‘Verdere innovatie in schone energietechnologie dringend nodig om klimaatdoelstellingen te halen’

Het rapport ‘Patents and the energy transition: global trends in clean energy technology innovation’, onderzoekt internationale octrooifamilies (IPF’s) op koolstofarme energie-uitvindingen en verdeelt deze onder in regio’s en industriesectoren. De belangrijkste motor voor innovatie is de groei in elektrische voertuigen, vooral door de ontwikkelingen op het gebied van oplaadbare lithium-ionbatterijen, concludeert het rapport.

Innovaties versnellen

Het aantal wereldwijde octrooien op koolstofarme energietechnologieën is de afgelopen twintig jaar gestegen, met uitzondering van een daling in 2014-2016. Dat staat in contrast met een daling van het aantal octrooien op fossiele brandstoffen sinds 2015 (jaarlijks gemiddeld -6,9% vanaf 2017). Het gemiddelde jaarlijkse groeipercentage van koolstofarme energieoctrooien (+3,3% sinds 2017) is echter teruggelopen van +12,5% in de periode 2000-2013. De cijfers laten zien dat gecoördineerde beleidsmaatregelen en verdere innovatie op het gebied van koolstofarme energie nodig zijn om de beschikbaarheid van technologieën te versnellen en de kosten te verlagen.

Sommige van deze technologieën worden al op industriële schaal gebruikt (van energieproductie tot transmissie, opslag en toepassingen voor eindgebruik), terwijl andere zich nog in een vroeg stadium van ontwikkeling of implementatie bevinden. Volgens het IEA kunnen de huidige klimaatdoelstellingen alleen worden gerealiseerd door een grote versnelling van schone energie-innovatie, omdat veel technologieën die de komende decennia nodig zijn om de CO_2-emissies te reduceren nu nog in de test- of demonstratiefase zitten.

"De energietransitie die nodig is om de klimaatverandering te beperken, is een uitdaging van enorme omvang en complexiteit", aldus EOB voorzitter António Campinos. "Dit rapport is een duidelijke oproep tot actie om onderzoek en innovatie naar nieuwe koolstofarme energietechnologieën te intensiveren en bestaande technologieën te verbeteren. Terwijl het enkele bemoedigende trends toont in landen en industriesectoren, waaronder ook in horizontale technologieën, benadrukt het ook de noodzaak om innovatie in schone energietechnologieën verder te versnellen – waarvan sommige nog maar net opkomen."

"Om in 2050 netto nul uitstoot te bereiken, zal bijna de helft van de emissiereducties afkomstig moeten zijn van technologieën die nog niet op de markt zijn", zegt Fatih Birol, uitvoerend directeur van IEA. "Dit vraagt om enorme sprongen in innovatie, maar tot nu toe is de informatie over de geboekte vooruitgang beperkt gebleven. Door de complementaire sterke kanten van het IEA en het EOB te combineren, geeft dit rapport ons een betere basis om sterke en zwakke punten in koolstofarme energieoctrooien te identificeren en te volgen. Daardoor krijgen we een veel beter beeld van de stand van zaken in de energietransitie."

Nederland

Nederland levert een belangrijke bijdrage aan innovaties op het gebied van schone energietechnologieën. Over de periode 2000-2019, gerangschikt naar het aantal internationale octrooifamilies in koolstofarme energietechnologieën, staat Nederland op de vijfde plaats in Europa en op de 11^e plaats wereldwijd, met een bijdrage van 1,2% van alle wereldwijde octrooien op dit gebied.

Toch zijn de Nederlandse innovaties op het gebied van schone energie de afgelopen tien jaar vertraagd: tussen 2010 en 2019 daalde de Nederlandse bijdrage aan wereldwijde octrooien naar 1,1%. Tussen 2017-2019 was 8,2% van alle internationale octrooiaanvragen door Nederlandse bedrijven en uitvinders gerelateerd aan koolstofarme technologieën, tegen 8,7% in de periode 2010-2014.

Binnen dit veld zijn Nederlandse uitvinders het meest actief op het gebied van gebouwen, chemie en olie, zonne-energie, wind en consumentenproducten. Gemeten naar relatieve technologische voordelen is Nederland het meest gespecialiseerd op het gebied van bio-energie, koolstofopname, landbouw, gebouwen en chemie en olie. De toonaangevende Nederlandse bedrijven die koolstofarme emissieoctrooien (2000-2019) indienden, waren Airbus (2243 internationale octrooifamilies), Philips (1865), NXP (440), STMicroelectronics (352) en DSM (250).

Het veranderende energie-innovatielandschap

Het rapport meet de trends op basis van ‘internationale octrooifamilies’ (IPF’s) die elk een unieke uitvinding vertegenwoordigen waarvoor aanvragen zijn ingediend bij twee of meer octrooibureaus wereldwijd. Omdat octrooiaanvragen maanden of zelfs jaren eerder worden ingediend voordat producten op de markt komen, worden ze vaak gezien als vroege indicatoren van toekomstige technologische trends.

Bedrijven hebben sinds 2000 wereldwijd meer dan 420.000 koolstofarme energie-IPF’s ingediend, verdeeld over drie hoofdcategorieën:
• Koolstofarme energievoorzieningstechnologieën, met inbegrip van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-, wind- en geothermische energie of waterkracht
• Technologieën die een efficiënter gebruik van energie of omschakeling naar andere brandstof in toepassingen voor eindgebruik mogelijk maken, zoals vervoer, gebouwen of industriële productie
• ‘Faciliterende’ technologieën die dwars door aanbod en eindgebruik gaan, of de infrastructuur verbeteren om hogere niveaus van schone energie mogelijk te maken, waaronder batterijen, waterstof, slimme (electriciteits)netten, koolstofopname, gebruik en opslag

Grootste eindgebruikers

De grootste eindgebruikers voor wereldwijde octrooien op schone energie in 2000-2019 waren vervoer (116.000 IPF’s in 2000-2019), gevolgd door energie-efficiency technologieën voor industriële productie (86.000 IPF’s), waarbij er bij een aantal ‘lastig te verminderen’ sectoren als metallurgie (bv. staalproductie) vooral recentelijk veel activiteit is gekomen. Het rapport constateert dat horizontale, ‘faciliterende’, technologieën – batterijen, waterstof, slimme netten, koolstofopname – over het algemeen de sterkste groei kenden sinds 2017. Hun aandeel steeg van 27% van alle koolstofarme energie-IPF’s in 2000 tot 34% in 2019.

Opkomst elektrische voertuigen stimuleert innovatie

Een belangrijke motor voor innovatie in het afgelopen decennium was de toename van technologieën op het gebied van elektrische voertuigen, die in aanzienlijke mate werd aangewakkerd door de vooruitgang in oplaadbare lithium-ionbatterijen (zie gezamenlijke EPO-IEA-studie over innovatie op het gebied van elektriciteitsopslag (september 2020). Deze trend komt ook tot uiting in de ranglijst van topbedrijven in koolstofarme energietechnologieën sinds 2000, waaronder zes automobielbedrijven en zes van hun belangrijkste leveranciers van batterijen.

Europa, Japan en de VS leiden, elk met verschillende specialisaties

Uit de studie blijkt dat sinds 2000 Europese bedrijven en onderzoeksinstituten de leiding hebben in het patenteren van koolstofarme energieuitvindingen, met 28% (12% alleen al voor Duitsland). Japanse aanvragers volgen met 25%, de VS met 20%, Zuid-Korea 10% en China 8%.

Terwijl Europa de 1e plaats inneemt op de meeste hernieuwbare energiegebieden en bijzonder sterk is in sommige sectoren voor eindgebruik, zoals het spoor en de luchtvaart, loopt Japan voorop op het gebied van technologie voor elektrische voertuigen, batterijen en waterstof, en hebben de VS een technologische voorsprong op het gebied van luchtvaart, biobrandstoffen en koolstofopname. De belangrijkste sterke punten van Zuid-Korea zijn batterijen, pv-technologie en energie-efficiëncy in industriële productie en de ICT-sector. Ook China is gespecialiseerd in ICT.

Over het geheel genomen is het aandeel van IPF‘s in schone energietechnologieën van onderzoeksinstellingen (universiteiten en publieke onderzoeksorganisaties) gestegen – van 6,6% tussen 2000 en 2009 tot 8,5% tussen 2010 en 2019. Onderzoeksinstellingen zijn vooral actief in koolstofarme energievoorzieningstechnologieën (alternatieve brandstoffen, kernenergie en sommige hernieuwbare energiebronnen) en opkomende technologieën zoals koolstofopname en waterstof.

patents_and_the_energy_transition_key_findings_en.