Elektřina vzájemná propojenost

Studie EPO-IEA: Rychlý nárůst inovací v oblasti baterií hraje klíčovou roli při přechodu na čistou energii

Zveřejněno

Před 4 let

Září 22, 2020

Společná studie Evropského patentového úřadu (EPO) a Mezinárodní energetické agentury (IEA) uvádí, že vynálezy v oblasti skladování elektřiny za poslední desetiletí meziročně vzrostly o 14%.
Do roku 2040 musí počet baterií a další skladování energie padesátkrát vzrůst, aby se svět dostal na správnou cestu pro cíle v oblasti klimatu a udržitelné energie
Elektrická vozidla jsou nyní hlavní hnací silou inovace baterií
Většina nových vynálezů se zaměřuje na pokrok v oblasti dobíjecích lithium-iontových baterií
Asijské země mají v celosvětovém závodě s bateriovými technologiemi silný náskok
Aby se splnil cíl evropské zelené dohody, je třeba urychlit inovace, aby se urychlil přechod Evropy na čistou energii

Zlepšení kapacity pro skladování elektřiny hraje klíčovou roli při přechodu na technologie čisté energie. V letech 2005 až 2018 patentová aktivita v bateriích a dalších technologiích skladování elektřiny vzrostla o průměrná roční míra celosvětově 14%, čtyřikrát rychlejší než průměr všech technologických oborů, podle společné studie, kterou dnes zveřejnil Evropský patentový úřad (EPO) a Mezinárodní energetická agentura (IEA).

Inzerát

Zpráva, Inovace v oblasti baterií a skladování elektřiny - globální analýza založená na patentových datech, ukazuje, že baterie tvoří téměř 90% veškeré patentové činnosti v oblasti skladování elektřiny, a to nárůst inovací je způsoben hlavně pokrokem v dobíjecích lithium-iontových bateriích používaných ve spotřebních elektronických zařízeních a elektrických automobilech. Zejména elektrická mobilita podporuje vývoj nových lithium-ion chemie zaměřené na zlepšení výkonu, životnosti, rychlosti nabíjení / vybíjení a recyklovatelnosti. Potřeba je rovněž poháněna technologickým pokrokem integrovat větší množství obnovitelné energie, jako je větrná a solární energie, do elektrických sítí.

Studie rovněž ukazuje, že Japonsko a Jižní Korea si v celosvětovém měřítku vybudovaly silný náskok v technologii baterií a že technický pokrok a hromadná výroba ve stále vyspělejším odvětví vedly v posledních letech k výraznému poklesu cen baterií - od roku 90 téměř o 2010% v případě lithium-iontových baterií pro elektrická vozidla a zhruba o dvě třetiny ve stejném období po dobu stacionární aplikace, včetně správy elektrické sítě.

Rozvoj lepšího a levnějšího skladování elektřiny je velkou výzvou pro budoucnost: Podle scénáře udržitelného rozvoje IEA, aby svět splnil cíle v oblasti klimatu a udržitelné energie, do roku 10 - 000krát větší než současný trh bude celosvětově zapotřebí téměř 2040 50 gigawatthodin baterií a dalších forem skladování energie. K urychlení přechodu na čistou energii v Evropě je zapotřebí efektivních řešení skladování, aby bylo možné splnit cíl evropské zelené dohody: učinit kontinent do roku 2050 klimaticky neutrálním.

"Technologie skladování elektřiny je zásadní, pokud jde o uspokojení poptávky po elektrické mobilitě a dosažení posunu směrem k obnovitelné energii, který je nezbytný pro zmírnění změny klimatu, “uvedl Předseda EPO António Campinos. „Rychlý a trvalý nárůst inovací v oblasti skladování elektřiny ukazuje, že vynálezci a podniky se potýkají s výzvou energetické transformace. Patentová data ukazují, že zatímco Asie má v tomto strategickém odvětví silné vedení, USA a Evropa se mohou spolehnout na bohatý inovační ekosystém, včetně velkého počtu malých a středních podniků a výzkumných institucí, které jim pomohou zůstat v závodě o novou generaci baterií. “

"Projekce IEA objasňují, že skladování energie bude muset v nadcházejících desetiletích exponenciálně růst, aby umožnilo světu splnit mezinárodní cíle v oblasti klimatu a udržitelné energie. Pro dosažení tohoto růstu bude nezbytná zrychlená inovace, “uvedl výkonný ředitel IEA Fatih Birol. „Spojením komplementárních sil IEA a EPO vrhá tato zpráva nové světlo na dnešní inovační trendy, aby pomohla vládám a podnikům učinit chytrá rozhodnutí pro naši energetickou budoucnost.“

Vzestup elektrických vozidel podporujících inovace Li-ion

Zpráva, která představuje hlavní trendy v inovaci skladování elektřiny mezi lety 2000 a 2018, měřené z hlediska mezinárodních patentových rodin, to shledává lithium-iontový (Technologie Li-ion), dominantní v přenosné elektronice a elektrických vozidlech, poháněla většinu inovací v oblasti baterií od roku 2005. V roce 2018 byl pokrok v Li-ionových článcích odpovědný za 45% patentové činnosti související s bateriovými články, ve srovnání s pouhými 7 % pro buňky založené na jiných chemických postupech.

V roce 2011 předběhla elektrická vozidla spotřební elektroniku jako největší hybnou sílu v oblasti lithium-iontových baterií (Viz graf: Počet IPF souvisejících s aplikacemi pro bateriové sady). Tento trend zdůrazňuje pokračující práci automobilového průmyslu na dekarbonizaci a vývoji alternativních technologií čisté energie. Zajištění účinnosti a spolehlivosti baterií v elektrických vozidlech je zásadní pro podporu jejich využívání spotřebiteli po roce 2020, poté budou na vozidla na fosilní paliva platit přísnější emisní cíle v celé EU.

Podíl vynálezů z evropských zemí je ve všech oblastech li-ionových technologií relativně skromný, ale v rozvíjejících se oborech je dvakrát vyšší ve srovnání s těmi zavedenějšími, například u 11% vynálezů ve fosforečnanu lithno-železném (LFP) a Lithium-nikl-kobalt-oxid hlinitý (NCA), které jsou považovány za slibné alternativy k současným Li-ion chemickým látkám.

Vylepšení bateriových zdrojů pro elektromobily také přinesly pozitivní vedlejší účinky na stacionární aplikace, včetně správy elektrické sítě.

Zpráva rovněž ukazuje, že patentová činnost ve výrobě bateriových článků a vývoj v oblasti inženýrství související s články vzrostly za poslední desetiletí trojnásobně. Tato dvě pole společně představovala téměř polovinu (47%) veškeré patentové činnosti související s bateriovými články v roce 2018, což jasně ukazuje na vyspělost odvětví a strategický význam rozvoje efektivní hromadné výroby.

Kromě toho se rychle objevují i další technologie skladování, jako jsou superkondenzátory a redoxní baterie, které mají potenciál řešit některé slabosti lithium-iontových baterií.

Asijské společnosti v čele

Studie to ukazuje Japonsko má jasnou vedoucí pozici v globálním závodě o technologii baterií, s 40.9% podíl mezinárodních patentových rodin v technologii baterií v letech 2000-2018, následovaný Jižní Koreou se 17.4% podílem, Evropou (15.4%), USA (14.5%) a Čínou (6.9%). Asijské společnosti tvoří devět z deseti největších světových žadatelů o patenty na baterie a dvě třetiny z top 25, které zahrnují také šest firem z Evropy a dvě z USA. Prvních pět uchazečů (Samsung, Panasonic, LG, Toyota a Bosch) dohromady vygenerovalo mezi lety 2000 a 2018 více než čtvrtinu všech IPF. V Evropě inovacím v oblasti skladování elektřiny dominuje Německo, které samo o sobě představuje více než polovinu mezinárodních patentových rodin v bateriových technologiích pocházejících z Evropy (Viz graf: Geografický původ evropských IPF v technologii baterií, 2000–2018).

Zatímco inovace v technologii baterií se stále z velké části soustředí na omezenou skupinu velmi velkých společností, v USA a Evropě hrají významnou roli také menší společnosti, univerzity a veřejné výzkumné organizace. V USA představují malé a střední podniky 34.4% a univerzity / výzkumné organizace 13.8% podaných IPF. V případě Evropy jsou to hodnoty 15.9%, respektive 12.7%, na rozdíl od Japonska (3.4% / 3.5%) a Korejské republiky (4.6% / 9.0%).

Více informací

Přečtěte si shrnutí

Přečtěte si celou studii

Poznámky pro editora

O mezinárodních patentových rodinách

Patentová analýza v této zprávě je založena na konceptu mezinárodních patentových rodin (IPF). Každý IPF představuje jedinečný vynález a zahrnuje patentové přihlášky podané a zveřejněné alespoň ve dvou zemích nebo podané u regionálního patentového úřadu a zveřejněné přihláškami mezinárodních patentů. IPF představují vynálezy, které vynálezce považuje za dostatečně důležité k tomu, aby hledali ochranu na mezinárodní úrovni, a tuto hranici skutečně splňuje pouze relativně malé procento aplikací. Tento koncept lze proto použít jako spolehlivý základ pro srovnání mezinárodních inovačních aktivit, protože omezuje předsudky, které mohou nastat při porovnávání patentových přihlášek mezi různými národními patentovými úřady.

O EPO

S téměř 7 000 zaměstnanci, Evropský patentový úřad (EPO) je jednou z největších institucí veřejné služby v Evropě. Společnost EPO se sídlem v Mnichově s kancelářemi v Berlíně, Bruselu, Haagu a Vídni byla založena s cílem posílit spolupráci v oblasti patentů v Evropě. Díky centralizovanému postupu udělování patentů EPO jsou vynálezci schopni získat vysoce kvalitní patentovou ochranu až ve 44 zemích a pokrýt trh přibližně 700 milionů lidí. EPO je také přední světovou autoritou v oblasti patentových informací a vyhledávání patentů.

O Mezinárodní energetické agentuře
Projekt Mezinárodní energetická agentura (IEA) je jádrem globálního dialogu o energii a poskytuje autoritativní analýzu, data, politická doporučení a řešení v reálném světě, aby pomohla zemím zajistit bezpečnou a udržitelnou energii pro všechny. Při přístupu založeném na všech palivech a všech technologiích obhajuje IEA politiky, které zvyšují spolehlivost, cenovou dostupnost a udržitelnost energie. IEA podporuje přechody čisté energie po celém světě, aby pomohla dosáhnout globálních cílů udržitelnosti.