Badanie EPO-IEA: Szybki wzrost innowacyjności baterii odgrywających kluczową rolę w przejściu na czystą energię

• Wynalazki związane z magazynowaniem energii elektrycznej wykazują roczny wzrost o 14% w ciągu ostatniej dekady, wynika ze wspólnego badania Europejskiego Urzędu Patentowego (EPO) i Międzynarodowej Agencji Energii (IEA)

• Ilość baterii i innych urządzeń do magazynowania energii musi wzrosnąć pięćdziesięciokrotnie do 2040 r., aby świat znalazł się na dobrej drodze do osiągnięcia celów klimatycznych i zrównoważonej energii

• Pojazdy elektryczne są obecnie głównymi motorami innowacji w zakresie akumulatorów

• Postępy w dziedzinie akumulatorów litowo-jonowych skupiają się na większości nowych wynalazków

• Kraje azjatyckie mają silną pozycję lidera w światowym wyścigu technologii akumulatorów

• Aby osiągnąć cel Europejskiego Zielonego Ładu, konieczne było przyspieszenie innowacji, aby przyspieszyć przejście Europy na czystą energię

 Poprawa zdolności magazynowania energii elektrycznej odgrywa kluczową rolę w przejściu na technologie czystej energii. W latach 2005-2018 aktywność patentowa w zakresie baterii i innych technologii magazynowania energii elektrycznej wzrosła o ok średni roczny wskaźnik na całym świecie wynoszący 14%, cztery razy szybciej niż średnia wszystkich dziedzin technologii, według wspólnego badania opublikowanego dzisiaj przez Europejski Urząd Patentowy (EPO) i Międzynarodowa Agencja Energii (IEA).

reklama

Raport, Innowacje w bateriach i magazynowaniu energii elektrycznej – globalna analiza oparta na danych patentowych, pokazuje, że baterie stanowią prawie 90% całej działalności patentowej w obszarze magazynowania energii elektrycznej i tyle wzrost innowacyjności wynika głównie z postępów w zakresie akumulatorów litowo-jonowych stosowanych w konsumenckich urządzeniach elektronicznych i samochodach elektrycznych. W szczególności mobilność elektryczna sprzyja rozwojowi nowych litowo-jonowa środki chemiczne mające na celu poprawę mocy wyjściowej, trwałości, szybkości ładowania/rozładowania i możliwości recyklingu. Potrzeba napędza również postęp technologiczny zintegrować większe ilości energii odnawialnej, takiej jak energia wiatrowa i słoneczna, z sieciami elektroenergetycznymi.

Badanie pokazuje również, że Japonia i Korea Południowa uzyskały silną pozycję lidera w dziedzinie technologii akumulatorów na całym świecie, a postęp techniczny i masowa produkcja w coraz bardziej dojrzałym przemyśle doprowadziły w ostatnich latach do znacznego spadku cen akumulatorów – o prawie 90% od 2010 r. w przypadku akumulatorów litowo-jonowych do pojazdów elektrycznych oraz o około dwie trzecie w tym samym okresie aplikacje stacjonarne, w tym zarządzanie siecią elektroenergetyczną.

Opracowanie lepszych i tańszych magazynów energii elektrycznej to duże wyzwanie na przyszłość: Zgodnie ze Scenariuszem Zrównoważonego Rozwoju MAE, aby świat osiągnął cele w zakresie klimatu i zrównoważonej energii, blisko 10 000 gigawatogodzin baterii i innych form magazynowania energii będzie potrzebnych na całym świecie do 2040 r. – 50 razy więcej niż obecny rynek. Skuteczne rozwiązania w zakresie magazynowania są potrzebne, aby przyspieszyć przejście Europy na czystą energię, aby osiągnąć cel Europejskiego Zielonego Ładu: uczynić kontynent neutralnym dla klimatu do 2050 r.

"Technologia magazynowania energii elektrycznej ma kluczowe znaczenie, jeśli chodzi o zaspokojenie zapotrzebowania na mobilność elektryczną i osiągnięcie przejścia na energię odnawialną, które jest potrzebne, jeśli mamy złagodzić zmiany klimatyczne” – powiedział. Prezes EPO António Campinos. „Szybki i trwały wzrost innowacji w zakresie magazynowania energii elektrycznej pokazuje, że wynalazcy i przedsiębiorstwa stawiają czoła wyzwaniom związanym z transformacją energetyczną. Z danych patentowych wynika, że ​​podczas gdy Azja ma silną pozycję lidera w tej strategicznej branży, Stany Zjednoczone i Europa mogą liczyć na bogaty ekosystem innowacji, w tym dużą liczbę MŚP i instytucji badawczych, aby pomóc im utrzymać się w wyścigu o następną generację baterii”.

"Prognozy IEA jasno wskazują, że magazynowanie energii będzie musiało rosnąć wykładniczo w nadchodzących dziesięcioleciach, aby umożliwić światu osiągnięcie międzynarodowych celów klimatycznych i zrównoważonych źródeł energii. Przyspieszone innowacje będą miały zasadnicze znaczenie dla osiągnięcia tego wzrostu” – powiedział dyrektor wykonawczy IEA, Fatih Birol. „Łącząc uzupełniające się mocne strony IEA i EPO, niniejszy raport rzuca nowe światło na dzisiejsze trendy w zakresie innowacji, aby pomóc rządom i przedsiębiorstwom w podejmowaniu mądrych decyzji dotyczących naszej przyszłości energetycznej”.

Rozwój pojazdów elektrycznych napędzający innowacje w zakresie akumulatorów litowo-jonowych

W raporcie, który przedstawia główne trendy w zakresie innowacji w zakresie magazynowania energii elektrycznej w latach 2000-2018, mierzone pod względem międzynarodowych rodzin patentów, stwierdza się, że litowo-jonowa (Technologia litowo-jonowa, dominująca w przenośnej elektronice i pojazdach elektrycznych, od 2005 r. napędza większość innowacji w zakresie baterii. % dla komórek opartych na innych chemiach.

W 2011 r. pojazdy elektryczne wyprzedziły elektronikę użytkową jako największy czynnik wzrostu związany z akumulatorami litowo-jonowymi (Zobacz wykres: Liczba IPF związanych z aplikacjami na pakiety baterii). Trend ten podkreśla trwające prace przemysłu samochodowego nad dekarbonizacją i rozwojem alternatywnych technologii czystej energii. Zapewnienie skuteczności i niezawodności akumulatorów w pojazdach elektrycznych ma kluczowe znaczenie dla zachęcenia konsumentów do ich stosowania po 2020 r., po czym w odniesieniu do pojazdów napędzanych paliwami kopalnymi obowiązywać będą bardziej rygorystyczne ogólnounijne cele w zakresie emisji.

Udział wynalazków z krajów europejskich jest stosunkowo niewielki we wszystkich dziedzinach technologii litowo-jonowych, ale jest dwukrotnie wyższy w rozwijających się dziedzinach w porównaniu z bardziej ugruntowanymi, na przykład generując 11% wynalazków zarówno w zakresie fosforanu litowo-żelazowego (LFP), jak i Tlenek litowo-niklowo-kobaltowo-glinowy (NCA), które są postrzegane jako obiecujące alternatywy dla obecnych chemii litowo-jonowej.

Udoskonalenia zestawów akumulatorów do samochodów elektrycznych przyniosły również pozytywne efekty uboczne w zastosowaniach stacjonarnych, w tym w zarządzaniu siecią elektryczną.

Raport pokazuje również, że w ciągu ostatniej dekady działalność patentowa w zakresie produkcji ogniw baterii i rozwoju inżynierii związanej z ogniwami wzrosła trzykrotnie. Te dwie dziedziny łącznie odpowiadały za prawie połowę (47%) całej działalności patentowej związanej z ogniwami akumulatorowymi w 2018 r., co wyraźnie wskazuje na dojrzałość branży i strategiczne znaczenie rozwoju wydajnej produkcji masowej.

Ponadto szybko pojawiają się inne technologie przechowywania, takie jak superkondensatory i akumulatory z przepływem redoks, które mogą rozwiązać niektóre słabości akumulatorów litowo-jonowych.

Firmy azjatyckie na czele

Badanie to pokazuje Japonia ma wyraźną przewagę w światowym wyścigu technologii akumulatorów, z 40.9% udział międzynarodowych rodzin patentowych w technologii baterii w latach 2000-2018, następnie Korea Południowa z udziałem 17.4%, Europa (15.4%), Stany Zjednoczone (14.5%) i Chiny (6.9%). Firmy azjatyckie stanowią dziewięć z dziesięciu największych na świecie podmiotów ubiegających się o patenty związane z bateriami oraz dwie trzecie z pierwszej 25, która obejmuje również sześć firm z Europy i dwie z USA. Pięciu najlepszych kandydatów (Samsung, Panasonic, LG, Toyota i Bosch) wygenerowało łącznie ponad jedną czwartą wszystkich IPF w latach 2000-2018. W Europie innowacyjność w zakresie magazynowania energii elektrycznej jest zdominowana przez Niemcy, które jako jedyne odpowiadają za ponad połowę międzynarodowych rodzin patentów w technologiach akumulatorowych pochodzących z Europy (Patrz wykres: Geograficzne pochodzenie europejskich IPF w technologii baterii, 2000-2018).

Podczas gdy innowacje w technologii baterii są nadal w dużej mierze skoncentrowane w ograniczonej grupie bardzo dużych firm, w Stanach Zjednoczonych i Europie znaczącą rolę odgrywają również mniejsze firmy, uniwersytety i publiczne organizacje badawcze. W Stanach Zjednoczonych MŚP stanowią 34.4%, a uniwersytety/organizacje badawcze 13.8% złożonych IPF. W Europie liczby te wynoszą odpowiednio 15.9% i 12.7%, w przeciwieństwie do Japonii (3.4%/3.5%) i Republiki Korei (4.6%/9.0%).

Więcej informacji

Przeczytaj streszczenie wykonawcze

Przeczytaj całe badanie

Uwagi dla redaktora

O międzynarodowych rodzinach patentów

Analiza patentów w tym raporcie opiera się na koncepcji międzynarodowych rodzin patentów (IPF). Każdy IPF reprezentuje unikalny wynalazek i obejmuje zgłoszenia patentowe złożone i opublikowane w co najmniej dwóch krajach lub złożone i opublikowane w regionalnym urzędzie patentowym, a także opublikowane międzynarodowe zgłoszenia patentowe. IPF reprezentują wynalazki uznane przez wynalazcę za wystarczająco ważne, aby ubiegać się o ochronę międzynarodową, a tylko stosunkowo niewielki odsetek wniosków faktycznie spełnia ten próg. Koncepcję tę można zatem wykorzystać jako solidną podstawę do porównywania międzynarodowych działań innowacyjnych, ponieważ zmniejsza ona uprzedzenia, które mogą pojawić się podczas porównywania zgłoszeń patentowych w różnych krajowych urzędach patentowych.

O EPO

Zatrudniając prawie 7 000 pracowników, The Europejski Urząd Patentowy (EPO) jest jedną z największych instytucji użyteczności publicznej w Europie. EPO, z siedzibą główną w Monachium i biurami w Berlinie, Brukseli, Hadze i Wiedniu, zostało założone w celu wzmocnienia współpracy w zakresie patentów w Europie. Dzięki scentralizowanej procedurze przyznawania patentów EPO wynalazcy mogą uzyskać wysokiej jakości ochronę patentową w maksymalnie 44 krajach, obejmujących rynek liczący około 700 milionów ludzi. EPO jest również wiodącym na świecie organem w zakresie informacji patentowych i wyszukiwania patentów.

O Międzynarodowej Agencji Energii
Połączenia Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) jest w centrum globalnego dialogu na temat energii, dostarczając miarodajnych analiz, danych, zaleceń politycznych i rzeczywistych rozwiązań, aby pomóc krajom zapewnić bezpieczną i zrównoważoną energię dla wszystkich. Przyjmując podejście oparte na wszystkich paliwach i wszystkich technologiach, IEA opowiada się za politykami, które zwiększają niezawodność, przystępność cenową i zrównoważony rozwój energii. IEA wspiera przejścia na czystą energię na całym świecie, aby pomóc w osiągnięciu globalnych celów zrównoważonego rozwoju.

Kontakty dla mediów Europejski Urząd Patentowy

Luisa Berenguera Giméneza

Główny Dyrektor ds. Komunikacji / Rzecznik Prasowy

Tel. + 49 89 2399 1203
[email chroniony]

 

 

Udostępnij ten artykuł: