基于专利视角的陕西省氢能企业技术竞争力评价.pdf
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1、 100 中国科技资源导刊 ISSN 1674-15442024 年 1 月 第 56 卷第 1 期100-108CHINA SCIENCE&TECHNOLOGY RESOURCES REVIEWISSN 1674-1544 Vol.56 No.1 100-108,Jan.2024基于专利视角的陕西省氢能企业技术竞争力评价龚 娟等任佳妮 殷春连 李 娟 刘 璞(陕西省科学技术情报研究院,陕西西安 710054)摘要:判断陕西省氢能企业在全国的技术竞争力位势、技术创新能力及研发薄弱领域,为陕西省企业参与和推进氢能产业发展提供对策建议。从专利视角出发,将基于企业的专利组合分析方法应用于区域分析,从
2、专利数量和专利质量两个维度,采用熵权TOPSIS模型、聚类分析方法对全国 31 个省份(不含港澳台)氢能企业的技术实力进行对比,从而对陕西省氢能企业技术竞争力进行评价。研究结果表明,陕西省氢能企业技术竞争力在全国处于技术相对落后的地位。结合专利技术聚类结果,提出陕西省氢能企业存在问题及发展建议。关键词:氢能企业;专利分析;技术竞争力;熵权TOPSIS;聚类分析DOI:10.3772/j.issn.1674-1544.2024.01.012 CSTR:15994.14.issn.1674.1544.2024.01.012中图分类号:G306.0 文献标识码:AEvaluation of Tech
3、nical Competitiveness of Shaanxi Hydrogen Energy Enterprises Based on Patent PerspectiveGONG Juan,REN Jiani,YIN Chunlian,LI Juan,LIU Pu(Research Institute of Science and Technology Information of Shaanxi,Xian 710054)Abstract:This paper aims to judge the technological competitiveness,technological in
4、novation ability and weak research areas of Shaanxi hydrogen energy enterprises in the whole country,and provide countermeasures and suggestions for Shaanxi enterprises to participate in and promote the development of hydrogen energy industry.Based on patent perspective,this paper applies the patent
5、 portfolio analysis to regional analysis.From patent quantity and patent quality,the entropy TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)model and cluster analysis method are used to compare the technical strength of hydrogen energy enterprises in 31 provinces in China,s
6、o as to evaluate the technical competitiveness of hydrogen energy enterprises in Shaanxi.The results show that hydrogen energy industry of Shaanxi is in a relatively backward position in the whole country.According to the clustering results of patented technologies,this paper points out the existing
7、 problems and development suggestions of Shaanxi hydrogen energy enterprises.Keywords:enterprise of hydrogen energy,patent analysis,technical competitiveness,entropy weight TOPSIS,cluster analysis作者简介:龚娟(1985),女,陕西省科学技术情报研究院馆员,主要研究方向为科技情报、科技咨询、科技查新等(通信作者);任佳妮(1985),女,陕西省科学技术情报研究院馆副研究员,研究方向为科技情报、科技查新
8、、科技咨询等;殷春连(1969),女,陕西省科学技术情报研究院馆高级会计师,研究方向为图书文献服务、情报研究等;李娟(1990),女,陕西省科学技术情报研究院馆员,主要研究方向为科技查新、科技咨询等;刘璞(1988),女,陕西省科学技术情报研究院馆员,主要研究方向为科技查新、科技咨询等。基金项目:陕西省创新能力支撑计划项目“陕西省专利情报服务平台”(2023-CX-PT-35)。收稿时间:2023 年 4 月 20 日。地方科技资源建设龚娟等:基于专利视角的陕西省氢能企业技术竞争力评价 101 0 引言能源对国家安全、社会发展和经济增长都有着举足轻重的作用,然而传统化石能源的消耗使二氧化碳等温
9、室气体大量增加,带来的环境问题引人关注。习近平总书记在 2020 年 9 月召开的第 75 界联合国大会上提出中国力争在 2030 年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和。在“双碳”目标下,优化能源结构,探索氢能、地热能、生物质能等各种绿色低碳的新能源技术已成为目前应对气候变化和传统化石能源枯竭、实现低碳经济的主要战略手段。氢能作为一种新型清洁能源,具有来源丰富,绿色低碳、灵活高效、应用广泛等多种优势。我国于 2019 年将氢能首次写进政府工作报告1,随后各部委相继出台了各项氢能支持政策。2022 年 3 月 23 日,国家发展改革委发布氢能产业发展中长期规划(20212035 年)2,规划
10、指出氢能将是推动我国绿色能源低碳转型与实现“双碳”目标的重要载体。在国家政策引导下,全国多个省份出台了氢能产业发展规划或实施方案,无论是氢能产业发展目标和规模、供给模式,还是终端应用和消纳,各地均已将氢能作为双碳目标的重要抓手,将地方资源优势、产业环境、市场空间与氢能示范应用相结合,探索氢能产业发展的商业化路径。2021 年 7 月,陕西省筛选出 6 大支柱 14 个重点产业领域的 23 条重点产业链,氢能产业被纳入其中。陕西省作为能源大省,能源化工基地副产氢资源丰富,省内副产氢折合纯氢资源超过200 万t/年,其中高品质副产氢约 20 万t/年,而且副产氢制氢成本每千克 8 10 元,200
11、 km内终端氢气成本低于每千克 35 元,远低于粤、沪等地区。此外,陕西省是科教大省,有众多高校和科研院所,在制氢、储运等方面的技术研发能力强,可以为氢能产业发展提供强大科研支撑。因此,陕西省发展氢能产业具有一定优势。2022 年 8 月 15 日举行的陕西省氢能产业创新发展促进会上发布了陕西省“十四五”氢能产业发展规划 陕西省氢能产业发展三年行动方案(20222024 年)3等政策文件,明确了氢能产业发展的“规划图”和“路线图”,加快促进氢能产业发展。但同时,陕西省也存在氢能产业链不健全、基础设施建设滞后和市场活力不强等问题。氢能企业作为市场和创新的主体,对发展氢能产业至关重要。近年来,各大
12、企业争先布局氢能企业。据不完全统计,我国已有氢能企业 2 000 余家,其中上市企业超过 130 家,大部分上市企业的氢能业务由传统业务逐步扩展而来,包括氢能业务的综合性企业,涉及制氢、氢储运、氢加注、氢能应用等氢能全产业链领域。研究氢能企业技术竞争力、技术创新能力和研发薄弱领域,可为促进氢能产业健康持续发展提供依据。1 研究背景专利数据作为企业技术创新最直接、最丰富的数据源,可以用来分析企业技术领域分布及技术竞争力态势。目前,国内基于专利视角对企业技术竞争力进行评价的研究多基于德国Ernst教授4提出的专利组合分析法。如朱相丽等5通过专利组合,分析了 10 个储氢技术领域企业的技术竞争力;林
13、静静等6从技术活跃度、技术价值度等 6 个维度采用专利组合评价企业技术竞争力;聂洪光等7将专利计量与竞争位势相结合对人工智能上市企业的技术发展情况进行研究。关于氢能企业的研究,多集中在氢能产业现状及各类相关企业在氢能产业的发展趋势上。如王翔等8基于专利视角对我国氢能产业现状进行研究;何晋越等9以川渝地区为例,研究氢能产业发展对天然气生产企业的影响和对策;张鹏成等10构建“绿电氢能工业”耦合系统,阐明钢铁工业绿色发展与氢能驱动的关系。此外,还有学者对陕西省氢能产业发展进行分析。如李勃昕等11分析了陕西省氢能产业发展的优势条件及产业链布局结构,并提出了加速陕西省氢能产业发展的路径设计;胡佳楠等12
14、从技术研发、支持中国科技资源导刊第56卷第1期2024年1月 102 政策和试点项目等方面梳理了陕西省氢能产业发展现状,并提出相关政策建议。总体来看,现有研究基于专利组合分析方法解决企业技术竞争力评价问题,但在同一领域不同区域的企业技术竞争力研究方面尚有空缺。基于此,本文从专利视角出发,将基于企业的专利组合分析方法应用于区域分析,并以陕西省氢能企业为例,判断陕西省氢能企业在全国的技术竞争力位势、技术创新能力及研发薄弱领域,为陕西省企业参与和推进氢能产业发展提供帮助。2 研究方法本文采用专利组合分析方法,通过全国各省份氢能企业专利数量及专利质量分析,以各省份氢能企业申请专利数量为横坐标,熵权TO
15、PSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution)评价后的专利质量评价结果为纵坐标,以专利数量和专利质量相对应的平均值为临界点划分象限,建立全国氢能企业区域竞争位势评价模型,以确定陕西省氢能企业在全国的技术竞争力位势。在进行专利质量评价时,本文采用熵权TOPSIS法。熵是热力学的一个物理概念,用来度量体系的混乱度或者无序度。信息熵借鉴了热力学中熵的概念,用于度量事件不确定性的大小。事件信息量越大,不确定性和熵值就越小;信息量越小,不确定性和熵值就越大。熵权法是一种客观赋权方法,利用信息熵计算出各个指标的
16、权重,为多指标综合评价提供依据13-14。TOPSIS法又称为优劣解距离法,常用于多目标决策分析。其基于有限评价对象的归一化数据矩阵,结合数据间的大小找出正负理想解以及评价对象与正负理想解的欧式距离,最终得到评价对象对正理想接解的接近程度C值,并根据C值排序得出优劣方案排序。熵权TOPSIS法的核心在于TOPSIS法,但是在计算数据时,首先利用熵值计算各个指标的权重,然后对评价指标数据与权重相乘得到的数据进行TOPSIS法研究。建立熵权TOPSIS模型包括以下几个步骤。第一步 对n个评价对象的m个指标进行企业竞争力评价,建立初始矩阵X。X=XXXXXXXXXmmmn111212122212nn
17、(1)第二步 建立归一化数据矩阵,即不同量纲的数据进行标准化处理。归一化处理公式为:Xij=maxminXX(ijjXXjjmin)()(2)Xij=maxminmax(XX(jj)XXjij)()(3)式中,Xij为第i个评价对象的第j个指标。若Xij为正向指标则用式(2),若Xij为负向指标则用式(3)。min(Xj)是第j个指标的最小值,max(Xj)为第j个指标的最大值。第三步 计算各评价指标的熵值和权重。计算第j个指标下第i个评价对象的比重Yij:Yij=Xin=1ijXij(4)计算第j个评价指标的熵值ej:eKYYjijij=i=n1ln(K为常数,K=ln1n)(5)计算第j个
18、指标的权重wj:wj=me1emjj=1j(6)第四步 计算评价对象的正理想解距离Di+和负理想解距离Di。DwXXijjij+=mj=1()2(7)DwXXijjij=mj=1()2(8)式中,Di+和Di分别为评价对象的正理想解距离和负理想解距离;m表示评价指标个数;wj表示第j个指标的权重值;X+j和Xj分别为第j个指标的最优和最劣方案数据。第五步 计算各评价指标与正理想解和负理想解的相对接近程度Ci值。地方科技资源建设龚娟等:基于专利视角的陕西省氢能企业技术竞争力评价 103 Ci=DDii+D+i(9)3 实证分析3.1 数据来源与处理本文数据来自Incopat专利数据库。选择以氢能
19、相关的关键词制定检索策略,检索公告时间为2000 年年初至 2021 年年底的所有氢能相关专利。共检索到专利 61 908 件,其中专利申请人类型为企业的专利共计 39 224 件。3.2 专利数量分析表 1 为氢能领域全国 31 个省份(不含港澳台)的专利申请总量和主要申请人类型专利申请数量分布、占比情况。陕西省在这个领域的专利申请数量总计 1 162 件,居全国第 13 位;陕西省企业在这个领域的专利申请数量总计 334 件,居全国第 14 位。氢能领域专利申请人类型以企业为主的地区包括江苏、北京、上海、广东、湖北等 15 个省份,占比均超过 50%,湖北省氢能企业专利申请数量占比最大,高
20、达 67.21%;天津、表 1 各省份氢能企业专利申请数量及申请人类型分析地区专利总量/件企业高校科研院所数量/件占比/%数量/件占比/%数量/件占比/%江苏5 7313 51861.391 93033.681963.42北京5 6423 30758.611 74931.0058010.28上海5 4023 56365.961 56128.902484.59广东5 0823 39566.801 18423.303917.69湖北3 5102 35967.211 01228.83661.88辽宁3 11790929.1685427.401 23339.56浙江3 0531 68655.221 0
21、8235.441404.59山东2 4301 37256.4678332.22913.74四川1 6281 00161.4943826.901267.74安徽1 30065750.5451439.54463.54天津1 21945537.3372059.06352.87河南1 20064453.6739432.83121.00陕西1 16233428.7475865.23131.12福建96129430.5950952.9711111.55吉林93731433.5141644.4012313.13黑龙江762516.6966887.6670.92湖南73530841.9034847.35202
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