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leyu乐鱼体育首页_垃圾“变废为宝”的专利奥秘

发布时间:2021-11-24 14:40:10 作者: leyu乐鱼体育首页

  随着我国经济的飞速发展、人们生活水平的不断提高以及城市化进程不断加快,“垃圾围城”现象日益严重,而新冠肺炎疫情在全球的蔓延,加速了人们对于传染性医疗废弃物处置的研发布局。

  有鉴于此,国家知识产权局专利分析普及推广项目生活垃圾、医疗垃圾处理与利用课题组(下称课题组)从医疗垃圾处理技术、垃圾分类收集关键技术、餐厨垃圾处理技术、再生资源回收利用技术等方面,结合相关法律与政策的解读,并选取了具有代表性的国内外企业进行深度研究,以期为行业提供参考。

  医疗垃圾处理

  医疗垃圾处理全球专利申请在上世纪90年代初和2015年以来均出现一个快速发展期。我国该领域专利申请量分别在2004年和2014年出现了两个高峰期(如图1所示),这可能与当时的“非典”和“禽流感”的暴发导致社会对医疗废弃物处理的需求增加有关。

  2020年以来,受新冠肺炎疫情影响,全球感染性医疗废弃物的处理技术已经成为新的研究热点。该技术分支在降低成本、提高环境友好性、安全性、处理效率、处理质量、资源利用率、及时性等几方面均有所体现;其主要处理手段为焚烧、高温灭菌、高温蒸汽、微波、热解、熔融等。通过对比分析可知,美、日、德等国家在该领域处于领先地位。日本在该领域的活跃程度较高,对降低成本、环境友好性以及提高安全性这三方面功效的关注度较为均衡,处理手段也是多种多样;美国的关注点主要聚焦在降低成本,环境友好性和提高安全性次之;德国在感染性废弃物处理领域采取的处理手段主要为高温蒸汽,热解也稍有涉猎。技术功效方面相对更加关注环境友好性。

  我国处理感染性废弃物的方式,主要采用焚烧和高温蒸汽,其中焚烧技术占据绝对的优势。有关焚烧技术的专利申请更注重环境友好性这一技术功效。从这个角度来看,我国该领域的技术发展趋势与国外主流技术一致,国内创新主体逐渐意识到热解处理的优势,因此对该领域加大研究和专利布局将成为未来一段时间的发展方向。

  垃圾分类收集

  垃圾分类收集领域的全球专利申请总体上呈增长态势,特别是我国在垃圾分类回收方面也给予了足够重视,推动该领域专利申请量呈现快速增长态势。

  不过,尽管该领域的专利申请量基数较大,但分布较为分散,并未出现具有绝对优势的创新主体,这与后端垃圾处理的分布存在较大差异。一般而言,前端分类收集较后端处理的技术门槛较低,研发成本、技术深度和集中度也相对较低。从申请人角度看,排名靠前的创新主体以日本企业居多(如图2所示),这也与日本实行垃圾分类收集较早及相关配套政策制定更加完善有关。

  从技术角度看,生活垃圾分类收集的首要环节是对垃圾进行辨识,这种方式具有技术相对简单、成本投入较低的优势。该领域在密度、硬度、磁性等物理属性方面的申请量占比最大,而基于光学探测/图像识别技术则是目前比较主流的智能分拣技术。

  在课题组看来,视觉图像识别技术是我国当前的研究热点,也是我国目前自动分拣装置所采用的主流方法。在功效方面,提高分拣效率是中国相关专利申请最为关注的内容,而美国、日本和德国则各有侧重,其中美国在视觉图像识别、颜色传感识别的专利申请相对较多,德国在视觉图像识别和光谱识别领域的专利申请较多。另外,日本和德国在相关领域更加重视材质细分技术。

  餐厨垃圾处理

  餐厨垃圾,即湿垃圾,是城市生活垃圾的一部分。堆肥、粉碎直排、焚烧和厌氧消化技术是餐厨垃圾后端处理的主流技术,其中粉碎直排技术在早期专利布局比较活跃。不过,在近10年,堆肥、焚烧和厌氧消化技术却成为专利布局的热点,尤其是厌氧消化技术及其与其他技术的联合处理将成为国内餐厨垃圾处理未来的发展方向。经过专利检索后发现,该领域的发明专利申请国主要为美国、日本、韩国、德国和法国。另外,餐厨垃圾后端处置技术专利申请的重点申请人主要集中在日本和美国的公司,其中日本的公司又占了大部分。

  餐厨垃圾厌氧消化处理技术在欧洲输出和布局均比较活跃。而中国和日本作为该技术的主要技术原创国和目标国,两国的厌氧消化处理技术主要集中在本国市场,而在国外的专利布局相对较少;美国则主要以输入技术为主,厌氧消化处理技术在美国不是很活跃。具体而言,中国、日本、韩国和欧洲等国家和地区是餐厨垃圾厌氧消化处理技术的主要市场。其中,德国作为该领域最大的技术产出国,其在全球的专利布局最为活跃,除了在本国市场大量布局专利以外,同时还在欧洲各国以及美国、中国、日本和韩国等国家的市场均有一定数量的专利布局。

  再生资源回收利用

  再生资源回收利用技术的主要研究方向为塑料和电子废弃物的回收利用。目前,发达国家的废弃塑料回收利用已进入成熟期,相关专利申请量呈下降趋势。在2007年之前,全球该领域的专利申请趋势基本由日本主导,主要是日本在该领域有着较完善的废弃塑料回收立法政策,并在废弃塑料回收利用领域开展较多的研究,提交非常可观的专利申请。直到2008年之后中国该领域才进入专利申请快速增长期,并决定了全球该领域专利申请趋势和走向。

  课题组分析发现,全球废弃塑料回收利用专利申请主要集中于机械回收(占比73%)和化学回收(占比19%),而能量回收(占比8%)相对较少。中国在上述三个分支占比也较为类似;日本在这三个技术分支中都提交较多的专利申请,尤其是能量回收技术分支的研发能力也是全球领先的,这可能与日本的国情和实际需要是正相关的。具体来说,作为该领域最大的技术产出国,日本在全球的专利布局最为活跃,除了在本国市场大量布局以外,同时在欧洲地区以及美国、中国和韩国等国外市场均有一定数量的专利布局。而中国创新主体除在本国提交的专利申请较多之外,向其他主要国家/地区提交专利申请的数量相对较少,专利输出远远低于发达国家专利输入数量。此外,由于中国是最受重视的市场,技术竞争将日趋激烈,因此,需引起各方重视,防范专利技术输入带来风险。

  在电子废弃物回收技术方面,从全球来看,该领域专利申请量整体呈波动式增长态势,全球专利申请数量排名前7位的申请人均来自日本,而美欧韩等国家和地区虽然在废弃电器电子领域占据重要的地位,但较低的专利申请占比也表明这些国家不太热衷废弃电器电子产品回收利用产业。中国该领域虽然起步较晚,但从2002年开始相关专利申请量稳步增长,目前已经成为该领域专利申请数量最多的国家,这与我国近年来对该领域知识产权的重视密切相关,同时随着我国大量电器电子废弃物的产生,我国对废弃物的回收再利用技术的需求变得非常迫切。

  值得注意的是,在电子废弃物回收技术中,我国的格林美公司异军突起,专利申请质量较高,专利权维持年限长,90%以上的专利申请获得授权,并且进行国外专利布局。这与该公司研发投入较高、专利申请与公司核心业务的紧密结合以及其对于专利成果转化是密不可分的。

  在课题组看来,我国虽然在相关领域起步较晚,但是在相关各领域发展迅速。因此,课题组建议我国创新主体可以适当考虑在相关技术空白点进行研发和布局专利,这也是专利丛林中适合中小企业发展的蓝海;建议申请人重点突破关键技术,加强对热解的研发。另外,对于企业的核心专利也要注重专利权的维持,只有提升专利的高质量和高维持年限,才能充分发挥专利的商业价值,而创新成果转化收益又能够为企业研发提供充足的资金,实现企业研发的良性发展。(国家知识产权局专利分析普及推广项目生活垃圾、医疗垃圾处理与利用课题组)

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