海上风电全球研发资源分布

全球海上风电创新资源分布研究报告随着能源、环境问题的日益迫切和风能技术的不断成熟，全球海上风电行业从探索阶段逐渐走向成熟，已驶入快速增长轨道，步入投资繁荣时代。目前我国海上风电已经处于起步阶段，正通过开展示范性工程积累经验。有利的一点是，当前海上风电在全世界仍然是一个较为年轻的产业，普遍存在高投入、高风险的特点，即使在那些技术领先的国家也尚未成熟。从专利上看，专门针对海上风电技术的专利在全部风电专利中所占比例还不大；在海上风电工程实践中，目前很多方面还没有完整的技术标准，这正是当前我国风电企业可以抓住的时机，积极参与研发与生产，力争在世界风电产业中占有一席之地。海上风力发电是一个综合了空气动力学、电力电子、自动控制、机械制造、材料学、海洋气象、海洋腐蚀、现代化运输、信息管理等多个学科的新能源技术，具体来说涉及风电设备、零部件、控制系统、海上根底工程、海上运输安装、输配电与并网、机组防腐蚀等。这些技术创新成果都被各国研发机构申请了国际专利保护。本报告的主要目的是根据对世界范围内海上风电专利状况的分析，从中了解该领域中全球主要技术创新机构与研发人才，以期为我国各级政府、特别是青岛市引进国外先进技术与人才、推动该产业开展提供事实性参考依据本研究以专业的专利分析方法获取有关全球海上风电创新研发机构与相关人才信息。本研究专题的数据来源为ORBIT专利家族数据库FAMPAT〔95个国家及专利授权机构〕全文数据库〔包括中、日、美、欧等21个国家及专利授权机构〕；分析工具为法国QUESTEL公司的ORBIT系统，该系统包含了世界上最新的专利情报，专利数据7000万，专利家族数据4000万。检索策略：(OFFSHOREOR(OFFWSHORE)ORCOAST?ORSEAORSEABED?ORSEABOTTOMORSEACOAST?ORSEAFLOOROROCEANORMARINE)/BI/SAAND(WINDORWINDFARMORWINDPARKORWINDMILLORWINDPOWERORWINDPLANT)/BI/SA/CLMSAND(POWERORENERGYORELECTRIC?ORTURBINEorBLADEorGENERATORor(ELECTRIC?dGENERAT?)or(ENERGYwPRODUCT?)or(ELECTRIC?dENERGY))本研究报告在专利检索分析过程中充分运用了技术关键词、专利权人、IPC(国际专利分类)、创造人等多个途径获取相关信息。共计获得3100余件专利家族。一、全球海上风电研发机构情况一般来说，持有专利的数量是研发机构的科技与产业实力的直接表达。图1按专利数量列出了全球排前20位的海上风电技术研发机构，绝大多数是国际风电业巨头。其中德国公司6家、日本公司3家，美国2家，丹麦、瑞典、挪威、法国、韩国各1家。图中显示中国有4家〔研究机构、公司各2家〕机构，说明我国已是国际海上风电研发中不可无视的力量。图1全球海上风电研发机构专利持有数量〔前20位〕表1全球海上风电技术研发机构相关信息一览表〔前20家〕序号机构名称中文译名所在国所在地专利被引率[1]专利自引率[2]核心专利[3]综合评价1MITSUBISHI三菱重工业株式会社日本东京2%5%0**2VESTASWINDSYSTEMS维斯塔斯风力系统公司丹麦兰​讷​斯5%3%3****3GENELECTRIC通用电气公司美国纽约州21%70%1****4SIEMENS西门子公司德国慕尼黑7%0%0**5ALOYSWOBBEN艾劳埃斯·乌​本德国奥里希54%6%1****6中国水电参谋集团华东勘测设计研究院中国杭州7上海交通大学中国上海8HITACHI日立​株式会社日本​东京\大阪0%0%3***9ABBABB公司瑞典韦斯特罗斯0%0%0*10EDZUBLIN旭普林工程股份公司德国斯图加特53%15%0***11中石油中国北京012AERODYNENGINEERING爱罗丁能源系统德国伦茨堡27%3%3****13ENGINEERINGBUSINESS

(NORSKHYDRO〕诺尔斯海德公司挪威奥斯陆109%14%3****14REPOWERSYSTEMS再生​动力系统​股份公司德国汉堡0%0%0*15DAEWOO大宇建设株式会社韩国首尔​0%0%0*16中交第三航务工程局中国上海017TECHNIP泰克尼普公司法国库尔贝伏瓦11%0%0**18WESERWIND德国不莱梅11%8%0***19PENTAOCEANCONSTRUCTION五​洋​建设​株式会社日本​东京0%0%0*20CLIPPERWINDPOWER剪​式​风能​公司美国加利福尼亚71%100%0***[注1]：该数值大小表征专利对其他技术的影响力[注2]：该数值大小表征技术独立性水平[注3]：重要专利数量从上表中的数值中看，欧美研发机构中的维斯塔斯风力系统公司、通用电气公司、艾劳埃斯·乌​本、爱罗丁能源系统、诺尔斯海德公司综合研发实力很强，其次是日立株式会社、旭普林工程股份公司、WESERWIND、剪式风能公司；而亚洲几家日本、韩国机构虽有一定实力，但从拥有核心技术的数量、对本领域内其他技术的影响力及自我创新能力比前面的机构而言相对要弱一些。同时可以看出，我国研发机构的专利数量虽然不算少，但总体研发水平不高，且国际专利很少，研究成果根本为在国内申请的实用新型专利。二、国外海上风电技术重要创造人情况依据申请、公开专利的数量对创造人排序，得到全球海上风电领域最重要的创造人〔略去了我国创造人〕及其研发、技术流向等相关信息。表2国外海上风电技术重要创造人一览表排序创造人专利数量所在机构(*)及合作机构主要合作人时间跨度主要技术领域近年技术领域优先权国家专利布局1艾劳埃斯·乌​本(WOBBENALOYS)28*艾劳埃斯·乌​本[22]DEKATI[1]1.ROHDENROLF2.KNOOPFRANK3.BEEKMANNALFRED 4.LUELKERFRANK 1998-20211.零部件或配件2.水平轴风电机3.专用风电机4.结构安装5.风电机控制1.专用风电机2.风电机控制3.配电电路网络德国世界[27]

德国[26]

澳大利亚[25]

加拿大[25]

欧洲[25]

韩国[25]

美国[24]

巴西[24]

日本[24]

阿根廷[22]

中国[22]

新西兰[20]

挪威[17]印度[17]

丹麦[16]

奥地利[16]

波兰[16]

西班牙[16]

葡萄牙[15]

墨西哥[15]

南非[11]

摩洛哥[7]

香港[5]

土耳其[4]

冰岛[3]

斯洛伐克[2]

斯洛文尼亚[2]

匈牙利[1]

以色列[1]

保加利亚[1]

爱沙尼亚[1]2H.斯蒂斯达尔(STIESDALHENRIK)17*西门子[15]BONUSENERGY[4]索尼[2]1.GROENDAHLERIK2.EGEDALPER3.WINTHER-JENSENMARTIN1999,2000,20211.安装平台、根底结构2.水下支承结构3.零部件和配件欧洲[7]

丹麦[2]世界[9]

欧洲[2]

澳大利亚[2]

丹麦[2]

德国[2]

西班牙[1]

美国[1]

奥地利[1]3法尔肯哈根·约阿希姆(FALKENHAGENJOACHIM)132001-2003,2005-2021德国[32]世界[1]欧洲[1]德国[32]世界[3]欧洲[2]澳大利亚[1]奥地利[1]丹麦[1]4沃尔特·肖​普夫SCHOPF(SCHOPFWALTER)112003,2007,2021德国[11]德国[11]5克劳斯-韦伯(WEBERKLAUS)10*旭普林工程股份公司[10]BREYERBERND等1996-20211.零部件或配件2.结构安装3.根底结构、深层结构4.水平轴风机德国[20]德国[20] 欧洲[7]世界[6]奥地利[1]6村上光則(MURAKAMIMITSUNORI)9*日立株式会社[9]KNOXRICHARDJ[9]KIMJAEHOON[2]ZHANGQINGXIU[2]1998-2004海上风力发电设施[2004]离岸\漂浮式风力发电根底结构[2002-2003]日本[9]日本[9]美国[1]

世界[1]7元仁昊(WONINHO)820052021-20211.海陆水平轴风力发电\垂直轴风光互补发电\风电浮动机组[2021]2.海陆风机转子导风板\海边风水力发电机[2021]韩国[8]韩国[7]世界[2]8詹姆斯·G·P·德尔森(DEHLSENG·PJAMES)7*剪式风能公司[7]UNITEDTECHNOLOGIES[4]DEHLSEN[2]MIKHAILAMIRS等1999-2021直驱分布式固定转子发电机[2021]海风海流电机扩展叶片可再生能量流体泵[2021]塔架自竖举升[2004]发电动力总成[2000]美国[7]美国[6]

世界[3]

欧洲[2]

墨西哥[2]

澳大利亚[2]

加拿大[2]

中国[1]

印度[1]

日本[1]

巴西[1]

韩国[1]9J•克里斯滕森(KRISTENSENJONAS)7*维斯塔斯风力系统[7]KRISTENSENTAGE等2004-2021海上浮动风电机组[2021]离岸风机和浮动海上风机架设[2021]海上风机、塔架架设[2021]风机组装处理使用方法[2006]丹麦[5]新西兰[1]美国[1]世界[4]

欧洲[3]

中国[3]

印度[2]

美国[2]

日本[1]

墨西哥[1]

新西兰[1]

丹麦[1]

澳大利亚[1]

加拿大[1]10(VANDERBEKEKOEN)VANDERBEK科恩7*GEOSEA[7]VANDENBULCKELUC[3]BROUWERSBARTINGRIDJACK[1]DEPOORTERBARTACHIELALFONS[1]2021-2021海上组装结构[2021]海上架设大型长体单桩式风电机\风力机装配与装置[2021]海上大型结构装配设备\自升式海上平台组装和风电机维护[2021]欧洲[4]比利时[2]美国[1]欧洲[6]美国[4]比利时[2]澳大利亚[1]11戴维·波恩(BONEDAVID)6*OCEANSYNERGY[4]TAMACRESTLTD[1]2000-2004英国[6]英国[6]12宗铉翼(HYUNIKGUN)613片山正敏〔KATAYAMAMASATOSHI〕614FUKUMOTOYUKINARI5*TOKYOELECTRICPOWER[5]15GORLOVALEXANDERM5*UNIVNORTHEASTERN[5]16HIROSEMOTOHISA5*DEEPWATERTECHNOLOGIES[4]DEEPOILTECHNOLOGY[2]AGR[1]COFLEXIP[1]HORTONTECHNOLOGIES[2]TECHNIP[1]17KARALKAREL5*SEATOWER[5]KARALEVA[4]18KASSENDIRK5*WESERWIND[5]19KIMSEONGWOON5*大宇株式会社[5]20MATSUMOTOTSUTOMU5*三菱重工[5]NAGASAKIRYOJUENGINEERING[2]21POLLACKJACK5SBMATLANTIA[3]SINGLEBUOYMOORINGS[3]SBMIMODCO[2]CHICAGOBRIDGE&IRON[1]22RAMSLIESIGURD5*SEATOWER[5]KARALEVA[423SIEGFRIEDSENSOENKE5*爱罗丁能源系统[5]MULTIBRID[1]24SVEENDAGFINN5ENGINEERINGBUSINESS[3]JACKSONROBERT[1]NORSKHYDROBYGDOYALLE[2]OLAFOLSEN[1]STATOIL[1]25TEICHERTPAUL5*ENERGY[5]26WILLEHEIN5*SINGLEBUOYMOORINGS[4]SBMATLANTIA[3]SBMIMODCO[2]上表中，所有创造人原名均为英文形式，中文译名仅供参考。优先权国家为创造人首次申请专利的国家，一般为本国；专利布局为专利在全球的申请国家，可以表达创造人技术的流向与市场战略。方括号中的数字为专利数量。三、全球海上风电主要研发团队情况图2全球海上风电主要研发团队1、艾劳埃斯·乌​本团队德国艾劳埃斯·乌​本团队，艾劳埃斯·乌​本为领导者。艾劳埃斯·乌​本为Enercon公司创始人，该公司是德国最大的风电生产商，是世界风能技术产业开展的助推先锋，其专利均为创始人阿洛伊斯·沃本所有。该公司目前的风力机单机容量为330kW～7MW，拥有数个成熟机型，已经实现风机部件全套自产，其纵向整合度为业界之首，也是唯一大批量供给直驱机组的风机厂商。在零部件方面，叶片的产量德国第一，世界前三。主要市场在欧洲，澳大利亚、加拿大、印度、日本、巴西等国也占有一定的市场份额。虽然Enercon公司认为海上风电技术不成熟，本钱与风险都太高，不肯将自己的风机安装到海上，但仍然在海上风电技术方面申请了数量可观的专利，主要集中在：1.水平轴风力涡轮机〔国际专利分类号：F03D9〕、2.整机及其离岸安装、起重设备等；3.特殊用途的风力机组〔F03D9〕；4.风机零部件及附件〔F03D11〕，叶片、轮毂、预警系统、监测装置、照明装置等；5.风机控制〔F03D7〕；6.风场风机间的运输连接；船舶直升机着陆台。在第1、2方面有核心专利。Enercon公司目前虽然尚未大规模进入中国市场，但从1999年开始已经在我国申请了大量专利，覆盖安装运输、直驱式风力机组、并网控制技术、变桨装置等多项关键技术，为我国风电技术开展埋下了“暗雷〞。该公司对自己的专利权极为敏感，曾与维斯塔斯、通用电气、歌美飒等主要竞争对手在多个国家展开了旷日持久的专利官司，对此我国有关企业应引起足够重视。2、西门子团队该团队首席科学家为H.斯蒂斯达尔〔STIESDALHENRIK〕。德国西门子公司是世界上最大的电子和电气工程公司之一。自从2004年成功收购了丹麦Bonus能源公司后，其风能事业部开始跻身全球十强风电机组供给商，可一站式提供风力发电系统的各种部件：塔架、变速箱、发电机、变电输电转换调节器、断路器、监控系统、雷电保护装置，产品组合能力很强。西门子在海上风电业务方面实力强劲，可与维斯塔斯匹敌，在全球已为10多个大型海上风电工程成功安装了机组，正在执行的工程累计容量达3300MW，而且设计制造了代表世界最先进水平的第一台大型漂浮式海上风机。海上风电专利分布：专用风力发动机〔F03D9〕；风机零部件及附件〔F03D11〕，尤其是叶片技术，其次是机舱，压力测量、冷却电源；水平轴风机〔F03D1〕；风机控制〔F03D7〕，包括平衡控制、功率控制等；

配电、网络电路〔H02J3〕；电机〔H02K15〕，主要为电机定位方法等；海上运输与安装〔B63B27、B63B22〕。西门子公司的叶片技术在海上风电中独领风骚。其采用Bonus专利“风车叶片的制造方法〞〔US2003116262〕的一体化叶片技术，使叶片在封闭空间内一步铸造成型，没有接点，有超强的抗风、抗裂、抗海水侵入、抗雷电等性能优点，叶片外形设计符合目前先进的空气动力学原理。专利布局：美国是其首个海外战略扩张重点，其次是欧洲；中国是其实现“成为全球前3强〞战略目标的重要市场，积极在上海、连云港等地建厂和收购企业。对该公司的专利和技术开展动向我国企业也应引起高度重视。3、旭普林团队德国旭普林公司研发团队的核心创造人为克劳斯-韦伯(WEBERKLAUS)，这点在图中表达的非常明显。4、维斯塔斯团队丹麦维斯塔斯风力系统是世界海上风电最早的开发者和风电设备最大的市场占有者。该公司涉及海上技术的核心研发者是J·克里斯​滕​森〔KRISTENSENJONAS〕。该公司在长达20多年的风电研发过程中，在其累计达近200人的研发团队中，此人的专利数量排在5位，其技术地位可见一斑。但该创造人的创造几乎全是个人成果，仅同一位创造人有过一次合作。另有3个小组，分别由3、5、6位研发人员组成，但每个小组仅有一项成果，绝大多数成果是由J·克里斯​滕​森做出的。5、剪式风能团队该团队核心创造人为詹姆斯·德尔森(HYPERLINK"http://inval