EPO-IEA-studie: Snelle toename van batterij-innovatie speelt een sleutelrol in de transitie naar schone energie

• Uitvindingen voor elektriciteitsopslag laten de afgelopen tien jaar een jaarlijkse groei van 14% zien, zo blijkt uit een gezamenlijk onderzoek van het Europees Octrooibureau (EOB) en het Internationaal Energieagentschap (IEA)

• Hoeveelheid batterijen en andere energieopslag moet tegen 2040 vervijfvoudigd zijn om de wereld op schema te krijgen voor klimaat- en duurzame energiedoelstellingen

• Elektrische voertuigen zijn nu de belangrijkste aanjagers van batterij-innovatie

• Vooruitgang in oplaadbare lithium-ionbatterijen is de focus van de meeste nieuwe uitvindingen

• Aziatische landen hebben een sterke voorsprong in de wereldwijde batterijtechnologierace

• Versnelde innovatie is nodig om Europa's transitie naar schone energie te stimuleren om de doelstelling van de Europese Green Deal te halen

 Het verbeteren van de capaciteit om elektriciteit op te slaan speelt een sleutelrol in de overgang naar schone energietechnologieën. Tussen 2005 en 2018 groeide de octrooiactiviteit voor batterijen en andere technologieën voor elektriciteitsopslag met een recordtempo gemiddeld jaarlijks percentage van 14% wereldwijd, vier keer sneller dan het gemiddelde van alle technologiegebieden, volgens een gezamenlijke studie die vandaag is gepubliceerd door het Europees Octrooibureau (EOB) en het Internationaal Energieagentschap (IEA).

advertentie

Het rapport, Innovatie in batterijen en elektriciteitsopslag - een wereldwijde analyse op basis van patentgegevens, laat zien dat batterijen goed zijn voor bijna 90% van alle patenteringsactiviteiten op het gebied van elektriciteitsopslag, en dat wel de toename van innovatie wordt voornamelijk gedreven door de vooruitgang in oplaadbare lithium-ionbatterijen die worden gebruikt in consumentenelektronica en elektrische auto's. Vooral elektrische mobiliteit bevordert de ontwikkeling van nieuwe lithium-ion chemie gericht op het verbeteren van het vermogen, de duurzaamheid, de laad-/ontlaadsnelheid en de recycleerbaarheid. Ook de technologische vooruitgang wordt gevoed door de behoefte om grotere hoeveelheden hernieuwbare energie zoals wind- en zonne-energie te integreren in elektriciteitsnetwerken.

De studie toont ook aan dat Japan en Zuid-Korea wereldwijd een sterke voorsprong hebben opgebouwd op het gebied van batterijtechnologie, en dat technische vooruitgang en massaproductie in een steeds volwassener wordende industrie hebben geleid tot een aanzienlijke daling van de batterijprijzen in de afgelopen jaren – met bijna 90% sinds 2010 in het geval van Li-ion-batterijen voor elektrische voertuigen, en met ongeveer tweederde in dezelfde periode voor stationaire toepassingen, waaronder beheer van het elektriciteitsnet.

Het ontwikkelen van betere en goedkopere elektriciteitsopslag is een grote uitdaging voor de toekomst: Volgens het Sustainable Development Scenario van het IEA moet de wereld de klimaat- en duurzame energiedoelstellingen halen, tegen 10 zal wereldwijd bijna 000 gigawattuur aan batterijen en andere vormen van energieopslag nodig zijn – 2040 keer de omvang van de huidige markt. Er zijn effectieve opslagoplossingen nodig om de transitie naar schone energie in Europa vooruit te helpen en het doel van de Europese Green Deal te halen: het continent tegen 50 klimaatneutraal maken.

"Technologie voor elektriciteitsopslag is van cruciaal belang als het gaat om het voldoen aan de vraag naar elektrische mobiliteit en het bereiken van de verschuiving naar hernieuwbare energie die nodig is als we de klimaatverandering willen beperken”, aldus EOB-voorzitter António Campinos. “De snelle en aanhoudende opkomst van innovatie in elektriciteitsopslag laat zien dat uitvinders en bedrijven de uitdaging van de energietransitie aangaan. Uit de patentgegevens blijkt dat Azië weliswaar een sterke voorsprong heeft in deze strategische industrie, maar dat de VS en Europa kunnen rekenen op een rijk innovatie-ecosysteem, waaronder een groot aantal kmo's en onderzoeksinstellingen, om hen te helpen in de race te blijven voor de volgende generatie batterijen.”

"Projecties van het IEA maken duidelijk dat energieopslag de komende decennia exponentieel zal moeten groeien om de wereld in staat te stellen te voldoen aan de internationale doelstellingen op het gebied van klimaat en duurzame energie. Versnelde innovatie zal essentieel zijn om die groei te realiseren”, aldus Fatih Birol, uitvoerend directeur van het IEA. "Door de complementaire sterke punten van het IEA en het EPO te combineren, werpt dit rapport een nieuw licht op de huidige innovatietrends om overheden en bedrijven te helpen slimme beslissingen te nemen voor onze energietoekomst."

Opkomst van elektrische voertuigen stimuleert Li-ion-innovatie

Het rapport, dat de belangrijkste trends in innovatie op het gebied van elektriciteitsopslag tussen 2000 en 2018 presenteert, gemeten in termen van internationale patentfamilies, constateert dat lithium-ion (Li-ion)-technologie, dominant in draagbare elektronica en elektrische voertuigen, heeft sinds 2005 het grootste deel van de batterij-innovatie aangewakkerd. In 2018 waren de vorderingen op het gebied van Li-ion-cellen verantwoordelijk voor 45% van de patenteringsactiviteit met betrekking tot batterijcellen, vergeleken met slechts 7% voor cellen op basis van andere chemie.

In 2011 haalden elektrische voertuigen de consumentenelektronica in als de grootste groeimotor voor Li-ion-batterijen (Zie grafiek: Aantal IPF's gerelateerd aan toepassingen voor accu's). Deze trend benadrukt het voortdurende werk van de auto-industrie om alternatieve technologieën voor schone energie koolstofvrij te maken en te ontwikkelen. Ervoor zorgen dat batterijen in elektrische voertuigen effectief en betrouwbaar zijn, is van cruciaal belang om het gebruik ervan door consumenten na 2020 aan te moedigen, waarna strengere EU-brede emissiedoelstellingen van toepassing zullen zijn op voertuigen die op fossiele brandstof rijden.

Het aandeel uitvindingen uit Europese landen is relatief bescheiden op alle gebieden van Li-ion-technologieën, maar het is twee keer zo hoog in opkomende gebieden in vergelijking met meer gevestigde, bijvoorbeeld het genereren van 11% van de uitvindingen in zowel lithium-ijzerfosfaat (LFP) als lithium-nikkel-kobalt-aluminiumoxide (NCA), die beide worden gezien als veelbelovende alternatieven voor de huidige Li-ion-chemie.

Verbeteringen aan batterijpakketten voor elektrische auto's hebben ook geleid tot positieve overloopeffecten op stationaire toepassingen, waaronder het beheer van het elektriciteitsnet.

Het rapport laat ook zien dat de patenteringsactiviteit bij de productie van batterijcellen en celgerelateerde technische ontwikkelingen de afgelopen tien jaar is verdrievoudigd. Deze twee gebieden waren samen goed voor bijna de helft (47%) van alle patenteringsactiviteiten met betrekking tot batterijcellen in 2018, een duidelijke indicatie van de volwassenheid van de industrie en het strategische belang van het ontwikkelen van efficiënte massaproductie.

Daarnaast zijn ook andere opslagtechnologieën, zoals supercondensatoren en redoxflow-batterijen, snel in opkomst met het potentieel om enkele van de zwakke punten van Li-ion-batterijen aan te pakken.

Aziatische bedrijven aan de leiding

De studie toont dat aan Japan heeft een duidelijke voorsprong in de wereldwijde race om batterijtechnologie, met naar 40.9% aandeel van internationale octrooifamilies in batterijtechnologie in 2000-2018, gevolgd door Zuid-Korea met een aandeel van 17.4%, Europa (15.4%), de VS (14.5%) en China (6.9%). Aziatische bedrijven zijn goed voor negen van de top tien wereldwijde aanvragers van patenten met betrekking tot batterijen, en voor tweederde van de top 25, die ook zes bedrijven uit Europa en twee uit de VS omvat. De top vijf aanvragers (Samsung, Panasonic, LG, Toyota en Bosch) genereerden samen meer dan een kwart van alle IPF's tussen 2000 en 2018. In Europa wordt innovatie op het gebied van elektriciteitsopslag gedomineerd door Duitsland, dat alleen al goed is voor meer dan de helft van de internationale patentfamilies in batterijtechnologieën die uit Europa komen (Zie grafiek: Geografische oorsprong van Europese IPF's in batterijtechnologie, 2000-2018).

Terwijl innovatie in batterijtechnologie nog grotendeels geconcentreerd is in een beperkte groep van zeer grote bedrijven, spelen in de VS en Europa ook kleinere bedrijven, universiteiten en publieke onderzoeksorganisaties een rol van betekenis. Voor de VS zijn kmo's goed voor 34.4% en universiteiten/onderzoeksorganisaties voor 13.8% van de ingediende IPF's. Voor Europa zijn de cijfers respectievelijk 15.9% en 12.7%, in tegenstelling tot Japan (3.4%/3.5%) en de Republiek Korea (4.6%/9.0%).

Meer informatie

Lees de managementsamenvatting

Lees de volledige studie

Opmerkingen voor de redactie

Over internationale octrooifamilies

De octrooianalyse in dit rapport is gebaseerd op het concept van internationale octrooifamilies (IPF's). Elke IPF vertegenwoordigt een unieke uitvinding en omvat octrooiaanvragen die zijn ingediend en gepubliceerd in ten minste twee landen of ingediend bij en gepubliceerd door een regionaal octrooibureau, evenals gepubliceerde internationale octrooiaanvragen. IPF's vertegenwoordigen uitvindingen die door de uitvinder belangrijk genoeg worden geacht om internationaal bescherming te zoeken, en slechts een relatief klein percentage van de aanvragen voldoet daadwerkelijk aan deze drempel. Dit concept kan daarom worden gebruikt als een goede basis voor het vergelijken van internationale innovatieactiviteiten, aangezien het de vooroordelen vermindert die kunnen ontstaan ​​bij het vergelijken van octrooiaanvragen tussen verschillende nationale octrooibureaus.

Over de EPO

Met bijna 7 000 medewerkers, de Europees Octrooibureau (EPO) is een van de grootste overheidsinstellingen in Europa. Het EOB, met hoofdkantoor in München en kantoren in Berlijn, Brussel, Den Haag en Wenen, werd opgericht met als doel de samenwerking op het gebied van octrooien in Europa te versterken. Via de gecentraliseerde octrooiverleningsprocedure van het EOB kunnen uitvinders octrooibescherming van hoge kwaliteit verkrijgen in wel 44 landen, die een markt van zo'n 700 miljoen mensen bestrijken. Het EOB is ook 's werelds toonaangevende autoriteit op het gebied van octrooi-informatie en het zoeken naar octrooien.

Over het Internationaal Energie Agentschap
De Internationaal Energieagentschap (IEA) staat centraal in de wereldwijde dialoog over energie en biedt gezaghebbende analyses, gegevens, beleidsaanbevelingen en real-world oplossingen om landen te helpen veilige en duurzame energie voor iedereen tot stand te brengen. Met een aanpak waarbij alle brandstoffen en technologieën centraal staan, pleit het IEA voor beleid dat de betrouwbaarheid, betaalbaarheid en duurzaamheid van energie verbetert. Het IEA ondersteunt de overgang naar schone energie over de hele wereld om de wereldwijde duurzaamheidsdoelstellingen te helpen bereiken.

Mediacontacten Europees Octrooibureau

Luis Berenguer Gimenez

Hoofddirecteur Communicatie / Woordvoerder

Tel. + 49 89 2399 1203
[e-mail beveiligd]

 

 

Deel dit artikel: