Sprunghafter Anstieg bei Erfindungen für Stromnetze

Eine heute veröffentlichte neue Studie des Europäischen Patentamts (EPA) und der Internationalen Energieagentur (IEA) veranschaulicht das rasante Wachstum von Stromnetztechnologien, die für die Dekarbonisierung und Energiewende unerlässlich sind.

Die Studie – Patents for enhanced electricity grids – zeigt einen außerordentlichen Anstieg der Patentaktivitäten in den Jahren 2009–2013, die seither auf hohem Niveau geblieben sind. Internationale Patentfamilien (IPF) verzeichneten in diesem Zeitraum einen jährlichen Zuwachs von 30 % und lagen damit weit über dem jährlichen Wachstum von 12 % bei kohlenstoffarmen Energietechnologien und 4 % bei allen Technologien insgesamt. Im gesamten Untersuchungszeitraum des Berichts (2001–2022) hat sich die Zahl der IPF im Bereich der physischen und intelligenten Netzinfrastruktur verachtfacht, während sie sich bei allen Technologien insgesamt kaum verdoppelt hat.

KI-bezogene Netztechnologien haben sich seit 2018 versechsfacht

Die Patentierung im Bereich der physischen Stromnetzinfrastruktur ist nach wie vor stark, aber das größte Wachstum in den letzten zehn Jahren ist auf intelligente Netztechnologien zurückzuführen, die inzwischen mehr IPF ausmachen als physische Netz- und Speichertechnologien zusammen. Das Aufkommen von politisch gesteuerten Märkten und Standards für intelligente Stromzähler und Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge vor über einem Jahrzehnt hat dazu beigetragen, Innovationen in der intelligenten Netztechnologie voranzutreiben, was zu flexibleren und bidirektionalen Netzen geführt hat. Der beeindruckendste Trend ist die Zunahme von KI-bezogenen Lösungen, die sich seit 2018 versechsfacht haben und die beispielsweise zur Fehlererkennung und zur Vorhersage der Nachfrage eingesetzt werden, um die Versorgung besser zu steuern.

"Wie in Mario Draghis jüngstem Bericht hervorgehoben, muss Europa zur Sicherung seiner wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit die Führung bei neuen sauberen Technologien übernehmen und die Energiewende weg von fossilen Brennstoffen beschleunigen", sagte EPA-Präsident António Campinos. "Es wurden bereits beträchtliche Fortschritte erzielt, was die Dringlichkeit von Investitionen in intelligentere, flexiblere Stromnetze unterstreicht, um die wachsende Stromnachfrage mit variablen Energiequellen auszugleichen. Diese Studie bietet einen einzigartigen Einblick in die Trends bei den Patentanmeldungen und dient als Landkarte für unseren Übergang zu einem neuen Energiesystem."

"Unzureichende Stromnetze sind ein Hindernis für wirtschaftliche Aktivitäten und den Zugang zu Energie und machen den Einsatz sauberer Energietechnologien kostspieliger und komplexer", sagte der Leitende Direktor der IAE Fatih Birol. "Diese Studie zeigt, dass die Innovatoren auf den Bedarf an wettbewerbsfähigeren und flexibleren Netztechnologien reagieren, ein Thema, das zu oft übersehen wird. Die Daten weisen ein ermutigendes Wachstum von Innovationen zum Ausbau und zur Instandhaltung kritischer Netzinfrastrukturen auf. Dieses Wachstum wird nun von China angeführt, wodurch der Wettbewerb für andere Regionen verschärft wird. Wir werden die Regierungen weiterhin dabei unterstützen, Innovationen für eine sichere und nachhaltige Energiewende voranzutreiben."

Europa, Japan und die USA reichten die meisten IPF ein, China ist auf dem Vormarsch

Während eines Großteils des in der Studie betrachteten Zeitraums waren Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen aus Europa, Japan und den USA führend bei der Anzahl der IPF für Netztechnologien. Seit 2019 haben Anmelder aus der VR China ihre Patentanmeldungen massiv gesteigert und bis 2022 das gleiche Niveau wie Europa erreicht, vor allem durch die Konzentration auf intelligente Netze und Speichertechnologien.

Patentierungstrends für die wichtigsten Regionen (2001–2022; IPF nach Jahr der Erstanmeldung)

Start-ups und öffentliche Forschungseinrichtungen spielen eine wichtige Rolle

Siemens (DE), ABB (CH) und General Electric (US) führen die Rangliste der IPF im Bereich Netztechnologien an. Fünf japanische Unternehmen gehören ebenfalls zu den Top 10, vor allem aufgrund ihrer führenden Rolle im Bereich Smart-Grid-Technologien, darunter Toyota, das zusammen mit Honda und der Ford Motor Company demonstriert, wie große Automobilhersteller bei der Entwicklung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge an vorderster Front stehen. In der VR China kommen viele Anmeldungen von den öffentlichen Forschungseinrichtungen des Landes sowie von großen Industrieunternehmen wie Huawei. Die Mehrheit der Start-ups in diesem Sektor befindet sich in Europa und den USA und trägt hauptsächlich zu Hardware-Technologien (Netzinfrastruktur und Messgeräte) bei. Über ein Drittel der 1 085 Start-ups, die in der Kohorte für diese Studie identifiziert wurden, haben eine Patentanmeldung eingereicht (37 %), verglichen mit einer Ausgangsbasis von nur 6 % der europäischen Start-ups mit Patentanmeldungen.

Warum Innovationen bei Stromnetzen für die Energiewende von zentraler Bedeutung sind

n den letzten zehn Jahren ist die Nachfrage nach elektrischer Energie doppelt so schnell gestiegen wie die globale Energienachfrage insgesamt. Dies trägt dazu bei, dass immer dringender Netze benötigt werden, die oftmals abgelegene Quellen erneuerbarer Energie mit den Städten und Fabriken verbinden, die diese Energie verbrauchen. Zusätzlich zu diesen Herausforderungen muss die bestehende Netzinfrastruktur modernisiert werden. Bis 2030 müssen beispielsweise über 1,7 Millionen Kilometer älterer Stromleitungen ersetzt werden – genug, um die Erde mehr als 42 Mal zu umfassen.

Hintergrund

Dies ist die vierte gemeinsame Studie des EPA und der IEA seit 2020, die sich mit verschiedenen Aspekten der globalen Energiewende befasst, die durch den Klimawandel vorangetrieben wird. An dieser Studie wirkten außerdem Experten aus 13 nationalen Ämtern für geistiges Eigentum mit, die von der Beobachtungsstelle für Patente und Technologie des EPA koordiniert wurden. Die mitwirkenden Patentämter waren: Österreich, Bosnien und Herzegowina, Tschechische Republik, Finnland, Italien, Litauen, Lettland, Monaco, Niederlande, Spanien, Schweden, Türkei und das Vereinigte Königreich.

Jede internationale Patentfamilie (IPF) umfasst eine einzelne hochwertige Erfindung, die durch Patentanmeldungen abgedeckt ist, die bei mehreren Patentämtern eingereicht und veröffentlicht wurden. IPF sind also ein verlässlicher Indikator für die Erfindungstätigkeit, da sie Erfindungen repräsentieren, die von ihrem Schöpfer für wertvoll genug erachtet werden, um internationalen Patentschutz anzustreben.