海上风电全球研发资源分布.docx

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，正通过开展示范性项目积累经验。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规范，这正是当前我国风电企业可以抓住的机会，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、海上基础工程、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、推动该产业发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：
(OFFSHORE OR (OFF W SHORE) OR COAST?OR SEA OR SEABED?OR SEABOTTOM OR SEACOAST?OR SEAFLOOR OR OCEAN OR MARINE)/BI/SA AND (WIND OR WINDFARM OR WINDPARK OR WINDMILL OR WINDPOWER OR WINDPLANT)/BI/SA/CLMS AND (POWER OR ENERGY OR ELECTRIC? OR TURBINE or BLADE or GENERATOR or (ELECTRIC? d GENERAT?) or (ENERGY w PRODUCT?) or (ELECTRIC? d ENERGY))
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)、发明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体现。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忽视的力量。
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
1
MITSUBISHI
三菱重工业株式会社
日本
东京
2%
5%
0
**
2
VESTAS WIND SYSTEMS
维斯塔斯风力系统公司
丹麦
兰?讷?斯
5%
3%
3
****
3
GEN ELECTRIC
通用电气公司
美国
纽约州
21%
70%
1
****
4
SIEMENS
西门子公司
德国
慕尼黑
7%
0%
0
**
5
ALOYS WOBBEN
艾劳埃斯·乌?本
德国
奥里希
54%
6%
1
****
6
中国水电顾问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

8
HITACHI
日立?株式会社
日本
?东京\大阪
0%
0%
3
***
9
ABB
ABB公司
瑞典
韦斯特罗斯
0%
0%
0
*
10
ED ZUBLIN
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

0

12
AERODYN ENGINEERING
爱罗丁能源系统有限公司
德国
伦茨堡
27%
3%
3
****
13
ENGINEERING BUSINESS?
(NORSK HYDRO）
诺尔斯海德公司
挪威
奥斯陆
109%
14%
3
****
14
REPOWER SYSTEMS
再生?动力系统?股份公司
德国
汉堡
0%
0%
0
*
15
DAEWOO
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有限公司

中国
上海

0

17
TECHNIP
泰克尼普公司
法国
库尔贝伏瓦
11%
0%
0
**
18
WESERWIND

德国
不莱梅
11%
8%
0
***
19
PENTA OCEAN CONSTRUCTION
五?洋?建设?株式会社
日本
?东京
0%
0%
0
*
20
CLIPPER WINDPOWER
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、爱罗丁能源系统有限公司、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，研究成果基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发明人情况
依据申请、公开专利的数量对发明人排序，得到全球海上风电领域最重要的发明人（略去了我国发明人）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发明人一览表
排序
发明人
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]
ROLF
FRANK
ALFRED
FRANK
1998-2010
1.零部件或配件
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]
2
H.斯蒂斯达尔(STIESDAL HENRIK)
17
*西门子 [15]
BONUS ENERGY [4]
索尼 [2]
ERIK
PER MARTIN
1999,2000,2011

1.安装平台、基础结构
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(FALKENHAGEN JOACHIM)
13

2001-2003,2005-2011

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(SCHOPF WALTER)
11

2003,2007,2009

德国[11]
德国[11]
5
克劳斯-韦伯
(WEBER KLAUS)
10
*旭普林工程股份公司[10]
BREYER BERND等
1996-2012
1.零部件或配件
2. 结构安装
3.基础结构、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
村上光则
(MURAKAMI
MITSUNORI)
9
*日立株式会社 [9]
KNOX RICHARD J[9]
KIM JAE HOON[2]
ZHANG QINGXIU[2]
1998-2004
海上风力发电设施[2004]
离岸\漂浮式风力发电基础结构
[2002-2003]

日本[9]
日本[9]
美国[1]
世界[1]
7
元仁昊
(WON IN HO)
8

2005
2008-2011
1.海陆水平轴风力发电\垂直轴风光互补发电\风电浮动机组[2011]
2.海陆风机转子导风板\海边风水力发电机[2010]

韩国[8]
韩国[7]
世界[2]
8
詹姆斯·G·P·德尔森
(DEHLSEN G·P JAMES)
7
*剪式风能公司 [7]
UNITED TECHNOLOGIES [4]
DEHLSEN [2]
MIKHAIL AMIR S等
1999-2011
直驱分布式固定转子发电机
[2011]
海风海流电机扩展叶片可再生能量流体泵[2009]
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]
9
J?克里斯滕森
(KRISTENSEN JONAS)
7
*维斯塔斯风力系统有限公司 [7]
KRISTENSEN TAGE等
2004- 2011
海上浮动风电机组[2011]
离岸风机和浮动海上风机架设[2010]
海上风机、塔架架设[2010]
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
(VANDERBEKE KOEN)
VANDERBEK科恩
7
*GEOSEA [7]
VANDENBULCKE LUC[3]
BROUWERS BART INGRID JACK[1]
DE POORTER BART ACHIEL ALFONS[1]
2010-2012

海上组装结构[2012]
海上架设大型长体单桩式风电机\
风力机装配与装置[2011]
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[2010]
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
(BONE DAVID
)
6
*OCEAN SYNERGY [4]
TAMACREST LTD [1]

2000-2004

英国[6]
英国[6]
12
宗铉翼
(HYUN IK GUN)
6

13
片山正敏
（KATAYAMA MASATOSHI
）
6

14
FUKUMOTO YUKINARI
5
*TOKYO ELECTRIC POWER [5]

15
GORLOV ALEXANDER M
5
*UNIV NORTHEASTERN [5]

16
HIROSE MOTOHISA
5
*DEEPWATER TECHNOLOGIES [4]
DEEP OIL TECHNOLOGY [2]
AGR [1]
COFLEXIP [1]
HORTON TECHNOLOGIES [2]
TECHNIP [1]

17
KARAL KAREL
5
*SEATOWER [5]
KARAL EVA [4]

18
KASSEN DIRK
5
*WESERWIND [5]

19
KIM SEONG WOON
5
*大宇株式会社 [5]

20
MATSUMOTO TSUTOMU
5
*三菱重工 [5]
NAGASAKI RYOJU ENGINEERING [2]

21
POLLACK JACK
5
SBM ATLANTIA [3]
SINGLE BUOY MOORINGS [3]
SBM IMODCO [2]
CHICAGO BRIDGE & IRON [1]

22
RAMSLIE SIGURD
5
*SEATOWER [5]
KARAL EVA [4

23
SIEGFRIEDSEN SOENKE
5
*爱罗丁能源系统有限公司 [5]
MULTIBRID [1]

24
SVEEN DAGFINN
5
ENGINEERING BUSINESS [3]
JACKSON ROBERT [1]
NORSK HYDRO BYGDOY ALLE [2]
OLAF OLSEN [1]
STATOIL [1]

25
TEICHERT PAUL
5
*ENERGY [5]

26
WILLE HEIN
5
*SINGLE BUOY MOORINGS [4]
SBM ATLANTIA [3]
SBM IMODCO [2]

上表中，所有发明人原名均为英文形式，中文译名仅供参考。优先权国家为发明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，可以体现发明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发展的助推先锋，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，也是唯一大批量供应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，成本与风险都太高，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，为我国风电技术发展埋下了“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（STIESDAL HENRIK）。
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应商，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多个大型海上风电项目成功安装了机组，正在执行的项目累计容量达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”（）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发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发明人为克劳斯-韦伯(WEBER KLAUS)，这点在图中体现的非常明显。
4、维斯塔斯团队
丹麦维斯塔斯风力系统有限公司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（KRISTENSEN JONAS）。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。但该发明人的发明几乎全是个人成果，仅同一位发明人有过一次合作。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
该团队核心发明人为詹姆斯·德尔森(DEHLSEN JAMES)，围绕他组成6人团队。该团队有10余年的研发历史，在直驱式海上风机、海上风能、流能发电设备及其部件、塔架安装等方面都拥有专利。其技术在北美、中南美洲、欧洲、澳洲、亚洲（包括中国）都有专利保护。
剪式风能公司是一家发展迅速的美国企业，从事风电科技，涡轮机制造和风电项目发展。公司设计先进的风电涡轮机，生产自主品牌“自由牌”中波风力涡轮机，并在美国和欧洲积极发展风力发电项目，公司的订单来源于美国（加利福尼亚、科罗拉多、爱荷华和马里兰州），莫斯科，丹麦和英国，在爱荷华州锡达拉皮兹市拥有330,000平方英尺的制造基地。公司在伦敦证券交易所的可替代投资市场上市。其股票代码是CWP。剪式风能的核心业务是风能，能提供先进的风电涡轮机，整套风电设备或自有的、通过合作在客户运营的发电能力。有意愿作为合作伙伴，开发、投资、建造风电设备与项目，该公司有在中国拓展业务的意向。
其次，表2中排名3、4位的法尔肯哈根·约阿希姆（FALKENHAGEN JOACHIM）、沃尔特SCHOPF（SCHOPF WALTER）均为德国人，拥有数量都可观的专利，但其专利文献中未看到有任何其他合作人，业未见到有公司名称之类的信息，专利权人即为本人，因此无法了解其研发团队及技术产业化情况。除以上共同点，从专利布局情况看，前者在本土之外的澳大利亚、奥地利、丹麦有一定的市场企图；而后者则完全未走出本国。对这两位发明人的情况可做进一步研究了解。
GEOSEA公司位于比利时兹韦恩德雷赫特。以VANDERBEK科恩为核心，拥有4人合作团队，其专利都属于近2-3年的新技术，这意味着还有很长的受保护时间，其技术涉及海上大型风机的装配设备\海上平台组装和风机维护。该公司主要在欧洲发展,其次在美国和澳大利亚有一定的市场开拓。
四、结论
综合研究团队总体情况，可以看到德国、美国、丹麦是世界上海上风电最领先的技术创新国家，在全球拥有的研发团队、人才综合实力较强，是我国开展海上风电技术和人才引进应予以重视和优先考虑的。