为了应对全球变暖和相关的环境挑战，近年来人们对生物燃料的使用以及生物燃料生产工艺和方法的优化产生了很大的兴趣。知识产权顾问 Rayhana Laamiri 研究了生物燃料生产技术的专利动态，揭示了这种前景光明的燃料替代品的主要参与者和主要研发市场。
什么是生物燃料？
生物燃料是通过植物、藻类或动物废物生物质转化产生的替代燃料。作为化石燃料的可再生替代品，大多数生物燃料用于运输，但也可用于供暖和发电。
生物燃料可以使用不同的方法合成，并且正在进行大量研究以确定新的原材料和生产程序，以提高最终产品的质量并使其更适合当前的发动机。
例如，合成生物燃料是使用化学和热方法从生物来源（例如生物质原料）的碳氢化合物生产的。
来源：生物燃料生产
关于生物燃料生产的创新，专利动态可以告诉我们什么？
为了了解这一新兴技术的创新和研发活动，我们使用我们专有的IP 情报软件进行了宏观搜索。通过利用我们的知识产权景观专业知识分析生物燃料生产相关专利，我们能够对该领域的研究进展和投资产生令人着迷的全球见解。
生物燃料生产：知识产权申请的起源和动态
生物燃料合成和生产的知识产权趋势的全球概览，包括法律地位、申请动态和研发国家，如下所示。
从图表中可以看出，该技术的申请量在 2010 年达到顶峰，共申请了 401 个同族专利，此后专利活动持续减少。在包含 5,016 个专利家族的全球数据库中，在提交的专利家族中，44% 已获得授权，33% 正在申请中。
亚洲是专利申请的主要大陆，主要由中国公司（超过 1,300 个专利族）推动，其次是美国公司（88% 来自美国）和欧洲公司（15% 来自英国）。
生物燃料生产：市场覆盖范围
生物燃料生产方面的发明受到全球保护，主要发表在主要创新国家，即美国、中国、印度和加拿大。
生物燃料生产：顶尖企业
生物燃料的主要创新投资者包括来自能源和油田行业的主要参与者，以及主要来自韩国的学术界和研究中心的贡献。英荷巨头壳牌公司处于领先地位，提交了 64 项专利族，主要描述了纤维素材料的转化及其工艺。美国石油炼制公司UOP位居第二，拥有49个同族专利，主要涉及利用可再生原料合成燃料。
主要参与者的专利申请显示了 2006 年之前对生物燃料技术的早期兴趣。自 2016 年以来主要参与者的专利申请减速可以解释为对用于生产生物燃料和能源的生物质以外的资源的兴趣。
生物燃料生产：网络与合作
专利申请人在描述其发明时倾向于引用彼此的专利。这种强烈的互动告诉我们很多有关该领域竞争的信息。被大多数玩家强烈引用的投资组合很可能是先锋投资组合或阻塞投资组合。
正如预期，基础研究机构是科学合作的主要贡献者，特别是亚洲的大学（包括韩国科学技术研究院、清华大学）和美国的大学和实体（加州大学和巴特尔纪念研究所）以及IFP Energies Nouvelles（法国研究所）。
有趣的是，石油和天然气公司（壳牌、中国石油、埃尼、中石油、UOP、雪佛龙）是生物燃料领域的顶级合作工业伙伴，其中包括 Neste Oil 和 IOGEN 等生物燃料专业公司。
生物燃料生产：技术和概念
下图提供了生物燃料生产中最常用的概念。这可以成为新开发的创意来源或用于识别新领域中受保护的技术。
生物油、合成气、预处理、试剂和微生物是与生物燃料生产相关的专利相关的关键概念。
该概念涵盖生物燃料合成的不同阶段，包括：
- 原材料：藻类、脂质、木质素、生物质、煤炭……、
- 流程：工厂、试剂、管道、微生物、酶……以及
- 产品：沼气、生物燃料、合成气。
下图还指出了整个生物燃料专利库中可能受保护的技术集群。每个点对应一个专利族，根据不同文档之间的相似度计算位置。相似性基于文档之间技术概念的接近程度。
它还确定了用于生物燃料合成的潜在原材料（微藻、精油、可发酵糖、脂肪酸）、工艺（光反应器、热解反应器）以及催化剂或试剂（细菌、重组酵母、丙基自由基）。
专利动态如何描绘燃料的未来
生物燃料生产的创新有望减少燃料密集型行业的碳足迹。通过将生物燃料纳入能源结构，企业可以解决其累积碳排放量以及实现 2050 年净零碳目标的成本问题。
然而，鉴于使用第二代原料（例如农业残留物、木材废料和其他废料）可以最大程度地减少碳排放，因此可持续生物燃料的供应将受到此类原料的可用性的限制。
由于目前合成燃料的生产成本比化石燃料更高，因此每个工艺阶段的创新有可能在未来降低这些成本。这将使生物燃料生产规模扩大，以满足世界日益增长的运输需求。
正如我们希望对生物燃料生产的分析所表明的那样，专利动态可以为研究和创新趋势以及市场提供有价值的见解。有关可再生能源领域专利活动的更多信息或具体建议或支持，请联系Questel IP咨询团队。
Rayhana Laamiri是知识产权战略和创新顾问，拥有突尼斯国家应用科学技术研究所 (INSAT) 的化学工程学位和法国洛林大学的固态化学硕士学位。她于 2018 年加入 Questel，担任化学团队的知识产权顾问，为多家国际公司研究与化学和材料相关的主题。