編者按：隨著全球氣候問題的日益嚴峻，地熱作為一種清潔能源越來越受到關注。地熱能源是現有經濟技術條件下，地殼內可供開發利用的地熱能、地熱流體及其有用組分，是一種十分寶貴的綜合性礦產資源。本文通過對地熱發電技術進行專利檢索與分析，探析該領域的專利布局情況，以期為行業發展提供參考。

隨著全球氣候問題的日益嚴峻，地熱作為一種清潔能源越來越受到關注。地熱能源是現有經濟技術條件下，地殼內可供開發利用的地熱能、地熱流體及其有用組分，是一種十分寶貴的綜合性礦產資源。從利用溫度范圍的不同，產業上利用地熱的方式主要有兩種，一種是中低溫地熱利用，另一種是高溫地熱利用，即地熱發電。

地熱發電系統的常見類型為熱水型地熱發電，就是將從蒸汽井里抽出的水氣混合液中分離出的蒸汽引入汽輪發電機組驅動發電，剩下的熱水可通過還原井送回地下。本文通過對地熱發電技術進行專利檢索與分析，探析該領域的專利布局情況，以期為行業發展提供參考。

專利技術快速發展

從全球范圍來看，上世紀七八十年代，地熱發電領域的專利申請人主要以美國為主，其他申請量較多的國家有德國、日本和法國。進入21世紀后，地熱發電領域的專利申請量快速增長，特別是近10年，全球專利申請活動一直處于活躍期。

筆者對全球地熱發電技術相關專利申請按區域進行了統計，其中，美國、中國、日本、德國的專利申請數量較多，申請較為活躍，美國相關專利申請量為729件，占全球申請總量的29.3%，中國緊隨其后，專利申請量為703件，占全球申請總量的28.3%。日本、德國的相關專利申請量分別為626件、213件。

中國申請人有關地熱發電技術的專利申請在2000年以后增長較為明顯，特別在2005年以后，該領域專利申請呈現出快速增長的態勢，這也與我國逐步淘汰高能耗技術、不斷鼓勵發展新能源技術、提倡節能環保的政策相一致。

筆者統計了地熱發電領域專利申請量排名靠前的申請人，排名前幾位的分別是東芝株式會社、三菱重工業株式會社、谷川浩保和谷川和永、奧馬特公司、加利福尼亞聯合石油公司、富士電機株式會社、斯佩里公司、通用電氣，以及我國的天津大學等。總體來看，在地熱發電領域，排名靠前的申請人的專利申請量占該領域申請總量的比例都不大，均不超過3%。此外，該領域排名靠前的申請人中，有4個為日本的企業或個人，其申請量之和占總申請量的9.2%，還有3個申請人為美國企業，其申請量之和占申請總量的4.2%。

技術研發推陳出新

筆者對地熱發電領域專利申請的IPC分類號進行了統計，申請量排在前8位的IPC分類號下的申請量之和占申請總量的約60%。例如，地源熱泵領域專利申請的主要IPC分類號有3個，分別為F03G、F01K、F01D。這3個分類號下的地熱發電技術集中在發電系統、蒸汽機、汽輪機3個方面。

下面，筆者對該領域中具有代表性的專利申請進行分析，以便更好地介紹地熱發電技術領域的發展狀況。例如，奧馬特公司的一件專利申請，涉及一種用地熱流體發電的動力裝置，可以將地熱流體分離成含不冷凝氣體的地熱蒸汽和地熱液體，其包括有許多組合的動力裝置組合單元，每個單元具有一個用蒸汽驅動的并產生廢熱蒸汽的蒸汽透平，最終驅動發電機。東芝株式會社的一件專利申請，涉及地熱發電材料領域，是保護一種適合用于更大型的地熱發電用渦輪機轉子的材料，其為了改善耐偏析性以抑制在鋼錠冒口側的碳富集，由此可以制造均質的大型鋼錠，且改善了淬透性并同時確保了韌性、耐腐蝕性和耐應力腐蝕開裂性，這些性能都是地熱發電用渦輪機轉子所需要的。

隨著新能源利用技術的不斷發展，可再生能源發電占比越來越高。2017年，我國可再生能源發電裝機6.5億千瓦，發電量1.7萬億千瓦時，占我國全部發電量的26.4%。可再生能源替代傳統能源的作用越發明顯，提高各種能源的綜合利用率也是未來的發展趨勢。我國天津大學在2018年提交的一件專利申請就涉及一種基于風力、光伏發電消納的超低溫蓄冷高效地熱發電系統，光伏電池板、風力發電機均與逆變系統連接，逆變系統通過控制系統與制冷系統連接，制冷系統連接蓄冷裝置，蓄冷裝置冷量輸出分為兩路：一路傳輸冷量至建筑空調系統;另一路傳輸冷量至地熱發電模塊。該系統利用廢棄的風力、光伏發電進行超低溫蓄冷，由此作為地熱發電的超低溫的冷源，大幅度地提高地熱發電的效率。

地熱發電不僅符合環境保護的要求，而且隨著勘探和利用技術的不斷提高，已經形成了一定的產業規模，具有市場競爭性，其開發利用前景廣闊。我國地熱發電領域的相關企業和科研機構應當進一步加大科研力度，提高核心競爭力，重視知識產權保護，讓自主創新的技術更好地得到保護，為降低污染物和溫室氣體排放、保護環境做出更大貢獻。