文/北京集佳知识产权代理有限公司西安分部 冯海刚
摘要：本文基于专利数据，对我国固体废物产业的技术创新现状进行分析和展望。本文首先从时间变化、区域分布和技术类型等方面对固废领域的专利作一概览，得出了固废专利在这几个维度上的特点。进一步地，本文详细分析了国内外专利申请人的布局特点，并解读了几个重点申请人的技术创新方向。本文还阐述了我国固废领域的专利价值分布，比较了国内外申请人的专利质量的差异。最后，给出我国在固废产业进行技术创新的几点建议。
关键词：固体废物，专利，绿色发展，技术创新
前言 建设美丽中国，首先就是推进绿色发展，而环境问题的改善又是实现绿色发展的必经之路。近年来，水污染和大气污染给我国人民的健康和财产安全带来严峻的挑战，致力于水环境和大气环境改善的法规政策和产业发展也方兴未艾。随着环保力度的加大，固体废物导致的水环境、大气环境和土壤环境的恶化也越来越受到人们的关注。固体废物产业作为新兴产业，其发展离不开技术创新，因此从作为技术创新最突出的代表的专利角度进行分析，有利于发掘固体废物产业的技术创新现状和存在的问题，也有助于把握产业的技术发展趋势，从而助力产业的技术创新。
目前，学界对固体废物产业技术创新的关注有限。杨瑾等【1】通过专利分析的角度剖析了国内外及浙江省固废处理的技术现状和发展态势，其简要分析了全球专利的年度变化量和申请人排名，关注点主要集中在浙江省内。陈蔚丽【2】则利用Innography平台检索固体废物综合利用技术的全球专利，从年度变化、专利权人、专利技术热点等方面分析了相关技术的情况。通过下文可知，固体废物产业近年来的技术发展非常迅猛，上述文献【3】所分析的专利数据已远不能代表如今的技术现状和发展趋势。对此，笔者进一步聚焦固体废物产业，力图通过我国目前的专利数据对该产业的技术现状作一较为全面的深度剖析。
1 研究方法和数据
数据检索在大为专利搜索进行，考虑到技术代表性和样本范围，选取中国发明专利数据库，检索条件根据经济合作与发展组织（OECD）环境相关问题的专利检索策略【4】，选取固体废物（下文中简称固废）领域的相关IPC分类号进行整理，结果如表1所示。
表1 固废领域的IPC分类
经过检索，排除处于无效或撤回等状态的专利，筛选当前法律状态为有权和审中（即处于授权、部分无效、权利恢复、实审或公开的状态）的专利进行分析，这部分的总量为38785件。
2 分析内容
2.1概况
2.1.1时间维度
图1 年度申请量
图1清楚地表明，固废领域的专利申请量随时间呈现先缓后急的上市趋势，表明该领域的技术创新近年来趋向活跃，技术发展非常迅速。具体地，从2001年到2012年，专利申请量持续增长，但增长速度相对缓慢；2012年以后，申请量出现快速增长，尤其是2015年至2019年，申请量急剧增加。统计发现，2013年至今的申请量达到分析专利总量的90%以上。
考虑到环保产业对政策的依赖性高，这种现象和我国近年来出台的环境政策密不可分。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》是固废产业各种政策法规的源头和出发点，该法自1996年4月1日施行以来，经历了四次修订/修正（2005、2013、2015、2016），目前正在进行第五次修订。从修订/修正的频次来看，2013以来更加频繁，这与2012年十八大做出的“大力推进生态文明建设”的战略决策相适应。
根据周鑫等对我国现行固废处理政策法规的分析【5】，可知1995至1998年出台的政策集中于固废测定方法、危险废物和医疗废物的鉴别、管理和处置等，直到2009年才出现生活垃圾和污泥的管控政策。2011至2015年颁布了大量固废管理､处置､测定方法和相关标准，以及生活垃圾及污泥管理等方面的政策法规，建立了基本的固废管理体系。2016年以后则是对固废管理体系的继续丰富和细化。
综上，随着固废管理、处置和测定方法等方面的政策法规的逐渐完善，固废产业的技术发展也逐步加速，相应的专利申请量因此呈现出图1的走势。
2.1.2空间维度
表2 省市申请量
申请专利数量越多的省市，在该领域相对更加重视，也拥有更好的技术优势。从表2可知，申请量排名前五的省市依次为江苏（5205件）、广东（3811件）、浙江（3696件）、北京（2866件）和安徽（2747件），这五省市总计申请了18325件，占据分析专利总量的半壁江山（49.7%）。申请量前十的省市则占到了分析专利总量的72.9%（26879件），并且西部地区仅有四川（1548件）跻身申请量前十。
由此可见，固废领域的申请量空间分布不均衡，主要集中在东部的长三角和珠三角地区，这和各地区的经济发展状况相匹配。其中尤以江苏省的申请量为最多，反映了其在固废领域处于领先地位。江苏等省份不仅经济发达，环境要求也相对严格，人才、资金、政策等方面都存在不小的优势，环保产业相对聚集。仅江苏一省，就有苏州、宜兴、盐城、常州等环保产业园，这种产业集群无疑促进了技术进步，也提升了技术竞争力。
表3 在华申请量分布（申请量排名前20位）
根据表3（仅列出申请量前20位的国家或地区），共有49个国家或地区在固废领域在华进行了专利布局，共计1367件，仅占分析专利总量的3.5%左右，这表明该领域的专利申请人主要集中在国内。随着固废领域技术的不断发展，竞争的不断加剧，市场的不断发掘和扩大，相信国外主体也会越来越多地进行在华布局。
从表3还可知，在国外主体中，日本、美国、韩国和德国占到申请总量的60.1%，这其中又以日本为最多。日本、美国和德国作为目前领先的翘楚，固废产业发展已较为成熟，在固废综合管理及利用方面属国际领先水平。表3正是对这些主体在固废领域领先地位的一种佐证。
2.1.3技术维度
图2 按小类分的申请量排行
从固废产业专利申请的技术分类看，热点领域集中在B部（作业、运输）、C部（化学、冶金）和F部（机械工程等）。按申请量排序的小类为B65F（家庭的或类似的垃圾的收集或清除）、B09B（固体废物的处理）、F23G（焚化炉；废物或低品位燃料的焚毁）、B09C（污染的土壤的再生）、C05F（不包含在C05B、C05C小类中的有机肥料，如用废物或垃圾制成的肥料）和C22B（金属的生产或精炼）。这六类的申请量合计29835件，大约占据分析专利总量的80%左右。
结合表1，可知我国固废产业的专利技术集中在固体废物的收集和处理、废物焚烧、土壤修复、由废物制肥料、废金属的冶炼诸领域。我国的垃圾清运量在2001年达到2亿吨之后，在2012年超越美国成为全球垃圾清运第一大国。因此涉及固废收集的B65F小类申请量占据首位就不难理解。在这六小类中，除了位于固废管理流程前端的收集，其余均为固废的处理手段（如焚烧、堆肥），这和固废处理中无害化、减量化、资源化的原则相适应。由此还可知，因采矿业等产生的固废（以及其他污染源，如废水）不合理的处置（如填埋、排放到地下）导致的土壤修复方面的研发也成为一个热点。
2.2 申请人
2.2.1国内申请人
图3 按申请量计的申请人排行
如上分析，在我国固废领域，国内申请人占据绝对主导地位（96%以上）。从图3具体来看，除了中南大学（304件）和昆明理工大学（193件）领先较多外，申请量在申请人维度并没有明显的集中。注意到前六位申请人均为院校，这表明在整个固废领域的技术研发上，高等院校占据着非常重要的地位。综合来看，固废领域的技术创新尚没有出现绝对的巨头。
图4 申请人类别（国内）
分类别看，如图4，企业占据着该领域技术创新的主导地位（64.0%），而院校和个人申请人的体量较少且相当（均为18%左右）。与这种分布不同，在图3中，前二十位申请人中有11个院校、8个公司和1个个人，前十位申请人中则有7个院校和3个公司。可知有限的院校贡献了一部分的申请量，而申请量的大部分则分布在广大的企业中。结合图3，在企业类别中，以中国石油化工股份有限公司（111件）、荆门市格林美新材料有限公司（96件）和中国恩菲工程技术有限公司（94件）的申请量为多，但是同时也看出，企业之间的申请量差距并不大，进一步表明固废领域的技术创新在申请人维度上分布地比较分散。
分年度看，如图5，申请人在近些年的申请趋势总体变化不大。其中中国石油化工股份有限公司的申请量在2017年达到高峰后，近两年有所下降；而昆明理工大学在2017年之后、浙江大学和东北大学在2018年之后都有明显的发力，这可能表明各个申请人在相应领域的研发成果有所波动，其更深的后果有待更多观察。
图5 主要申请人的年度申请量
分技术布局看，如图6，不同申请主体的技术集中点不同，反映了不同的研发主攻方向。
具体来看，中南大学、昆明理工大学、北京科技大学、东北大学和江苏省冶金设计院有限公司等均以C22B（金属的生产或精炼）为最主要的研发方向，其中前四者又均以B09B（固体废物的处理）为第二研发方向，这一个（或两个）研发方向的申请量均占相应申请人总申请量的80%以上。众所周知，冶金工程是这四所院校最优势的专业，而北京科技大学的前身为北京钢铁学院。由此，不难理解这五个申请人的上述主要研发方向。
甘肃华晨生态治理有限公司（以下在本段简称“该公司”）和蒋文兰的申请全部为C04B（石灰；氧化镁；矿渣；水泥；其组合物，例如：砂浆、混凝土或类似的建筑材料）。从企业信息查询可知，该公司主要由甘肃华晨非金属应用科技有限公司发起设立，而后者经营范围主要是非金属矿的研究开发，并且后者于2016年进行经营范围变更时，增加了生态环境治理和废弃物循环再利用的研究开发。据披露，蒋文兰曾在甘肃农业大学、甘肃省草原生态研究所等多所机构从事研发工作多年，而华晨非金属应用科技公司与甘肃农业大学等存在技术合作【6】，结合存在多项以该公司为申请人且以蒋文兰为发明人的专利申请的事实，有理由认为该公司和蒋文兰在技术研发上存在较大的重合度。据此，该公司和蒋文兰的申请分布呈现图6所示的情形。
安徽未名鼎和环保有限公司的申请全部为F23G（焚化炉；废物或低品位燃料的焚毁），这和该公司的主营业务（生活垃圾热解）保持一致。浙江大学、北京高能时代环境技术股份有限公司的专利申请以B09C（污染的土壤的再生）为主。值得注意的是，在本小节分析的十个主体中，浙江大学的技术分类分散程度最高，显示出其在多个技术方向上的发展较为均衡，体现出较强的综合实力。此外，据查询，高能时代公司是土壤修复产业的龙头公司，其在污染土壤的再生领域拥有较强的研发实力。
图6 主要申请人的技术布局
2.2.2 国外申请人
由上文可知，国外申请人在国内固废领域的布局较少，前五个布局国家各自的技术布局如图7所示。由图可知，除了日本存在两个较明显的优势小类布局之外，其余几个国家的技术布局虽然各有侧重，但均比较分散。与图2相比，五个国外申请主体中只有美国以B65F（家庭的或类似的垃圾的收集或清除，其在分析专利总量中排名第一）为主，部分反映出美国企业在固废收集方面的出海优势。还注意到，日本企业以F23G（焚化炉；废物或低品位燃料的焚毁）和B09B（固体废物的处理）为主进行布局，这与日本在垃圾焚烧和处理方面的技术成熟程度一致。
图7 在华申请的技术分类
从申请人看，外国申请人排名前三位的依次为尤妮佳股份有限公司（日本）（26件）、马里凯普有限公司（芬兰）（22件）和宝洁公司（美国）（10件），分别属于护理、垃圾回收和日化产业。这三家企业的技术领域分别集中在D21C（从含纤维素原料中除去非纤维素物质生产纤维素；制浆药液的再生；所需设备）、B65F（家庭的或类似的垃圾的收集或清除）、C08J（有机高分子化合物；其制备或化学加工；以其为基料的组合物：加工；配料的一般工艺过程）。结合这三家企业所处的产业，不难发现除了马里凯普公司之外，其余两家公司并不属于环保产业。这提示我们，随着企业的不断并购和跨界，一些非环保企业凭借在自身产业内的龙头地位也可能在环保领域中发展出不容小觑的技术积累。
2.3 专利价值
专利存在的意义主要在于应用，为此专利法第一条明确指出立法本意的重点之一就是推动发明创造的应用。当前我国已成为专利大国，但还不是专利强国，最主要的原因就是高价值专利还不多。专利价值的分布很不均衡，少量的专利带来大部分的回报，而大部分专利产生的利润却很有限【7】，因此专利价值评估需要考虑多方面的因素，是一个复杂的系统工程。
专利价值的评估至今尚无公认的方法，目前常用的有几个数据提供商开发的评估模型，如Innography、IncoPat和PatSnap，它们采用类似的变量以特定的权重评估专利的价值【8】。由于本文的分析利用大为Innojoy搜索引擎，因此采用其研发的专利价值评估工具DPI（大为专利指数）。该指数从技术、法律、战略、市场、经济五个维度，采用专利被引证数、同族数、存活期等20余个指标进行价值评估，与前述三个工具没有本质上的不同。
图8 DPI星级分布
DPI根据变量对专利进行打分，由高到低依次为5星、4.5星、4星……1星，星级越高，表明专利价值越高。具体地，如图8所示，3星及以下的专利申请量占比超过80%，4星及以上的占比为13%左右。这可能是由于，如图1所表明的，分析专利总量的将近80%于近五年内（2016年至今）申请，加上审查周期的约束，这些专利的指标在价值评估中的评分可能较低。总体来看，图8表明，在固废领域，大部分专利申请的价值并不高，至少在现阶段还没有表现出较高的价值，这和我国专利申请的总体趋势吻合。
建设知识产权强国，离不开高价值专利的培育。分析被认为价值很高的5星（即DPI≥90）专利申请可知，固废领域共有588件高价值专利。分地域看，这其中，其他国家和地区共有313件，占据所有5星专利的53.5%。考虑到国内和国外各自的申请量（表2、表3），可知国内和国外5星专利占其各自申请总量的比例分别为约0.7%和23%，两者相差超过30倍。这表明，国内在固废领域的技术研发质量相比国外还存在不小的差距，这一点也可以由图9进一步证实。
图9 5星专利按申请量的申请人排行
由图9可见，在5星专利的申请人排行中，国外申请人占据前十位中的六位。其中芬兰的马里凯普公司更是独占鳌头，结合上文中该公司的申请总量，可知该公司在固废的细分领域（垃圾回收）中的技术研发极具竞争力。此外注意到，汉能新材料科技有限公司、北京航天动力研究所、奥地利埃瑞玛再生工程机械设备有限公司在相应的细分领域也均有不俗的技术积累。
另外，在国内申请人中，分申请人类型看（未作图），院校的5星专利占其申请总量的比例为0.54%，企业的5星专利占比为1.69%，两者存在约3倍的差距。结合前文的分析，可知院校虽然在申请人排行榜中占据优势地位，但与企业相比，院校在布局国家数、转让、许可等多个评分维度上存在劣势，反映了院校在专利的转化应用上存在一定程度的脱节。这提醒我们，需要进一步促进产学研用合作，才能更好地实现专利技术的推广应用【9】。
3 结论和展望
通过对我国固废领域的专利技术申请现状进行分析，不难得出以下结论：
（1）2012年以来，尤其是从2015年开始，固废领域的专利申请量激增，这得益于近些年国家和民众对固废问题的日益关注。各地区对固废专利的布局呈现“东多西少”的地域分化，进一步表明环境问题的改善与经济发展程度之间的依存性。国外主体在我国固废领域的申请量占比很低，主体分布比较集中，反映了在各自细分领域的优势地位。我国固废领域的专利申请集中在固废的收集和处理手段（如焚烧、堆肥）上，与目前整个产业的成熟程度相关。
（2）在我国固废领域，专利申请的绝大多数由国内申请人贡献，并且创新主体众多，尚没有大型综合性技术巨头。在众多主体中，企业发挥主要的作用，但头部申请人以院校为主。国内一些主要申请人的专利布局与其自身的技术优势一致，在废金属的冶炼、非金属矿的回收利用、废物焚烧和土壤修复等几个细分领域，出现了一些有代表性的创新主体。此外，美国、芬兰等国的一些企业在固废收集方面，日本企业在垃圾焚烧方面具有足够的技术优势以至于能够在华进行布局，同时一些非环保企业也有一定的固废处理技术创新。
（3）我国固废领域的专利价值普遍不高，相比国外主体，国内主体的高价值专利占比存在明显的劣势。国外主体以不足5%的专利申请总数，贡献了半数以上的5星专利。国外企业如马里凯普公司在相应细分领域的技术研发能力十分突出，其专利价值较高，应当引起国内主体的注意。国内企业相比院校，在高价值专利上有更多的贡献，体现出固废领域的专利需要更多推广应用，才能更好地发挥其价值。
绿色未来离不开创新，固废产业的发展同样也需要不断的技术创新。在本文结论的基础上，可以展望：
政策法规和经济发展状况仍将在很大程度上决定固废产业技术创新的方向、规模和活力；以企业为主的创新主体应继续发挥自身优势，结合市场环境，借鉴国外技术竞争力强的企业，产出更多的高价值专利，争取在更多的细分领域出现更多竞争力强的企业；院校应加强与实际产业的对接，充分利用现有的政策工具，使技术创新更好地得到推广应用。
在产业、市场和投融资等各个层面的政策加持下，在各类创新主体的共同努力与协作下，我国固废领域的技术创新必将有更好的未来，为实现绿色发展和生态文明建设做出突出的贡献。
参考文献
【1】杨瑾,钱野,冯云,潘扬.浙江省固废处理产业发展的专利分析与发展建议[J].科技通报,2018,34(09):283-287.
【2】【3】陈蔚丽.基于Innography的固体废物综合利用技术的专利情报分析[J].现代情报,2014,34(08):100-104+111.
【4】http://www.oecd.org/environment/consumption-innovation/ENV-tech%20search%20strategies,%20version%20for%20OECDstat%20(2016).pdf
【5】周鑫,贾中帅.我国现行固废处理政策法规分析[J].现代矿业,2019(12):1-6.
【6】https://www.xbatbyjy.com/a/chanxue/119.html
【7】郑素丽,宋明顺.专利价值由何决定?——基于文献综述的整合性框架[J].科学学研究,2012,30(09):1316-1323+1332.
【8】谢智敏,范晓波,郭倩玲.专利价值评估工具的有效性比较研究[J].现代情报,2018,38(04):124-129.
【9】周锡飞.做好产学研用“用”的文章,促进环保专利技术转化——推动环保科技企业发展的探讨与实践[J].化工管理,2018(20):155-156.