基于专利分析的液氢储运技术创新发展态势研究

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氢能具有来源可持续、能量密度高和清洁无污染等特点，是核心“未来能源”之一。氢能全产业链包括制氢、储氢、输运和应用，其中，氢能储运技术是影响氢能产业发展的关键环节^[1][2]。依据氢气的物理特性，目前主要储氢方式分为高压气态储氢、固态储氢、低温液态储氢和有机液态储氢四类。与高压气态储氢和固态储氢相比，液氢储运具有纯度高、质量储能密度高和使用安全性高等优势，长距离运输经济性也较高，更适用于氢能的规模化应用^[3][4]。已有学者从专利数据角度对高压气态储氢^[5]、固态储氢^[6][7]和燃料电池储氢领域^[8]的技术发展趋势进行分析，而鲜有利用全球专利申请数据针对液氢储运技术领域进行创新发展态势分析。鉴于此，本文基于全球专利申请数据，将液氢储运技术领域的中英文关键词与国际专利分类号相结合，检索申请日为2006年1月1日至2025年12月31日的全球液氢储运技术领域专利申请数据，检索时间为2026年3月，经过分析筛选处理获得液氢储运技术领域相关专利申请数据，旨在研究液氢储运技术创新发展态势。

将氢以液体的物理形态进行储存的方法包括低温液态储氢和有机液态储氢两类。低温液态储氢是使氢气经过压缩后深冷至-253℃以下变成液态，然后储存在绝热真空容器中。有机液态储氢是利用液体不饱和类有机物加氢和脱氢的可逆过程，使氢可以常温常压储存在液态有机物中。两种技术路线提供了差异化且互补性的技术解决方案，共同破解氢能储运难题，为氢能全产业链发展筑牢基础。液氢输运是液氢产业链的关键环节，对解决制氢和用氢两端的空间错位问题至关重要。液氢输运按照运输方式可以分为陆运、海运和管道输运，对应的运输工具分别为液氢槽车、液氢运输船和输氢管道，适用于不同应用领域和输运距离。

2.1  专利申请趋势

液态储氢技术相关的专利申请数量随申请年份的变化趋势如图1所示。从2006~2025年整个时间维度来看，全球液态储氢技术领域的发展大致可以分为三个阶段：2016年之前，全球年度专利申请量维持在100件以下，呈现出平缓态势，为平稳发展期；2017年开始，全球专利申请量稳步增长，自2020年起进入高速增长阶段，至2022年达到峰值，为快速发展期；2023~2025年专利申请量呈现下降趋势，排除近2年专利申请数据受到专利申请公开的滞后性影响而可能存在偏差，综合判断仍可以看出2023年开始专利申请量出现下降，为发展成熟期。中国液态储氢技术相关专利申请趋势与全球趋势高度同步，但起步相对滞后，2005年~2015年的年均专利申请量仅为个位数至十余件，随后伴随全球创新浪潮同步进入快速发展期，2018年起大幅增长，同样于2022年达到顶峰，并且中国在全球专利申请总量中的占比持续提升。

图1    全球液态储氢技术领域专利申请趋势

全球液氢输运技术相关的专利申请数量随申请年份的变化趋势也可以分为三个阶段：平稳发展期（2006~2016年）、快速发展期（2017~2023年）和发展成熟期（2024年起）。2017年起全球专利申请量开启稳步增长，2020年起进入高速增长通道，申请量从不足50件快速攀升，在2023年达到约180件的历史峰值，反映出该期间液氢输运技术的研发热度、产业需求和资本投入大幅提升，技术 进入规模化发展阶段。

2.2  地域分布

对全球液态储氢技术领域专利申请数据进行统计分析，得到专利申请量排名前5位的主要技术来源国，如图2所示，分别为中国、美国、韩国、日本和法国。中国专利申请量位居全球首位，已成为全球液态储氢技术主要创新来源，具备较大市场潜力。美国、韩国、日本和法国是全球液态储氢技术主要竞争者，在液氢储存设备领域拥有较多核心基础专利，市场份额占比较高。全球液氢输运技术专利申请量排名前5位的主要技术来源国分别为中国、日本、韩国、美国和法国。中国专利申请量远超其他技术来源国，但日本、韩国和美国在液氢输运技术领域起步早、技术积淀深，在低温绝热和储运装备制造等技术上拥有优势，是全球液氢输运技术标准与核心装备的重要制定者与提供者。

图2    2006~2025 年液态储氢领域主要技术来源国

如图3所示，液态储氢技术领域中国国内专利申请量排名前5的省份分别是北京、江苏、上海、浙江和湖北。北京、江苏和上海的专利申请总量占比为57%，北京依托高校科研院所攻关核心技术，江苏囊括全链条装备制造实现产业化规模领先，上海聚焦多场景示范应用。液氢输运技术领域中国国内专利申请量排名前5的省份分别是北京、江苏、上海、山东和浙江。前三位与液态储氢技术领域排名相同，头部省市依托科研、产业和政策优势，引领全国技术研发与产业化进程。

图3    中国液态储氢技术领域主要申请省份

2.3  主要申请主体

由图4可知，国内液态储氢技术领域专利申请量前10名的申请主体分别是：中国科学院理化技术研究所、北京航天试验技术研究所、江苏国富氢能技术装备股份有限公司、张家港氢云新能源研究院有限公司、中国石油化工股份有限公司、西安交通大学、中海石油气电集团有限责任公司、中氢源安（北京）科技有限公司、武汉氢阳能源有限公司和浙江大学。按申请主体类型来看，高校科研院所与企业的数量比例为4:6，这些创新主体的专利申请量均为20件以上。其中，西安交通大学、中氢源安（北京）科技有限公司和武汉氢阳能源有限公司致力于有机液态储氢领域技术创新。

图4    中国液态储氢技术领域主要申请主体

2.4  专利技术功效

图5是液态储氢专利技术功效分布图，从中可以看出，主要集中在降低能耗和提高安全性。降低能耗和提高安全性是液氢技术规模化和商业化落地的两大核心指标，二者直接决定了液氢储运的经济性与可行性，也是液氢替代高压气态储氢、实现长距离大规模氢能运输的前提。其中，高性能液氢储罐绝热技术和智能监测处置系统是主要技术发展方向。液氢输运专利技术功效分布与液态储氢领域总体相同，安全性和能耗问题仍是制约液氢储运产业化的核心瓶颈，也持续成为全球及中国创新主体的重点研发方向。

图5    液态储氢专利技术功效分布

液氢储运技术作为氢能产业链的关键环节，正迎来发展成熟期。中国创新活跃度持续提升，已成为全球液氢储运技术创新的重要力量。近年来，液氢储运技术专利申请量呈现显著增长态势，反映出全球氢能产业的蓬勃发展和液氢作为高效储运方式的广阔前景。基于产业发展与技术竞争视角，各类创新主体应着力培育高价值核心专利成果，完善全链条知识产权保护体系。同时，需聚焦高效低能耗液化系统和长距离液氢运输装备开展前瞻性国际专利布局，持续提升专利质量与技术壁垒构建能力。强化液氢储运领域产学研深度融合发展，依托产业链链主企业与科技领军主体牵头组建产业创新联合体，有效整合高校、科研院所等创新资源开展集中攻关，形成以企业为主导加多元协同的创新生态，加速技术成果转化与产业化落地。强化产业链上下游联动协作，搭建制储运加一体化发展网络和拓展应用场景，推动氢能产业高质量发展。

参考文献

1  王鑫,陈叔平,朱鸣.液氢储运技术发展现状与展望[J]. 太阳能学报, 2024,45(01):500-514. 

2  张杰,罗雪鹏.液氢制-储-运-加关键技术发展现状及展望[J].发电技术, 2024,45(05):888-898. 

3   张振扬,解辉.液氢的制、储、运技术现状及分析[J].可再生能源, 2023,41(03):298-305. 

4  陈晓露,刘小敏,王娟,等.液氢储运技术及标准化[J]. 化工进展, 2021,40(09):4806-4814. 

5  丁贺,刘宇实.专利视角下的高压气态储氢压力容器技术趋势分析[J].石油与天然气化工, 2025,54(02):71-78. 

6  顾巍巍.中国固态材料储氢技术专利状况分析[J].海峡科学, 2025(02):143-146. 

7  敬雅淇,罗正君.基于专利数据的固态储氢技术创新态势分析[J].河南科技, 2025,52(11):130-137. 

8  李昕,彭元亭,曾辉,谭波,陈思安.燃料电池储氢技术专利分析[J].船电技术, 2021,41(09):27-29.