■工研院產科國際所 / 胥智文 博士
前言
近幾年來最重要的課題莫過於氣候變遷造成的巨大影響，如何達到氣候碳中和的目標變成這個世代最重要的挑戰。這兩年因為COVID-19造成人類活動的降低，反而暫時性的大幅減少溫室氣體排放。如何快速減少碳排放則需要科技與創新的努力來達到最終淨零碳排的目標相形重要。
此次歐洲執委會共同研究中心(EC-JRC, European Commission’s Joint Research Center)與經濟合作暨發展組織(OECD, the Organization for Economic Co-operation and Development)一起合作探討全球前2000大企業研發投資在氣候碳中和議題的投入資源，由分析專利、註冊商標兩個方向來瞭解各區域的大企業所關注與開發的創新科技重點方向，由此報告也可以瞭解這些頂尖的企業投資所扮演的角色。
全球前50企業與關注技術領域
文末提供的表1中所呈現的是全球前50企業在專利與商標上關於氣候碳中和議題的技術領域與產品。這些排名前50家企業的氣候碳中和議題專利數量佔全球前2000大企業相關專利數量的62％，商標數量則佔比47％。
這些技術領域分類則有60％屬於運輸設備類，這個列表前五家企業則專利數量佔比超過3％，第一名為韓國的LG Chem，公司專注於電池生產，依序為Ford Motor、General Electronic。在商標上則前三名分別為LG Electronics、Mitsubishi Electronics、Tata Motors。就專利資料的所屬企業的地區分布來看，62%位於亞洲地區（40％於日本、12％在韓國、10％在中國），18％位於歐盟（10％於德國），以及18％在美國。在商標數量上，則有60％企業位於亞洲（42％在日本，12％在中國），18％在德國、6％在美國。技術領域來看，則有40％在運輸設備，22％在電腦與電子領域。商標來看，則有24％在運輸設備、16％在電腦與電子、12％在電子設備。
從這些企業所專注的產品與技術領域，可以窺探在碳中和目標上研發投資的重點領域以及方向。如圖1所列出專利與商標的排名前五大技術領域，分析2016-2018年期間的相關資料，專利方面分別為運輸設備、電腦與電子、機械、化學以及電子設備。在商標部份則前五名為電腦與電子、運輸設備、電子設備、機械以及化學。
從專利家族的分類來看技術領域的分布，如圖2所顯示，在電力與能源族群為第一名佔有42％的碳中和相關專利，24％為運輸設備，18％為建設。然而資訊服務(IT services)以及通訊領域佔比不到5％。由此可見近期政策主導議題（如再生能源、電動載具）下，率先影響的專利佈局方向。未來在影響碳中和的顯著領域（如數位科技的分析與連結所消耗大量能源的議題），仍尚未投資在低碳技術的創新研發。
從商標的技術領域排名上所表示的是開發的產品與服務重點排名，如圖3顯示示排名第一仍為電力與能源領域，佔比約50％，其次為電子設備與運輸設備，佔比分別約20％。表示在未來開發再生能源以及電動載具的產品與服務上為明顯的重點方向。
數位轉型與綠色轉型的相輔相成
由於大量的能源消耗來自於數位科技的使用，所以合理的考量從數位轉型的解決方案提供來帶動綠色轉型的碳中和改善。例如智慧電網(Smart grids)的解決方案就是因為資通訊技術的投入來改善能源與生產的效率。積層製造(3D printing)、物聯網(Internet of Things)、人工智慧(Artificial Intelligence)等技術可大幅改善能源、材料效率以及生產製造的循環壽命週期。藉此來減少能源損耗而大幅改善碳排放數量。透過分析每一件專利與商標的分類與內涵，將與資通訊技術相關的列出作分析排序，由圖4可以看出在氣候變遷改善技術(CCMA, Climate Change Mitigation and Adaptation)專利上約20％具有資通訊科技的內涵。不意外的其中最高的為資訊服務以及電腦與電子這兩類，將近55％的專利有資通訊相關技術。其他較低關聯的技術領域如製藥、電子設備、機械、以及化學等，這些能源消耗大的產業仍然沒有太多比重有資通訊相關技術來改善碳排放，表示數位轉型的應用在這些產業仍有大幅改善的空間。
相較之下，在商標與資通訊相關的分析歸類上，如圖5的資料顯示超過60％商標均有相關聯。前五名分別為通訊、其他製造、資訊服務、金融保險以及出版傳播等產業，將近80％以上的關聯性！表示在這些領域的產品商業化的角色上，資訊科技在影響這些產業在碳中和改善的過程扮演重要的角色。
國家與區域的技術優勢差異
在氣候碳中和議題上，與各國家與區域的政策及產業發產趨勢息息相關，透過專利發明人所在的不同國家與區域，可以窺見各國的發展重點與趨勢。從圖6可以看出在此議題的專利發明數量上，各經濟體的比重與順位分別為日本(32.2％)、歐盟(20.8％)、美國(20.0％)、韓國(13.6％)、中國(6.9％)、英國(2.2％)以及臺灣(1.1％)。其中歐盟地區排序分別為德國(11.6％)、法國(4.1％)、丹麥(1.0％)，其中德國的專利就超過歐盟地區的一半以上。
在國家與地區的技術發展差異上，利用指標：公開技術優勢(RTA, Revealed Technology Advantage)來比較呈現其差異。RTA定義為某個技術在某個國家的比重，相較於這個技術在全球的比重，若RTA為0，表示該國家並無申請任何該技術的專利；若RTA小於1，表示該國的該技術優勢低於全球的技術優勢。
由圖7可見在氣候碳中和的議題上，歐盟地區(E27)的技術優勢優於全球。丹麥的技術優勢達2.7，遠遠高過其他國家與區域，顯現該國在風力發電的技術發展與專利的強項。第二名的沙烏地阿拉伯於化學領域應用於氫能以及電池技術的開發，雖然該國的碳中和專利數量上僅佔有全球的0.2％。依序的韓國、西班牙、捷克分別在電動汽車與電池、再生能源、電動載具等議題有高度的技術重點與優勢。其他如德國、法國、英國、義大利等均優於美國的技術優勢。
在註冊商標的分析上，用相同的RTA指標來觀察國家與地區的差異，如圖8所示，中國為第一名，幾乎是全球的三倍之高。彰顯在中國企業於碳中和的議題上，產品開發與商業化的階段是非常顯著的，例如電動車與電池的相關產品，這兩類佔了中國商標申請的70％。依序的韓國則在再生能源的產品上列為重點，義大利與香港則著重於電動載具，芬蘭則專注於循環經濟議題。
若以專利與商標的分析各自為X軸與Y軸來比較國家與區域的差異（如圖9顯示），中國、芬蘭、義大利所在的企業著重於產品與服務的開發，而澳洲、丹麥、美國的企業則著重創新研發。
國家與區域的技術發展重點差異
先前分析得出「電力與能源」、「運輸設備」這兩個領域的氣候創新議題關聯度相對於其他領域來得高，細分此兩個領域的技術議題為電動載具與電池，以及再生能源。此外，在碳中和議題上，氫能的政策也相對備受矚目，因此將此三個領域（電動載具與電池、再生能源、氫能）作為零碳排放的評估指標來進行各國家與區域的分析。這三個領域的專利數量佔比超過所有的氣候碳中和議題專利總數的70％。由圖10可以看出在電動載具與電池技術上，主要發展國家為韓國、日本以及中國，再生能源議題上則依序為中國、韓國與歐洲地區，氫能技術的著重則依序為日本、韓國、歐洲。美國則在碳中和的技術創新上並無特定領域方向。歐洲地區則平均發展各項相關的碳中和技術領域。
圖11從商標的角度來分析，中國的企業由於區域政策的鼓勵與支持，重點發展電動載具的產品與商業化，韓國則著重在再生能源的產品上，日本則明顯的著重於提供氫能的商業化解決方案。歐洲則平均發展相關的碳中和議題的產品與服務，美國相較其他國家區域，並沒有專注於碳中和議題的產品開發與服務。
結論
所挑選的全球前2000大企業投資者所投入的研發經費佔全球所有私人企業研發投資的87％，所申請的專利數量佔全球的總數的63％，不過在註冊商標上僅佔全球數量的6％。在所有的技術領域上，美國地區的企業扮演領先的角色，日本與歐盟的企業則於近幾年來有被中國追上的趨勢。
在某些技術領域（運輸設備、電子設備、電腦與電子）需要佈局專利來保護其產品，在食品、通訊、醫藥領域上，則重點於使用註冊商標來保護其產品。在電子生產、運輸與建設領域上則重點投資氣候碳中和的創新研發，在資通訊技術上則投資較少於氣候碳中和議題上，然而在開發人工智慧(AI)的議題上卻扮演重要角色，例如再生能源、電動載具以及氫能技術應用。
由專利數量來看，日本企業著重於氫能技術開發，韓國企業則強調電動車與電池，中國企業則重點在再生能源技術。相較之下，歐盟企業則沒有專注哪一領域，而是較廣泛的發展各項技術來改善碳中和，美國企業則沒有顯著投入碳中和相關的開發技術。
在產品與商業化的重點來看，中國則因為區域的政策與鼓勵優勢，大幅重點於電動載具與電池的產品拓展，韓國則在再生能源上投入重點產品開發。此外，碳中和相關的技術創新專利中，有20％與數位相關的元素，在註冊商標中則有60％與數位議題相關，可見「數位轉型」與「綠色轉型」在未來的創新解決方案提供與商業化過程中扮演著相輔相成的角色。
參考資料
- https://iri.jrc.ec.europa.eu/news/innovation-and-technology-key-enablers-transition-climate-neutrality
