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EPA-IEA-Studie: Schneller Anstieg der Batterieinnovation spielt eine Schlüsselrolle bei der Umstellung auf saubere Energie

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  • Erfindungen von Stromspeichern weisen in den letzten zehn Jahren ein jährliches Wachstum von 14% auf, wie eine gemeinsame Studie des Europäischen Patentamts (EPA) und der Internationalen Energieagentur (IEA) ergab

  • Die Menge an Batterien und anderen Energiespeichern muss sich bis 2040 verfünffachen, um die Welt auf den richtigen Weg für Klima- und nachhaltige Energieziele zu bringen

  • Elektrofahrzeuge sind heute die Haupttreiber der Batterieinnovation

  • Fortschritte bei wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien stehen im Mittelpunkt der meisten neuen Erfindungen

  • Asiatische Länder haben einen starken Vorsprung im globalen Batterietechnologie-Rennen

  • Beschleunigte Innovationen sind erforderlich, um die Umstellung auf saubere Energie in Europa voranzutreiben, um das Ziel des Europäischen Green Deal zu erreichen

 Die Verbesserung der Speicherkapazität von Elektrizität spielt eine Schlüsselrolle beim Übergang zu sauberen Energietechnologien. Zwischen 2005 und 2018 nahm die Patentaktivität für Batterien und andere Stromspeichertechnologien zu Laut einer heute vom Europäischen Patentamt (EPA) veröffentlichten gemeinsamen Studie von 14% weltweit, viermal schneller als der Durchschnitt aller Technologiefelder die Internationale Energieagentur (IEA).

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Der Bericht, Innovation bei Batterien und Stromspeichern - eine globale Analyse basierend auf Patentdaten, zeigt, dass Batterien fast 90% aller Patentaktivitäten im Bereich der Stromspeicherung ausmachen, und das Der Anstieg der Innovation ist hauptsächlich auf Fortschritte bei wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien zurückzuführen, die in Unterhaltungselektronikgeräten und Elektroautos verwendet werden. Insbesondere die Elektromobilität fördert die Entwicklung neuer Lithium-ionen Chemikalien zur Verbesserung der Leistung, Haltbarkeit, Lade- / Entladegeschwindigkeit und Recyclingfähigkeit. Der technologische Fortschritt wird auch durch die Notwendigkeit befeuert größere Mengen erneuerbarer Energie wie Wind- und Sonnenenergie in Stromnetze zu integrieren.

Die Studie zeigt auch, dass Japan und Südkorea weltweit einen starken Vorsprung in der Batterietechnologie aufgebaut haben und dass der technische Fortschritt und die Massenproduktion in einer zunehmend reifen Industrie in den letzten Jahren zu einem deutlichen Rückgang der Batteriepreise geführt haben - seit 90 um fast 2010% im Fall von Li-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge und um rund zwei Drittel im gleichen Zeitraum für stationäre Anwendungen, einschließlich Stromnetzmanagement.

Die Entwicklung besserer und billigerer Stromspeicher ist eine große Herausforderung für die Zukunft: Laut dem IEA-Szenario für nachhaltige Entwicklung muss die Welt die Ziele für Klima und nachhaltige Energie erreichen. Bis 10 werden weltweit fast 000 2040 Gigawattstunden Batterien und andere Formen der Energiespeicherung benötigt - das 50-fache der Größe des aktuellen Marktes. Wirksame Speicherlösungen sind erforderlich, um die Umstellung auf saubere Energie in Europa voranzutreiben, um das Ziel des Europäischen Green Deal zu erreichen: den Kontinent bis 2050 klimaneutral zu machen.

"Die Stromspeichertechnologie ist von entscheidender Bedeutung, um die Nachfrage nach Elektromobilität zu befriedigen und die Umstellung auf erneuerbare Energien zu erreichen, die zur Eindämmung des Klimawandels erforderlich ist “, sagte er EPA-Präsident António Campinos. „Der rasche und anhaltende Anstieg der Innovationen bei Stromspeichern zeigt, dass Erfinder und Unternehmen sich der Herausforderung der Energiewende stellen. Die Patentdaten zeigen, dass Asien zwar einen starken Vorsprung in dieser strategischen Branche hat, die USA und Europa jedoch auf ein reichhaltiges Innovationsökosystem zählen können. darunter eine große Anzahl von KMU und Forschungseinrichtungen, um ihnen zu helfen, im Rennen um die nächste Generation von Batterien zu bleiben. “

"IEA-Projektionen machen deutlich, dass die Energiespeicherung in den kommenden Jahrzehnten exponentiell wachsen muss, damit die Welt die internationalen Ziele für Klima und nachhaltige Energie erreichen kann. Eine beschleunigte Innovation wird für dieses Wachstum von entscheidender Bedeutung sein “, sagte Fatih Birol, Executive Director der IEA. "Durch die Kombination der sich ergänzenden Stärken der IEA und des EPA wirft dieser Bericht ein neues Licht auf die heutigen Innovationstrends, um Regierungen und Unternehmen dabei zu helfen, kluge Entscheidungen für unsere Energiezukunft zu treffen."

Aufstieg von Elektrofahrzeugen zur Förderung der Li-Ionen-Innovation

Der Bericht, der die wichtigsten Trends bei der Innovation von Stromspeichern zwischen 2000 und 2018 darstellt, gemessen an internationalen Patentfamilien, stellt dies fest Lithium-Ionen (Die in tragbaren Elektronik- und Elektrofahrzeugen dominierende Li-Ionen-Technologie hat seit 2005 den größten Teil der Batterieinnovation befeuert. Im Jahr 2018 waren Fortschritte bei Li-Ionen-Zellen für 45% der Patentierungsaktivitäten im Zusammenhang mit Batteriezellen verantwortlich, verglichen mit nur 7 % für Zellen basierend auf anderen Chemikalien.

Im Jahr 2011 überholten Elektrofahrzeuge die Unterhaltungselektronik als größten Wachstumstreiber für Li-Ionen-Akkus (Siehe Grafik: Anzahl der IPFs im Zusammenhang mit Anwendungen für Akkus). Dieser Trend unterstreicht die anhaltende Arbeit der Automobilindustrie an der Dekarbonisierung und Entwicklung alternativer sauberer Energietechnologien. Die Gewährleistung der Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von Batterien in Elektrofahrzeugen ist entscheidend, um die Akzeptanz bei den Verbrauchern nach 2020 zu fördern. Danach gelten strengere EU-weite Emissionsziele für Fahrzeuge mit fossilen Brennstoffen.

Der Anteil der Erfindungen aus europäischen Ländern ist in allen Bereichen der Li-Ionen-Technologie relativ gering, in aufstrebenden Bereichen jedoch doppelt so hoch wie in etablierteren Bereichen. Beispielsweise werden 11% der Erfindungen sowohl in Lithiumeisenphosphat (LFP) als auch in Lithiumeisenphosphat (LFP) erzeugt Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA), die beide als vielversprechende Alternativen zur aktuellen Li-Ionen-Chemie angesehen werden.

Verbesserungen an Batteriepacks für Elektroautos haben auch positive Auswirkungen auf stationäre Anwendungen, einschließlich des Stromnetzmanagements.

Der Bericht zeigt auch, dass sich die Patentierungsaktivitäten bei der Herstellung von Batteriezellen und zellbezogenen technischen Entwicklungen in den letzten zehn Jahren verdreifacht haben. Diese beiden Bereiche machten zusammen fast die Hälfte (47%) aller Patentaktivitäten im Zusammenhang mit Batteriezellen im Jahr 2018 aus. Dies ist ein klarer Hinweis auf die Reife der Branche und die strategische Bedeutung der Entwicklung einer effizienten Massenproduktion.

Darüber hinaus entstehen schnell andere Speichertechnologien wie Superkondensatoren und Redox-Flow-Batterien, mit denen einige der Schwächen von Li-Ionen-Batterien behoben werden können.

Asiatische Unternehmen an der Spitze

Die Studie zeigt das Japan hat einen klaren Vorsprung im globalen Wettlauf um Batterietechnologie mit um 4Anteil der internationalen Patentfamilien an der Batterietechnologie von 0.9% im Zeitraum 2000-2018, gefolgt von Südkorea mit einem Anteil von 17.4%, Europa (15.4%), den USA (14.5%) und China (6.9%). Auf asiatische Unternehmen entfallen neun der zehn weltweit führenden Anmelder von Patenten für Batterien und zwei Drittel der 25 größten Unternehmen, zu denen auch sechs Unternehmen aus Europa und zwei aus den USA gehören. Die fünf größten Bewerber (Samsung, Panasonic, LG, Toyota und Bosch) haben zwischen 2000 und 2018 zusammen über ein Viertel aller IPFs generiert. In Europa wird die Innovation bei der Stromspeicherung von Deutschland dominiert, das allein mehr als die Hälfte der internationalen Patentfamilien für aus Europa stammende Batterietechnologien ausmacht (Siehe Grafik: Geografische Herkunft europäischer IPFs in der Batterietechnologie, 2000-2018).

Während sich Innovationen in der Batterietechnologie nach wie vor weitgehend auf eine begrenzte Gruppe sehr großer Unternehmen konzentrieren, spielen in den USA und in Europa auch kleinere Unternehmen, Universitäten und öffentliche Forschungseinrichtungen eine wichtige Rolle. In den USA machen KMU 34.4% und Universitäten / Forschungsorganisationen 13.8% der eingereichten IPFs aus. Für Europa liegen die Zahlen bei 15.9% bzw. 12.7%, im Gegensatz zu Japan (3.4% / 3.5%) und der Republik Korea (4.6% / 9.0%).

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Hinweise an den Herausgeber

Über internationale Patentfamilien

Die Patentanalyse in diesem Bericht basiert auf dem Konzept internationaler Patentfamilien (IPFs). Jeder IPF stellt eine einzigartige Erfindung dar und umfasst Patentanmeldungen, die in mindestens zwei Ländern eingereicht und veröffentlicht oder bei einem regionalen Patentamt eingereicht und von diesem veröffentlicht wurden, sowie veröffentlichte internationale Patentanmeldungen. IPFs stellen Erfindungen dar, die vom Erfinder als wichtig genug erachtet werden, um international Schutz zu suchen, und nur ein relativ kleiner Prozentsatz der Anmeldungen erfüllt tatsächlich diesen Schwellenwert. Dieses Konzept kann daher als solide Grundlage für den Vergleich internationaler Innovationsaktivitäten verwendet werden, da es die Verzerrungen verringert, die beim Vergleich von Patentanmeldungen zwischen verschiedenen nationalen Patentämtern auftreten können.

Über das EPA

Mit fast 7 000 Mitarbeitern ist die Europäisches Patentamt (EPA) ist eine der größten öffentlichen Einrichtungen in Europa. Das EPA mit Hauptsitz in München und Niederlassungen in Berlin, Brüssel, Den Haag und Wien wurde mit dem Ziel gegründet, die Zusammenarbeit bei Patenten in Europa zu stärken. Durch das zentralisierte Patenterteilungsverfahren des EPA können Erfinder in bis zu 44 Ländern einen hochwertigen Patentschutz erhalten, der einen Markt von rund 700 Millionen Menschen abdeckt. Das EPA ist auch die weltweit führende Behörde für Patentinformation und Patentrecherche.

Über die Internationale Energieagentur
Das Internationale Energieagentur (IEA) steht im Mittelpunkt des globalen Energiedialogs und bietet maßgebliche Analysen, Daten, politische Empfehlungen und reale Lösungen, um Ländern dabei zu helfen, sichere und nachhaltige Energie für alle zu schaffen. Die IEA verfolgt einen All-Fuel-All-Technologies-Ansatz und befürwortet Richtlinien, die die Zuverlässigkeit, Erschwinglichkeit und Nachhaltigkeit von Energie verbessern. Die IEA unterstützt weltweit saubere Energiewende, um zur Erreichung globaler Nachhaltigkeitsziele beizutragen.

Medienkontakte Europäisches Patentamt

Luis Berenguer Giménez

Hauptdirektor Kommunikation / Sprecher

Tel:. + 49 89 2399 1203
[E-Mail geschützt]

 

 

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EU Reporter veröffentlicht Artikel aus einer Vielzahl externer Quellen, die ein breites Spektrum an Standpunkten zum Ausdruck bringen. Die in diesen Artikeln vertretenen Positionen sind nicht unbedingt die von EU Reporter.

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