Was kann uns die Analyse der Patentlandschaft über Innovationen in der Biokraftstoffproduktion sagen?

Als Reaktion auf die globale Erwärmung und die damit verbundenen Umweltherausforderungen besteht in den letzten Jahren ein erhebliches Interesse an der Verwendung von Biokraftstoffen und der Optimierung von Biokraftstoffproduktionsprozessen und -methoden. Die IP-Beraterin Rayhana Laamiri untersucht die Patentdynamik von Biokraftstoffproduktionstechnologien, um die Hauptakteure und wichtigsten Forschungs- und Entwicklungsmärkte für diese vielversprechende Kraftstoffalternative aufzuzeigen.

Was sind Biokraftstoffe?

Biokraftstoffe sind alternative Kraftstoffe, die durch die Umwandlung von pflanzlicher, algen- oder tierischer Abfallbiomasse hergestellt werden. Als erneuerbare Alternative zu fossilen Brennstoffen werden die meisten Biokraftstoffe im Transportwesen eingesetzt, können aber auch zum Heizen und zur Stromerzeugung eingesetzt werden.

Biokraftstoffe können mit verschiedenen Methoden synthetisiert werden, und es wird intensiv geforscht, um neue Rohstoffe und Produktionsverfahren zu identifizieren, um die Qualität der Endprodukte zu verbessern und sie besser an aktuelle Motoren anzupassen.

Beispielsweise werden synthetische Biokraftstoffe mithilfe chemischer und thermischer Verfahren aus Kohlenwasserstoffen biologischer Quellen, beispielsweise Biomasserohstoffen, hergestellt.

Quelle: Biokraftstoffproduktion  

Was kann uns die Patentdynamik über Innovationen in der Biokraftstoffproduktion sagen?

Um die Innovations- und F&E-Aktivitäten in dieser neuen Technologie zu verstehen, haben wir eine Makrosuche mit unserer proprietären IP-Intelligence-Software durchgeführt. Durch die Analyse von Patenten im Zusammenhang mit der Biokraftstoffproduktion mithilfe unserer IP-Landschaftsbau -Expertise konnten wir einen faszinierenden globalen Einblick in den Forschungsfortschritt und die Investitionen in diesem Bereich gewinnen.

Biokraftstoffproduktion: Ursprung und Dynamik von IP-Anmeldungen

Nachfolgend finden Sie einen globalen Überblick über die IP-Trends im Bereich Biokraftstoffsynthese und -produktion, einschließlich Rechtsstatus, Anmeldedynamik und F&E-Länder.

Wie aus den Diagrammen hervorgeht, erreichten die Anmeldungen für die Technologie im Jahr 2010 mit 401 angemeldeten Patentfamilien ihren Höhepunkt, gefolgt von einem kontinuierlichen Rückgang der Patentierungsaktivität. Von den angemeldeten Patentfamilien sind 44 % erteilt und 33 % sind in einer globalen Datenbank mit 5.016 Patentfamilien angemeldet.

Asien ist der führende Kontinent für Patentanmeldungen, hauptsächlich angetrieben von chinesischen Akteuren (>1.300 Patentfamilien), gefolgt von amerikanischen (88 % aus den USA) und europäischen (15 % aus dem Vereinigten Königreich) Unternehmen.

Biokraftstoffproduktion: Marktabdeckung

Erfindungen in der Biokraftstoffproduktion genießen weltweiten Schutz und werden hauptsächlich in den wichtigsten Innovationsländern, nämlich den USA, China, Indien und Kanada, veröffentlicht.

Biokraftstoffproduktion: Top-Player

Zu den wichtigsten Innovationsinvestoren im Bereich Biokraftstoffe gehören wichtige Akteure aus der Energie- und Ölfeldindustrie sowie der Beitrag von Akademikern und Forschungszentren hauptsächlich aus Korea. Der anglo-niederländische Riese Shell übernimmt mit 64 angemeldeten Patentfamilien die Führung und beschreibt hauptsächlich die Umwandlung von Zellulosematerialien und deren Prozesse. An zweiter Stelle steht das amerikanische Erdölraffinerieunternehmen UOP mit 49 Patentfamilien, die sich hauptsächlich mit der Kraftstoffsynthese aus erneuerbaren Rohstoffen befassen.

Patentanmeldungen für große Akteure zeigen ein frühes Interesse an Biokraftstofftechnologien vor 2006. Die Verlangsamung der Patentierung durch große Akteure seit 2016 könnte durch ein Interesse an anderen Ressourcen als Biomasse für die Produktion von Biokraftstoffen und Energie erklärt werden.

Biokraftstoffproduktion: Netzwerke und Kooperationen

Patentanmelder neigen dazu, bei der Beschreibung ihrer Erfindungen die Patente anderer zu zitieren. Diese starke Interaktion verrät uns viel über den Wettbewerb in diesem Bereich. Ein Portfolio, das von den meisten Akteuren stark zitiert wird, ist wahrscheinlich ein Pionier- oder Blockierportfolio.

Wie erwartet sind Grundlagenforschungseinrichtungen die Hauptgeber wissenschaftlicher Kooperationen, insbesondere Universitäten in Asien (einschließlich Korea Institute of Science & Technology, Tsinghua University) und amerikanische Universitäten und Einrichtungen (University of California und Battelle Memorial Institute) sowie IFP Energies Nouvelles (a Französisches Forschungsinstitut).

Interessanterweise gehören Öl- und Gasunternehmen (Shell, China Petroleum, Eni, PetroChina, UOP, Chevron) zu den wichtigsten kooperierenden Industriepartnern im Bereich Biokraftstoffe, zusammen mit auf Biokraftstoffe spezialisierten Unternehmen wie Neste Oil und IOGEN.

Biokraftstoffproduktion: Technologie und Konzepte

Die folgende Grafik zeigt die am häufigsten verwendeten Konzepte bei der Biokraftstoffproduktion. Dies kann eine Ideenquelle für neue Entwicklungen sein oder zur Identifizierung geschützter Technologien in einem neuen Bereich verwendet werden.

Bioöl, Synthesegas, Vorbehandlung, Reagenzien und Mikroorganismen sind die Schlüsselkonzepte im Zusammenhang mit Patenten im Zusammenhang mit der Biokraftstoffproduktion.

Das Konzept deckt verschiedene Phasen der Biokraftstoffsynthese ab, darunter:

• Rohstoffe: Algen, Lipide, Lignin, Biomasse, Kohle…,
• Prozesse: Anlagen, Reagenzien, Rohrleitungen, Mikroorganismen, Enzyme… und
• Produkte: Biogas, Biokraftstoff, Synthesegas.

Die folgende Grafik zeigt auch die möglichen geschützten Technologiecluster im gesamten Patentbestand für Biokraftstoffe. Jeder Punkt entspricht einer Patentfamilie und der Standort wird anhand der Ähnlichkeit zwischen den verschiedenen Dokumenten berechnet. Ähnlichkeit basiert auf der Nähe technologischer Konzepte zwischen Dokumenten.

Außerdem werden potenzielle Rohstoffe (Mikroalgen, ätherisches Öl, fermentierbarer Zucker, Fettsäuren), Prozesse (Photoreaktor, Pyrolysereaktor) und Katalysatoren oder Reagenzien (Bakterien, rekombinante Hefe, Propylradikal) für die Biokraftstoffsynthese identifiziert.

Wie Patentdynamik die Zukunft des Kraftstoffs bestimmt

Innovationen in der Biokraftstoffproduktion versprechen, den CO2-Fußabdruck kraftstoffintensiver Industrien zu verringern. Durch die Einbeziehung von Biokraftstoffen in den Energiemix können Unternehmen ihre kumulierten CO2-Emissionen und die Kosten für die Erreichung der Netto-CO2-Ziele bis 2050 senken.

Da die größten CO2-Einsparungen durch die Verwendung von Rohstoffen der zweiten Generation erzielt werden – etwa landwirtschaftliche Reststoffe, Holzabfälle und andere Abfallstoffe –, wird die Versorgung mit nachhaltigen Biokraftstoffen jedoch durch die Verfügbarkeit solcher Rohstoffe begrenzt sein.

Da die Herstellung synthetischer Kraftstoffe derzeit teurer ist als die Herstellung fossiler Kraftstoffe, haben Innovationen in jeder Prozessstufe das Potenzial, diese Kosten in Zukunft zu senken. Dies wird eine Ausweitung der Biokraftstoffproduktion ermöglichen, um den steigenden Transportbedarf der Welt zu defossilieren.

Die Patentdynamik kann wertvolle Einblicke in Forschungs- und Innovationstrends und -märkte liefern, wie wir hoffen, dass diese Analyse zur Biokraftstoffproduktion dies verdeutlicht. Für weitere Informationen zur Patentaktivität im Bereich der erneuerbaren Energien oder für spezifische Beratung oder Unterstützung wenden Sie sich an das Questel IP -Beratung Team.

Rayhana Laamiri ist Beraterin für IP-Strategie und Innovation, mit einem Abschluss in Chemieingenieurwesen vom Nationalen Institut für Angewandte Wissenschaften und Technologie (INSAT) in Tunesien und einem Master-Abschluss in Festkörperchemie von der Universität Lorraine in Frankreich. Sie kam 2018 als IP-Beraterin im Chemieteam zu Questel und arbeitete für mehrere internationale Unternehmen an Themen im Zusammenhang mit Chemie und Materialien.