전기 상호 연결

EPO-IEA 연구 : 청정 에너지 전환에 중요한 역할을하는 배터리 혁신의 급속한 증가

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게재

4 년 전

2020 년 9 월 22 일

EU 리포터 특파원

유럽특허청(EPO)과 국제에너지기구(IEA)가 공동 연구한 전기저장 발명이 지난 14년 동안 연간 XNUMX%씩 성장한 것으로 나타났다.
기후 및 지속 가능한 에너지 목표를 달성하기 위해서는 2040년까지 배터리 및 기타 에너지 저장 용량이 XNUMX배 증가해야 합니다.
이제 전기자동차가 배터리 혁신의 주요 동인이 되었습니다.
대부분의 새로운 발명품은 충전식 리튬 이온 배터리의 발전에 중점을 두고 있습니다.
아시아 국가들이 글로벌 배터리 기술 경쟁에서 강력한 선두를 달리고 있습니다.
유럽 그린 딜(European Green Deal)의 목표를 달성하기 위해 유럽의 청정 에너지 전환을 추진하는 데 필요한 혁신 가속화

전력 저장 능력을 향상시키는 것은 청정 에너지 기술로의 전환에서 중요한 역할을 합니다. 2005년부터 2018년까지 배터리 및 기타 전기 저장 기술에 대한 특허 활동이 급격히 증가했습니다. 유럽 특허청(EPO)과 유럽특허청(EPO)이 오늘 발표한 공동 연구에 따르면 전 세계적으로 연평균 14%의 비율로 모든 기술 분야 평균보다 XNUMX배 빠른 것으로 나타났습니다. 국제에너지기구(IEA).

보고서 배터리 및 전기 저장 분야의 혁신 – 특허 데이터를 기반으로 한 글로벌 분석, 배터리는 전기 저장 분야의 모든 특허 활동의 거의 90%를 차지하며, 혁신의 증가는 주로 소비자 전자 기기와 전기 자동차에 사용되는 충전식 리튬 이온 배터리의 발전에 의해 주도됩니다. 특히 전기 모빌리티는 새로운 발전을 촉진하고 있습니다. 리튬 이온 출력, 내구성, 충방전 속도, 재활용성 향상을 목표로 하는 화학입니다. 기술 진보도 필요에 따라 촉진되고 있습니다. 풍력, 태양광 발전과 같은 더 많은 양의 재생 가능 에너지를 전력 네트워크에 통합합니다.

이 연구는 또한 일본과 한국이 전 세계적으로 배터리 기술에서 강력한 선두를 확립했으며 점점 더 성숙해지는 산업의 기술 진보와 대량 생산으로 인해 최근 몇 년간 배터리 가격이 크게 하락했다는 사실을 보여줍니다(90년 이후 거의 2010%). 전기차용 리튬이온 배터리의 경우 같은 기간 동안 약 XNUMX/XNUMX 정도 감소했다. 전력망 관리를 포함한 고정 애플리케이션.

더 우수하고 저렴한 전기 저장 장치를 개발하는 것은 미래의 주요 과제입니다.: IEA의 지속 가능한 개발 시나리오에 따르면, 세계가 기후 및 지속 가능한 에너지 목표를 달성하기 위해 10년까지 전 세계적으로 현재 시장 규모의 000배인 2040기가와트시에 가까운 배터리와 기타 형태의 에너지 저장 장치가 필요할 것입니다. 50년까지 유럽을 기후 중립으로 만들겠다는 유럽 그린 딜(European Green Deal)의 목표를 달성하려면 유럽의 청정 에너지 전환을 추진하기 위해 효과적인 저장 솔루션이 필요합니다.

"전기 이동성에 대한 수요를 충족하고 기후 변화를 완화하는 데 필요한 재생 에너지로의 전환을 달성하려면 전기 저장 기술이 매우 중요합니다.”라고 말했습니다. EPO 회장 안토니오 캄피노스. “전기 저장 혁신의 급속하고 지속적인 증가는 발명가와 기업이 에너지 전환의 과제를 해결하고 있음을 보여줍니다. 특허 데이터는 아시아가 이 전략 산업에서 강력한 선두를 차지하고 있는 반면, 미국과 유럽은 풍부한 혁신 생태계를 기대할 수 있음을 보여줍니다. 다수의 중소기업과 연구기관 등이 차세대 배터리 경쟁에 계속 참여할 수 있도록 지원하고 있습니다.”

"IEA 예측은 세계가 국제 기후 및 지속 가능한 에너지 목표를 달성할 수 있도록 에너지 저장이 향후 수십 년 동안 기하급수적으로 증가해야 한다는 점을 분명히 보여줍니다. 그러한 성장을 달성하려면 혁신을 가속화하는 것이 필수적입니다.”라고 IEA 전무이사인 Fatih Birol이 말했습니다. "IEA와 EPO의 상호 보완적인 강점을 결합함으로써 이 보고서는 정부와 기업이 에너지 미래를 위한 현명한 결정을 내릴 수 있도록 오늘날의 혁신 동향에 대한 새로운 시각을 제시합니다."

리튬이온 혁신을 촉진하는 전기 자동차의 등장

국제 특허군을 기준으로 측정하여 2000년부터 2018년까지 전력 저장 혁신의 주요 동향을 제시하는 이 보고서는 다음과 같은 사실을 발견했습니다. 리튬이온(휴대용 전자기기 및 전기 자동차에서 널리 사용되는 리튬 이온(Li-ion) 기술은 2005년 이후 대부분의 배터리 혁신을 촉진해 왔습니다. 2018년에는 리튬 이온 셀의 발전이 배터리 셀 관련 특허 활동의 45%를 담당했는데, 이는 단 7%에 불과했습니다. 다른 화학 물질을 기반으로 한 셀의 경우 %입니다.

2011년에는 전기자동차가 가전제품을 제치고 리튬이온 배터리 관련 분야의 가장 큰 성장 동력이 되었습니다.그래프 보기: 배터리팩 적용 관련 IPF 수). 이러한 추세는 대체 청정 에너지 기술을 탈탄소화하고 개발하기 위한 자동차 산업의 지속적인 노력을 강조합니다. 전기 자동차의 배터리가 효과적이고 신뢰할 수 있는지 확인하는 것은 2020년 이후 소비자의 배터리 사용을 장려하는 데 중요하며, 그 이후에는 더욱 엄격한 EU 차원의 배출 목표가 화석 연료 자동차에 적용됩니다.

유럽 국가의 발명품 비율은 리튬 이온 기술의 모든 분야에서 상대적으로 적지만, 신흥 분야에서는 기존 분야에 비해 11배 더 높습니다. 예를 들어 인산철리튬(LFP)과 인산철(LFP) 모두에서 발명품의 XNUMX%를 생성합니다. 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(NCA)은 현재 리튬 이온 화학에 대한 유망한 대안으로 간주됩니다.

전기 자동차용 배터리 팩의 개선은 전력망 관리를 포함한 고정 애플리케이션에도 긍정적인 파급 효과를 가져왔습니다.

보고서는 또한 배터리 셀 제조 및 셀 관련 엔지니어링 개발 분야의 특허 활동이 지난 47년 동안 2018배 증가했음을 보여줍니다. 이 두 분야는 XNUMX년 배터리 셀과 관련된 전체 특허 활동의 거의 절반(XNUMX%)을 차지했는데, 이는 업계의 성숙도와 효율적인 대량 생산 개발의 전략적 중요성을 명확히 나타냅니다.

또한 리튬 이온 배터리의 일부 약점을 해결할 수 있는 잠재력을 지닌 슈퍼커패시터 및 산화환원 흐름 배터리와 같은 다른 저장 기술도 빠르게 부상하고 있습니다.

아시아 기업이 선두

연구에 따르면 일본 배터리 기술의 글로벌 경쟁에서 확실한 선두를 달리고 있습니다. 40.9~2000년 배터리 기술 분야 국제 특허군 점유율은 2018%였으며, 한국이 17.4%, 유럽(15.4%), 미국(14.5%), 중국(6.9%)이 뒤를 이었다. 배터리 관련 특허를 출원한 전 세계 상위 25개 기업 중 2000개가 아시아 기업이고, 상위 2018개 기업 중 XNUMX분의 XNUMX가 아시아 기업입니다. 여기에는 유럽 XNUMX개 기업, 미국 XNUMX개 기업도 포함됩니다. 상위 XNUMX개 지원자(삼성, 파나소닉, LG, 도요타, 보쉬)는 XNUMX년부터 XNUMX년까지 전체 IPF의 XNUMX분의 XNUMX 이상을 창출했습니다. 유럽에서는 전기 저장 분야의 혁신을 독일이 주도하고 있으며, 독일은 유럽에서 유래한 배터리 기술의 국제 특허군 중 절반 이상을 차지합니다. (그래프 참조: 배터리 기술에서 유럽 IPF의 지리적 기원, 2000-2018).

배터리 기술의 혁신은 여전히 제한된 대기업 그룹에 집중되어 있지만, 미국과 유럽에서는 소규모 기업, 대학, 공공 연구 기관도 중요한 역할을 하고 있습니다. 미국의 경우 중소기업이 34.4%, 대학/연구기관이 13.8%를 차지합니다. 유럽의 경우 그 수치는 각각 15.9%와 12.7%로 일본(3.4%/3.5%)과 한국(4.6%/9.0%)과 대조됩니다.

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편집자 참고 사항

국제 특허군에 대하여

본 보고서의 특허 분석은 국제 특허군(IPF) 개념을 기반으로 합니다. 각 IPF는 고유한 발명을 나타내며 최소 XNUMX개 국가에 제출 및 공개되거나 지역 특허청에 제출 및 공개된 특허 출원과 공개된 국제 특허 출원을 포함합니다. IPF는 발명가가 국제적으로 보호를 받을 만큼 중요하다고 간주하는 발명품을 나타내며, 실제로 이 기준을 충족하는 출원서의 비율은 상대적으로 적습니다. 따라서 이 개념은 여러 국가 특허청의 특허 출원을 비교할 때 발생할 수 있는 편향을 줄이므로 국제 혁신 활동을 비교하기 위한 건전한 기초로 사용될 수 있습니다.

EPO 정보

직원 수는 약 7명에 달하며, 유럽 특허청 (EPO) 유럽 최대의 공공 서비스 기관 중 하나입니다. 뮌헨에 본사를 두고 베를린, 브뤼셀, 헤이그, 비엔나에 사무소를 두고 있는 EPO는 유럽 내 특허 협력 강화를 목표로 설립되었습니다. EPO의 중앙 집중식 특허 부여 절차를 통해 발명가는 약 44억 명의 시장을 대상으로 최대 700개국에서 고품질 특허 보호를 얻을 수 있습니다. EPO는 또한 특허 정보 및 특허 검색 분야에서 세계 최고의 권위자입니다.

국제에너지기구(International Energy Agency) 소개
XNUMXD덴탈의 국제 에너지기구 (IEA)는 에너지에 관한 글로벌 대화의 중심에 있으며 권위 있는 분석, 데이터, 정책 권장 사항 및 실제 솔루션을 제공하여 국가가 모두를 위한 안전하고 지속 가능한 에너지를 제공하도록 돕습니다. 모든 연료, 모든 기술 접근 방식을 취하는 IEA는 에너지의 신뢰성, 경제성 및 지속 가능성을 향상시키는 정책을 옹호합니다. IEA는 글로벌 지속 가능성 목표 달성을 돕기 위해 전 세계의 청정 에너지 전환을 지원하고 있습니다.