IEA e EPO publicam em conjunto o relatório de análise de patentes de energia de hidrogênio
I. A atividade global de patentes de energia de hidrogênio é dominada pela Europa e pelo Japão, os pedidos de patentes dos EUA estão em declínio e as inovações energéticas de hidrogênio da Coréia do Sul e da China estão apenas começando a chegar a mercados internacionais
Cerca de metade das patentes internacionais sobre energia de hidrogênio em 2011-2020 estão relacionadas à produção de hidrogênio, com o restante distribuído nas aplicações de armazenamento, distribuição, transporte e uso final do hidrogênio. Cerca de 28% das patentes internacionais sobre hidrogênio são arquivadas por países europeus, que também lideram outros grandes países de inovação de hidrogênio em termos de seu índice de vantagem tecnológica relativa (RTA) nos três principais segmentos (produção de hidrogênio, armazenamento, transporte e distribuição e aplicações de uso final). O Japão também possui forte força de inovação de hidrogênio, contribuindo com cerca de 24% das patentes internacionais, e sua taxa de crescimento é mais rápida que a da Europa, com ambos crescendo a um CAGR de 6,2% e 4,5%, respectivamente. Os Estados Unidos, que contribuem com 20% das patentes internacionais sobre hidrogênio, são o único país entre os principais inovadores de hidrogênio a ver um declínio nos registros. A Coréia do Sul (7%) e a China (4%) tiveram um crescimento limitado, mas constante, em pedidos de patentes internacionais, com CAGRs de 12,2%e 15,2%, respectivamente.
Segundo, enquanto a indústria química européia domina a inovação de tecnologia de energia de hidrogênio madura, os principais registros de patentes para tecnologias emergentes de energia de hidrogênio provêm das indústrias automotivas e químicas, com foco na produção de hidrogênio eletrolítico e nas tecnologias de células de combustível
As tecnologias relacionadas à cadeia de valor de hidrogênio podem ser categorizadas em dois grupos: melhorias nos processos maduros nas indústrias químicas e refinadas e tecnologias emergentes de hidrogênio para mitigar as mudanças climáticas. Destas, as tecnologias emergentes de hidrogênio geram duas vezes mais patentes internacionais do que as tecnologias maduras durante o período 2011-2020, com o primeiro focando particularmente em aplicações de uso final e produção de hidrogênio, e o último permanecendo dominado por armazenamento de hidrogênio, distribuição e conversão. As principais organizações de candidatos para tecnologias maduras são principalmente empresas químicas com extensas origens na produção e processamento de hidrogênio de combustível fóssil, que também estão se expandindo para tecnologias emergentes (por exemplo, captura de carbono, utilização e seqüestro) para produção de hidrogênio de baixa emissão. As principais organizações nas tecnologias emergentes de hidrogênio são principalmente empresas japonesas e coreanas, principalmente da indústria automotiva, com patentes focadas na produção eletrolítica de hidrogênio e aplicações de células de combustível. As universidades e as instituições de pesquisa pública solicitam cerca de 13% de todas as patentes internacionais sobre hidrogênio, com as 10 principais instituições, responsáveis por 3% de todas as patentes internacionais sobre hidrogênio. Essas instituições são dominadas por instituições coreanas e européias e mostram um forte interesse em métodos de produção de hidrogênio verde, como produção de hidrogênio eletrolítico.
Terceiro, embora a produção atual de hidrogênio seja quase exclusivamente derivada de combustíveis fósseis, as patentes já mostram uma mudança significativa em direção a alternativas de baixa emissão, anunciando um boom na tecnologia de eletrolisos, com a Europa tendo uma vantagem na capacidade de fabricação
Uma análise comparativa das tendências de patentes nas tecnologias de produção de hidrogênio nos últimos 20 anos mostra uma mudança na inovação tecnológica das tecnologias tradicionais intensivas em carbono para novas tecnologias com potencial de descarbonização. Em 2020, as tecnologias emergentes geram quase 80% das patentes internacionais para a produção de hidrogênio, com o crescimento impulsionado amplamente pela inovação em tecnologias de produção de hidrogênio em eletrólise. Em 2011-2020, a atividade de patenteamento do Japão na produção avançada de hidrogênio em eletrólise alcalina e a produção de eletrólise de membrana de troca de prótons mais avançada que a produção de hidrogênio Japão lidera o mundo na produção avançada de hidrogênio alcalino e mais avançada atividade de produção de hidrogênio em troca de prótons. No entanto, o investimento em capacidade de fabricação para essas tecnologias ainda não começou. Os países da UE estão ativamente envolvidos na patente de inovações e no desenvolvimento da capacidade de fabricação, particularmente para a produção de hidrogênio eletrolítico de óxido sólido, além de fazer contribuições significativas na membrana de troca de prótons e na produção de hidrogênio eletrolítico alcalino. Os Estados Unidos têm sido muito ativos no desenvolvimento da capacidade de fabricação para eletrolisadores de membrana de troca de prótons, mas faltam atividades de patenteamento. A China contribuiu com apenas uma pequena proporção de patentes internacionais sobre produção de hidrogênio eletrolítico, mas investiu pesadamente na capacidade de fabricação, quase inteiramente em tecnologia eletrolisadora alcalina mais barata, que é mais madura, mas tem menos potencial para melhorias futuras. As patentes internacionais sobre a produção de hidrogênio com combustível fóssil vêm diminuindo desde 2007, com apenas um número limitado de patentes na produção de hidrogênio com combustível fóssil de baixo carbono até o momento. A inovação em outras tecnologias emergentes de produção de hidrogênio também tem momento. A produção de hidrogênio a partir de biomassa ou resíduos (via gaseificação ou pirólise) viu um aumento significativo na atividade de patenteamento de 2007-2011, mas desde então diminuiu acentuadamente. O número de patentes internacionais sobre a produção de hidrogênio a partir da decomposição da água por rotas não eletrolíticas também caiu ligeiramente desde 2010.
4. Atividade de patenteamento para melhorias nas tecnologias existentes de armazenamento de hidrogênio e tecnologias de produção de amônia\/metanol à base de hidrogênio cresce constantemente durante o período 2001-2020, mas as inovações de combustível à base de hidrogênio perderam impulso na última década
Tecnologias maduras de armazenamento e transporte de hidrogênio, como oleodutos, reboques de tubo longo e armazenamento de hidrogênio líquido criogênico, atraiu uma quantidade crescente de trabalhos inovadores nas últimas duas décadas, demonstrando a capacidade do setor de melhorar a implantação e a eficiência e o número de sistemas de distribuição de hidrogênio. Tecnologias de combustíveis à base de hidrogênio, cuja inovação foi amplamente impulsionada por empresas européias envolvidas na produção e processamento de hidrogênio fósseis. Os avanços em outros combustíveis à base de hidrogênio, como querosene sintético da aviação ou metano sintético, também se basearam em maior eficiência e redução de custos, mas dados de patentes sugerem que a inovação nessas tecnologias perdeu o momento. O desenvolvimento de combustíveis sintéticos, liderados pelos Estados Unidos e pela Europa, permaneceu estagnado de 2011-2020.
