的主要應用是公路車輛。相比之下，與航運、航空、鐵路和特種車輛(即汽車、叉車、機場拖船、拖拉機和挖泥船等)相關專利申請僅占運輸領域燃料電池的一小部分。

越來越多地關注電池供電相關的電動汽車領域

氫燃料電池汽車技術的活躍度很高，企業為該領域脫碳投入了大量資金，專注于電池供電的電動汽車滲透市場;重型汽車和公共汽車是氫燃料電池的潛在市場，例如通過使用氫燃料電池來延長車輛的航程。

氫燃料電池有望成為航空業實現氣候目標的可行解決方案

預計氫能將在未來二十年內幫助航空業實現零碳中發揮關鍵作用的能源載體。據悉，空中客車公司將氫燃料電池視為目前最有前途的技術之一，也是航空燃料電池領域主要的飛機制造商，自2019年以來，其專利申請活動不斷增加。

供應鏈和物流脫碳的政策、企業承諾正在推動航運專利申請活動

由于企業對其供應鏈和物流鏈中的CO2排放負有責任，承諾在2040年前實現零碳航運，以推動污染嚴重的航運業更快地實現脫碳。由于世界上大約90%的貿易是通過海運進行的，航運運輸占全球總排放量的3%。航運業應用燃料電池的專利領域在規模上與航空業的專利領域相當，而且增長同樣緩慢。考慮到船舶的平均使用壽命較長，以及最近引入液態天然氣(LNG)技術為船舶提供燃料，預計該領域的增長將繼續受到限制，這與特種車輛的燃料電池等不同。值得注意的是，大宇等航運公司在特種車輛的燃料電池領域積極申請專利，特別是在港口環境中的應用。

氫燃料電池作為柴油混合動力的替代，用于實現鐵路脫碳

與電池驅動的電動列車相比，氫能列車具有優勢，特別是可以比電動列車更快加油、行駛更遠。因此，德國、日本和英國已經開始部署將氫能列車視為其國家鐵路網絡脫碳計劃的核心。2018年，德國鐵路與西門子移動合作推出了第一輛氫能列車(由Alstrom公司生產)，東日本鐵路公司計劃于2022年3月開始在日本測試氫能列車。

氫燃料電池技術的推廣取決于系統性驅動因素，如基礎設施、可再生能源的可用性和電池技術的進步

雖然氫氣可以從任何能源中生產，但在低碳時代，需要的是“綠色”氫氣作為運輸燃料。因此，可再生能源的可用性預計將在氫氣生產中發揮關鍵作用，在滿足整個價值鏈的需求方面存在若干挑戰。此外，運輸和儲氫的基礎設施，以及汽車、飛機或船舶的燃料，需要在未來幾年內擴大和加強，以確保氫燃料電池的運輸應用擴散到市場。

替代電氣化技術的進步，例如未來的固態電池，可以使駕駛里程增加一倍，并縮小這些技術與氫燃料電池之間的差距，氫燃料電池的優勢是通過更高的容量實現高能量密度。對比燃料電池領域和固態電池領域的專利活動，發現燃料電池的專利數量量要大得多，固態電池的專利增長正在加快，這表明，雖然從技術上燃料電池的成熟度很高，但為公路運輸電氣化提供動力的下一代電池已經顯現。