Energie rinnovabili monitoraggio tecnolgie a cura di unioncamere

Network ER

Monitoraggio

tecnologie rinnovabili

2

INDICE

1. Premessa ....................................................................................................................................... 3

2. Introduzione: questione energetica e tecnologie ........................................................................... 4

3. Metodologia .................................................................................................................................. 6

4. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il solare .......................................................................... 7

5. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il settore eolico .............................................................. 9

6. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il settore biomasse ....................................................... 11

7. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il settore efficienza energetica ..................................... 13

8. Conclusioni ................................................................................................................................. 15

Allegati: Tassonomia delle tecnologie per le FER ............................................................................. 16

Solare ............................................................................................................................................. 16

Eolico ............................................................................................................................................. 16

Biomassa ........................................................................................................................................ 16

Efficienza energetica ...................................................................................................................... 17

3

1. Premessa

Dintec ha realizzato un monitoraggio delle domande di brevetto comunitario depositate all’Ufficio

Europeo dei Brevetti (EPO) relative al settore delle energie rinnovabili con l’obiettivo di

evidenziare i trend in corso e fornire agli operatori del settore e alle imprese informazioni relative

agli ambiti tecnologici in cui maggiormente è impegnata la ricerca e l’attività delle aziende.

L’intervento ha previsto la realizzazione delle seguenti attività:

individuazione delle keyword specifiche per ogni settore di interesse (biomasse, energia

solare, energia eolica);

individuazione dei Paesi dei soggetti depositanti (Paesi del G7 e dell’area BRIC);

utilizzo di banche dati specializzate per effettuare l’attività di ricerca delle domande di

brevetto depositate presso l’EPO nel quinquennio 2005-2009;

preparazione di una banca dati dei Brevetti relativi alle fonti rinnovabili e all’efficienza

energetica e relative elaborazioni;

realizzazione di questo report che riassume le principali evidenze emerse.

4

2. Introduzione: questione energetica e tecnologie

La domanda mondiale di energia è in costante crescita ed è soddisfatta prevalentemente da risorse

energetiche non rinnovabili e di origine fossile, benché queste ultime siano le principali responsabili

delle emissioni in atmosfera di gas serra.

In questo contesto i principali Paesi europei si sono impegnati ad adottare adeguate misure per la

promozione e l’utilizzo di tecnologie che possono:

migliorare la qualità degli usi finali di energia, in termini di efficienza energetica e di

risparmio energetico;

abbattere le emissioni in atmosfera di gas clima alteranti;

sfruttare le fonti rinnovabili per la produzione di energia, con particolare riferimento alle

fonti: solare, eolica, biomassa.

Recenti studi come le analisi di scenario formulate dall’Ufficio Studi dell’ENEA sulla base delle

“Prospettive tecnologiche al 2050” e le “Mappe tecnologiche” elaborate dalla IEA (International

Energy Agency) sottolineano come la diffusione sul mercato entro il 2020 di tecnologie energetiche

già esistenti, o in una fase di sviluppo tecnologico avanzato, possa incidere notevolmente sul

consumo di energia e in particolare sulla riduzione delle emissioni di CO2. Il ruolo trainante è

svolto dalle tecnologie per l’efficienza energetica e dalle fonti energetiche rinnovabili.

Si stima che una maggiore diffusione delle tecnologie per il miglioramento della qualità degli usi

finali di energia porterebbe nel 2020 a una riduzione del 57% delle emissioni. A questo si somma il

contributo del 22% derivante da una maggiore penetrazione nel mercato delle tecnologie relative

alle FER.

Figura 1. Ruolo delle tecnologie per la riduzione delle emissioni (%)

Fonte: Ufficio studi ENEA

5

La UE ha adottato il SET (Strategic Energy Technology) Plan in cui vengono individuate le priorità

tecnologiche in ambito energetico che prevedono azioni su energia solare, eolico, bioenergia,

sequestro CO2, nucleare di quarta generazione, idrogeno, fusione termonucleare. Il SET Plan

fornisce, inoltre, una valutazione della difficoltà di sviluppo delle tecnologie energetiche.

L’Italia si caratterizza più di altri paesi per la scarsità di fonti energetiche fossili, tanto da dipendere

per oltre l’80% dalle importazioni di energia. Questa situazione crea periodiche tensioni sui prezzi

con riflessi negativi, in generale, sulla bolletta energetica del Paese e, in particolare, su quella delle

PMI, nonché problemi di sicurezza degli approvvigionamenti.

Sulla base di tali considerazioni, il nostro Paese sta cercando di posizionarsi su aree tecnologiche

che vengono considerate, da autorevoli studi internazionali1, come quelle di maggiore interesse per

l’energia:

• efficienza energetica;

• energia nucleare;

• sequestro della CO2.

1 “Prospettive tecnologiche al 2050” e “Mappe tecnologiche”, Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), 2010

6

3. Metodologia

In questo Rapporto è stato condotto un approfondimento sulle tecnologie per le fonti energetiche

rinnovabili coperte da brevetto a livello europeo.

L’individuazione delle domande di brevetto sulle tecnologie per le FER è stata condotta utilizzando

una specifica strategia di ricerca. Le domande di brevetto sono state individuate per mezzo dei

codici IPC presenti nella tassonomia predisposta dalla WIPO (World Intellectual Property

Organization). Individuati i codici IPC è stata costruita una query di ricerca utilizzata poi all’interno

di banche dati brevettuali messe a disposizione dalla società Dialog.

I Paesi oggetto d’indagine sono stati quelli appartenenti al G7 (USA, Giappone, Germania, Francia,

Canada, Italia e Gran Bretagna) e all’area dei BRIC (Brasile, Russia, India e Cina).

In allegato sono state inserite le classi IPC utilizzate, accompagnate dalla relativa descrizione.

7

4. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il solare Confronto internazionale

Nel periodo 2005-2009 sono state pubblicate dall’ufficio europeo brevetti (EPO) 1.129.720

domande di brevetto, di cui lo 0,14% (quindi 1578 domande) riguardano il tema della produzione di

energia elettrica e termica da fonte solare.

Di queste domande di brevetto europeo circa il 38% (402 domande) è stato depositato in Germania,

che risulta essere il Paese europeo più attivo. Fra i Paesi considerati gli Stati Uniti si posizionano al

secondo posto con una quota del 22,3%, seguiti dal Giappone che si posiziona al terzo posto con un

16,4%.

L’Italia, con 83 domande, detiene il 7,8% delle domande di brevetto pubblicate da EPO su queste

tematiche, appena sopra la Francia che ha il 7,6%.

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 2005-2009 nel settore SOLARE -

Ripartizione per Paese

Paese 2005 2006 2007 2008 2009 2005-2009

Germania 63 59 97 76 107 402

USA 29 40 24 66 77 236

Giappone 23 24 29 45 53 174

Italia 11 9 6 16 41 83

Francia 11 17 14 15 23 80

Gran Bretagna 9 9 12 16 10 56

Canada 3 7 7 3 7 27

Totale G7 149 165 189 237 318 1058

Russia 0 0 7 0 1 8

Brasile 0 1 0 2 0 3

Cina 0 0 0 0 0 0

India 0 0 0 0 0 0

Totale BRIC 0 1 7 2 1 11

Tot. Paesi 149 166 196 239 319 1069

Tot. Epo 223 269 278 353 455 1578

Fonte: elaborazione Dintec su dati Dialog

Dai dati emerge una scarsa propensione a depositare domande di brevetto all’Ufficio europeo da

parte dei paesi dell’area BRIC (Brasile, Russia, India e Cina): appena 11 brevetti in 5 anni e peraltro

negli anni in cui questo settore è in forte crescita. Questa anomalia si può spiegare con la forte

crescita che il settore sta vivendo all’interno di ognuno di questa paesi, per cui le aziende sono

fortemente concentrate a soddisfare la domanda interna e vanno poco all’estero (ad eccezione della

Cina).

8

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 2005-2009 nel settore SOLARE – Tasso

di variazione annuo per Paese (in %)

0,0%

2,0%

4,0%

6,0%

8,0%

10,0%

12,0%

14,0%

16,0%

Tasso di variazione % annua


Dall’analisi dei trend di crescita dei depositi di domande di brevetto relative al solare per Paese, nel

quinquennio 2005-2009, si evince che:

l’andamento dei depositi di domande di brevetto in questo settore mostra una crescita a

livello europeo del 7,4%;

l’Italia gioca un ruolo di primo attore, mostrando un trend di crescita del 14%, seguita dagli

USA (10,3%), dal Canada (8,8%) e dal Giappone (8,7%);

il contributo dei paesi dell’area BRIC non è rilevato, in quanto il totale dei depositi

imputabili a questi paesi è troppo basso e l’andamento è ancora altalenante.

9

5. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il settore eolico

Confronto internazionale


domande di brevetto, di cui lo 0,12% (quindi circa 1310 domande) riguardano il tema della

produzione di energia elettrica e termica da fonte eolica.

Di queste domande di brevetto europeo circa il 45% (376 domande) è stato depositato dalla

Germania, che risulta essere il Paese europeo più attivo. Fra i Paesi considerati gli Stati Uniti si

posizionano al secondo posto con una quota del 32%, seguiti a molta distanza dal Giappone che si

posiziona al terzo posto con un 9,2%.

L’Italia, con 28 domande, detiene il 3,4% delle domande di brevetto pubblicate da EPO su queste

tematiche, di poco sopra la Francia e il Canada.

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 1999-2008 nel settore EOLICO -


Paese 2005 2006 2007 2008 2009 2005-2009

Germania 65 51 61 86 113 376

USA 20 38 68 47 92 265

Giappone 15 23 10 17 11 76


Italia 7 3 1 5 12 28

Canada 2 3 8 2 6 21

Francia 4 2 3 3 8 20

Totale G7 118 127 158 175 251 829

Russia 1 0 3 0 2 6

Brasile 0 0 1 1 1 3

India 0 0 1 2 0 3

Cina 0 0 0 0 0 0


Tot. Paesi 119 127 163 178 254 841

Tot. Epo 179 191 223 276 439 1308


Anche per l’eolico emerge una scarsa propensione a depositare domande di brevetto all’Ufficio

europeo da parte dei paesi dell’area BRIC (Brasile, Russia, India e Cina): appena 12 brevetti in 5

anni e peraltro negli anni in cui questo settore è in forte crescita.

Questa anomalia si può, in parte, spiegare con la particolarità del settore che richiede lunghi periodi

di studio e di analisi della forza e direzione dei venti, nonché degli investimenti in tecnologie e

capitale umano.

10

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 2005-2009 nel settore EOLICO – Tasso

di variazione annuo per Paese (in %)

-5,0%

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%



Dall’analisi dei trend di crescita dei depositi di domande di brevetto relative al eolico per Paese, nel

quinquennio 2005-2009, si evince che:


livello europeo del 9,4%;

il miglior trend di crescita è degli Stati Uniti (+ 16.5%), seguiti dal Canada (+ 11,6%);

l’Italia presenta un trend di crescita positivo del 5,5%, che non permette ancora al nostro

Paese di posizionarsi fra i principali attori a livello internazionale, La limitata attività

brevettuale è da ricercarsi anche nel ritardo con cui le imprese italiane hanno individuato le

potenzialità del settore e hanno avviato progetti di ricerca e sviluppo;

il contributo dei paesi dell’area BRIC – ad eccezione della Russia - non è rilevato, in quanto

il totale dei depositi imputabili a questi paesi è troppo basso e l’andamento è ancora

altalenante.

11

6. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il settore biomasse



domande di brevetto, di cui lo 0,02% (quindi circa 210 domande) riguardano il tema della

produzione di energia elettrica e termica da biomasse.

Di queste domande di brevetto europeo circa il 37% (54 domande) è stato depositato dagli Stati

Uniti che risultano essere il Paese più attivo. Fra i Paesi considerati la Germania si posiziona al

secondo posto con una quota del 24%, seguita dal Canada che si posiziona al terzo posto con un

15%.

L’Italia, con 10 domande, detiene il 7% delle domande di brevetto pubblicate da EPO su queste

tematiche, in linea con la Gran Bretagna (6%).

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 1999-2008 nel settore BIOMASSE -


Paese 2005 2006 2007 2008 2009 2005-2009

USA 9 4 11 14 16 54

Germania 3 8 7 9 9 36

Canada 8 3 2 7 2 22

Giappone 1 1 3 6 3 14

Italia 2 1 4 0 3 10


Francia 0 0 1 0 1 2

Totale G7 25 18 29 37 38 147

Cina 0 0 0 0 0 0

Russia 0 0 0 0 0 0

Brasile 0 0 0 0 0 0

India 0 0 0 0 0 0


Tot. Paesi 25 18 29 37 38 147

Tot. Epo 31 24 45 49 61 210


Per le biomasse non è risultato uno specifico contributo in termini di brevetti da parte dei Paesi

dell’area BRIC (Brasile, Russia, India e Cina), il che dimostra uno scarso interesse per la diffusione

e per la tutela di queste tecnologie nell’area europea. I dati descrivono però una realtà parziale

focalizzata sulla nostra area geografica; è noto, infatti, il coinvolgimento dei BRIC nello sviluppo e

nell’utilizzo di tecnologie sulle biomasse che, finora, hanno trovato applicazione prevalentemente a

livello locale. Soprattutto in questi Paesi il ricorso alle biomasse, come fonte per la produzione di

energia, si intreccia con i fabbisogni alimentari della popolazione generando delle situazioni in cui

si verifica carenza di cibo e aumento delle materie prime agricole. La nuova generazione di

tecnologie dovrebbe mitigare questi problemi.

12

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 2005-2009 nel settore BIOMASSE –

Tasso di variazione annuo per Paese (in %)

-15,0%

-10,0%

-5,0%

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%



Dall’analisi dei trend di crescita dei depositi di domande di brevetto relative al settore biomasse per

Paese, nel quinquennio 2005-2009, si evince che:


livello europeo del 7%;

il miglior trend di crescita è della Germania e del Giappone (+ 11,6 %), seguiti dalla Gran

Bretagna (+ 7,2%);

l’Italia si assesta a un 4,1% che, assieme al dato sul numero di depositi complessivi,

evidenzia come le tecnologie sulle biomasse sia un settore giovane e in crescita, con poche

imprese italiane che hanno già colto le potenzialità del settore e che hanno iniziato a

sviluppare tecnologie tutelabili a livello europeo;

il contributo dei paesi dell’area BRIC non è stato rilevato in quanto nessuna domanda di

brevetto è presente nel periodo di riferimento.

13

7. Analisi brevettuale sulle tecnologie per il settore efficienza energetica



domande di brevetto, di cui l’1,14% (quindi circa 12.882 domande) riguardano il tema

dell’efficienza energetica.

Di queste domande di brevetto europeo circa il 30% (3857 domande) è stato depositato dalla

Germania che risulta essere il Paese più attivo su questo fronte. Fra i Paesi considerati il Giappone

si posiziona al secondo posto con una quota del 27%, seguito dagli USA che si posizionano al terzo

posto con un 21%.

L’Italia, con 896 domande, detiene il 7% delle domande di brevetto pubblicate da EPO su queste

tematiche, in linea con la Francia (6%).

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 1999-2008 nel settore EFFICIENZA

ENERGETICA - Ripartizione per Paese

Paese 2005 2006 2007 2008 2009 2005-2009

Germania 590 552 505 555 550 2752

Giappone 444 460 438 585 539 2466

USA 441 463 397 374 383 2058

Italia 126 103 131 117 151 628

Francia 117 111 122 130 133 613

Gran Bretagna 109 86 75 88 80 438

Canada 27 27 40 36 27 157

Totale G7 1854 1802 1708 1885 1863 9112

Russia 2 6 4 1 3 16

India 0 2 1 1 1 5

Brasile 1 0 0 3 0 4

Cina 0 0 0 0 0 0


Tot. Paesi 1857 1810 1713 1890 1867 9137

Tot. Epo 2603 2533 2439 2653 2654 12882


Nel campo delle tecnologie per l’efficienza energetica non è risultato uno specifico contributo in

termini di brevetti da parte dei Paesi dell’area BRIC, se si fa eccezione per la Russia, di cui si nota

una certa propensione a brevettare.

In generale emerge che l’attenzione del Brasile, della Russia, dell’India e della Cina sul tema

dell’efficienza energetica rimane rivolta all’interno del Paese in quanto, solamente negli ultimi anni,

i governi si stanno ponendo il problema di un uso più razionale dell’energia. Le tecnologie e le loro

applicazioni industriali devono rispondere soprattutto al rallentamento del ciclo economico, che

segue un lungo periodo di crescita impetuosa.

14

Domande di brevetto pubblicate dall'EPO nel periodo 2005-2009 nel settore EFFICIENZA

ENERGETICA – Tasso di variazione annuo per Paese (in %)

-4,0%

-3,0%

-2,0%

-1,0%

0,0%

1,0%

2,0%

3,0%

4,0%

5,0%



Dall’analisi dei trend di crescita dei depositi di domande di brevetto relative al settore efficienza

energetica per Paese, nel quinquennio 2005-2009, si evince che:

l’andamento dei depositi di domande di brevetto in questo settore è stabile, a conferma di un

settore maturo che riesce a sviluppare costantemente dei miglioramenti tecnologici;

il miglior trend di crescita è della Russia (+ 4%), seguita dal Giappone (+ 2%);

l’Italia si assesta su di una crescita dell’1,8%, che fa ben sperare nella prosecuzione del trend

positivo caratterizzato da un crescente coinvolgimento di imprese italiane nella realizzazione

di prodotti per l’efficienza energetica ad alto valore aggiunto;

per gli altri paesi dell’area BRIC non è stato possibile rilevato il tasso di crescita, non

essendoci domande di brevetto nel periodo di riferimento.

15

8. Conclusioni

Dall’analisi effettuata sul deposito di domande di brevetto presso l’EPO emergono alcune

considerazioni utili per favorire e facilitare un maggiore sviluppo delle tecnologie legate alle FER

che possono dare un contributo importante nel conseguimento degli obiettivi di produzione di

energia da fonte rinnovabile e di risparmio energetico che l’Europa ha fissato in previsione del

2020.

In particolare il nostro Paese si distingue per i seguenti punti:

nel campo delle tecnologie per la produzione di energia dal sole riveste un ruolo primario e

con il più alto tasso di crescita di deposito delle domande di brevetto, fattore che ci potrebbe

portare, in prospettiva, a concorrere con la Germania, il paese leader del settore;

nell’eolico l’Italia si ritrova nel gruppo di coda dei paesi europei che investono in questa

tecnologia. Questa tendenza si spiega in modo principale con le difficoltà che questo tipo di

tecnologia incontra soprattutto a causa del suo impatto ambientale (in termine di

conservazione del paesaggio e del territorio) e per il complesso sistema regolatorio che

disciplina l’avvio di fattorie eoliche;

nelle biomasse il nostro Paese potrebbe sicuramente fare di più, sia per il ruolo di primo

livello che il sistema agricolo detiene nella produzione della ricchezza nazionale, sia per gli

indubbi vantaggi legati allo sfruttamento energetico di tutti i residui e gli scarti della

lavorazione dell’industria agroalimentare.

Infine un riferimento al settore dell’efficienza e del risparmio energetico. Qui le potenzialità di

sviluppo del settore sono enormi e rappresentano un potenziale che le imprese italiane dovrebbero

perseguire senza esitazioni. Si fa riferimento sia al campo dell’edilizia residenziale privata, ma

anche in modo più specifico al settore industriale dove interventi che vanno a ridurre i costi

energetici delle imprese si tramutano in una maggiore e competitività.

16

Allegati: Tassonomia delle tecnologie per le FER

Solare

Descrizione sottoclasse Classificazione IPC

Sottoclasse Sotto-gruppi Propulsione elettrica alimentata da forze della natura, es. sole, vento B60L 8/00

Speciali dispositivi collegabili ai rivestimenti dei tetti; sistemi drenanti per il

tetto E04D 13/18

Dispositivi per la produzione di energia meccanica da energia solare F03G 6/00 - 08

Uso del calore solare, ad esempio, collettori solari termici F24J 2/00 - 54

Macchine, impianti o sistemi, che utilizzano fonti di energia particolare F25B 27/00

Essiccazione di materiali solidi o di oggetti mediante eliminazione del liquido

in essi contenuto F26B 3/28

Elementi semiconduttori; dispositivi elettrici allo stato solido non previsti

altrove H01L

31/042

Generatori in cui la radiazione luminosa è direttamente convertita in energia

elettrica H02N 6/00

Eolico


Sottoclasse Sotto-gruppi Motori eolici con asse di rotazione sostanzialmente in direzione del vento F03D 1/00-06

Motori eolici con asse di rotazione sostanzialmente ad angolo retto rispetto

alla direzione del vento F03D 3/00-06

Altri motori eolici F03D 5/00-06

Controllo motori eolici F03D 7/00-06

Adattamenti di motori a vento per usi speciali; F03D 9/00-02

Particolari, parti di componenti, o accessori non previsti, o di interesse per i

gruppi precedenti F03D 11/00-04

Propulsione elettrica alimentata da forze della natura, es. sole, vento B60L 8/00

Realizzazione della propulsione attraverso motori eolici che azionano

elementi propulsivi che impegnano B63H 13/00

Biomassa


Sottoclasse Sotto-gruppi Combustibili solidi C10L 5/42-44

Combustibili liquidi carboniosi F02B 43/08

Motori funzionanti a combustibile gassoso e loro impianti inclusi motori C10L 1/14

Scambio anionico; utilizzo di materiali come scambiatori anionici;

trattamento di materiali per migliorare le proprietà di scambio ionico B01J 41/16

17

Efficienza energetica

Descrizione sottoclasse Classificazione IPC Porte, finestre, infissi per edifici veicoli recinti E06B

Lavoro di finitura su edifici, p. es. scale, pavimenti E04F

Elementi strutturali, materiali di costruzione E04C

Installazioni di tubazioni domestiche E03C

Produzione ed utilizzo di calore o riscaldamento, non altrimenti previsto F24J

Valvole, rubinetti, comandi flottanti, dispositivi per ventilare o areare, elementi strutturali F16K

Motori eolici F03D

Sistemi di riscaldamento domestici o di locali, p. es. sistemi di riscaldamento centrale,

sistemi di alimentazione di acqua calda domestici, elementi o componenti per questi F24D

Prodotti stratificati B32B

Composizione chimica dei vetri, smalti, o smalti vitrei, trattamento superficiale del vetro,

unione di vetro a vetro o ad altri materiali C03C

Tubazioni, giunti o attrezzature per tubazioni, supporti per tubazioni o cavi, mezzi per

isolamento termico in generale F16L

Apparecchi per riscaldare fluidi, per es.: aria o acqua, che prevedono mezzi di produzione

di calore, in generale F24H

Condizionamento d'aria, umidificazione dell'aria, ventilazione, uso di correnti di aria per

schermatura F24F

Combustibili solidi C10L

Coperture del tetto, lucernari, grondaie, strumenti per il lavoro del tetto E04D

Fabbricazione di oggetti con dei procedimenti a secco, con o senza leganti organici a

partire da particelle o fibre di legno o da altre materie lignocellulosiche o da sostanze

organiche analoghe

B27N

Costruzioni edili in genere; muri, per es.: partizioni; tetti; soppalchi; soffitti; isolamenti e

altre protezioni per fabbricati E04B

Dispositivi o sistemi di illuminazione non portatili, non previsti altrove F21S

Macchine elettriche non previste altrove H02N

Meccanismi motori a molle, a pesi, a inerzia o analoghi; dispositivi o meccanismi

producenti una potenza meccanica, non previsti altrove o utilizzanti una fonte di energia

non prevista altrove

F03G

Composizioni contenenti composti macromolecolari C08L

Elementi semiconduttori; dispositivi elettrici allo stato solido non previsti altrove H01L

Propulsione elettrica alimentata da forze della natura, es. vento B60L

Motori eolici per applicazioni di propulsione che coinvolgono l'acqua e il mare B63H

Essiccazione di materiali solidi attraverso dispositivi solari F26B

Business

Energie rinnovabili monitoraggio tecnolgie a cura di unioncamere