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與水有關的技術創新趨勢:來自專利數據的見解 Trends in Water-Related Technological Innovation: Insights from Patent Data
OECD
2020/04
OECD
https://www.oecd-ilibrary.org/environment/trends-in-water-related-technological-innovation_821c01f2-en
隨著氣候變遷、人口結構改變、經濟發展等趨勢變化,水資源安全成為重大的挑戰,全球估計約有20億人沒有安全的飲用水,有45億人沒有安全管理的衛生系統。水資源除了衛生、健康的社會面貢獻以外,對於環境生態系的保護作用更是意義非凡,技術創新除了足以因應社會與環境挑戰以外,更能創造出不少經濟價值。這些技術解決方案從乾旱時期的缺水期儲水技術、提高循環利用效率、降低成本,到洪水時期減少污染、維護生態系平衡,處處可見創新的足跡,因此許多國家紛紛調整水安全相關技術創新與財務資助。
該報告依OECD統計資料庫中水安全相關的領域分類,將本報告水相關專利的範疇定義為三大領域:(1).減少水污染:包括用水及廢水處理、由污泥或廢水而來的肥料、油污清理等技術。(2).需求面:包括室內衛生等用水、各種灌溉用水、熱電能源用水的保護管理以及配水相關的監測與防漏等技術。(3).供應面:包括地表或地下與雨水蒐集、水儲存等相關技術。針對此範疇在歐洲專利局的國際專利資料庫中,檢索自1990年至2016年的相關專利技術,以作為OECD與世界銀行及世界水資源協會聯合舉辦的「水務投資圓桌會議(Roundtable on Financing Water)」的背景資料。
整體而言,水相關專利雖然不如其他環境技術成長快速,但在調查期間呈現穩定成長,即便在2008-2009年的金融風暴所導致的整體專利下降趨勢下也未受影響。上述3大領域專利佔總專利數1.3%,約為其他環境技術的2/3。3領域中以需求面專利居多,其中又以熱電能源生產過程節水的專利成長最迅速, 2012-2016年間專利約為1990年的10倍之多。而配水跟灌溉相關專利則相對少很多。另一個成長迅速的專利是水的儲存技術,估計是與乾旱以及因氣候變遷導致模式改變有關。
在專利的地緣分佈方面,全球專利數量前10名國家分別為美國(23.5%)、韓國(20.1%)、德國(9.9%)、中國(8.5%)、日本(8.1%)、俄羅斯(3.1%)、英國(2.8%)、法國(2.7%)、加拿大(2.6%)、台灣(1.5%),其中前5名國家的專利總數便佔全球約七成,同時也是水相關市場的主要國家,創新可能是為了保護國家的水資源安全以及吸引更多的投資者。其中,中國與韓國的水相關專利數量還持續成長,但是德國已出現下降趨勢。但是在代表專利品質的指標--相對技術優勢(Relative Technology Advantage, RTA)方面的排名重新洗牌,排名分別為韓國(1.40)、加拿大 (1.51)、中國 (1.15)、英國 (1.14)、俄羅斯( 1.08)、法國(1.02)、德國 (1.01)、美國 (0.86)、日本 (0.57)、台灣(0.42)。令人訝異的是科技大國美國,雖然在專利數量上排名第一,但是在專利品質方面則落後許多競爭國家。而台灣以相對小許多的經濟規模,卻能在水相關的專利表現脫俗,其中又以減少水污染、水與廢水處理、室內用水保存等技術的專利能夠擠進全球排名前10、表現相對亮眼。
其餘布局水相關專利的國家還包括沙烏地阿拉伯、智利、摩爾多瓦、哥倫比亞、斯洛伐克、匈牙利與墨西哥等國,這些國家的RTA都高於上述5個大國。其中沙烏地阿拉伯每15篇專利就有1篇是與水相關,相較於全球每77篇才有1篇要高出許多,RTA更高達4.63。更加突顯出各國的技術創新誘因是來自水資源壓力的緣故。至於那些追捧水相關專利的大國,主要原因可能因為原本就是專利大國,抑或是因為水資源市場之所在。其餘某些國家的專利數量與水資源壓力呈現負相關者,則可能是因為水資源的壓力不大,或者是與國家經濟規模、智慧財產權體制強弱、專利優先權登記難易有關。而台灣在減少水污染的專利數量排名則是全球第10名,占全球水相關專利1.6%,RTA為0.44。
本報告的結果足以提供決策者、發明家及投資者許多啟發。對決策者的意義在於研發資源的配置以及政策配套的設計,從細部領域的專利產出檢討經費投入是否值得。發明家可以由此結果得知國際布局態勢,以便進行下一個創新目標,或由其他發明得到值得切入領域的靈感; 或是掌握市場中已將專利商業化的標的,準備將手中專利技術進入商業化開發。對於投資者而言,可以瞭解技術成長與布局的趨勢,藉以檢視手邊的技術組合(Portfolio)是否恰當。
未來的努力方向包括瞭解水資源壓力與專利保護的關聯,甚至延伸至發明人鎖定的目標市場,或對於當地狀況的反應,除了發明人所屬國家以外,或許也應加入發明人所屬企業,以全面掌握產業創新的動態。除此之外,對於創新擴散以及技術布局的國家也必須進一步釐清。同時,除了源源不絕創新技術的發明以外,刺激需求以及創新擴散的致能環境同樣重要,堅實穩健的水資源政策能夠讓污染付出更高的代價,同時驅動用水與節水的市場發展機會。
張國鈞
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