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发布：2026-06-15 22:46:20 · 事件：2026-06-15 22:46:20

科情智库 全球气候变化、生态破坏与环境污染已成为威胁可持续发展的三大核心挑战。联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）在《气候变化2023》报告中指出，若全球减排行动不力，2030年前全球温升极可能突破1.5℃的关键阈值，引发生态系统不可逆转的灾难性后果。在此背景下，随着《巴黎协定》等国际公约不断推进，生态环境技术创新成为破解环境治理困境的关键路径。

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科情智库 全球气候变化、生态破坏与环境污染已成为威胁可持续发展的三大核心挑战。联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）在《气候变化2023》报告中指出，若全球减排行动不力，2030年前全球温升极可能突破1.5℃的关键阈值，引发生态系统不可逆转的灾难性后果。在此背景下，随着《巴黎协定》等国际公约不断推进，生态环境技术创新成为破解环境治理困境的关键路径。生态环境技术作为支撑生态系统保护、环境治理和可持续发展的关键工具，已广泛应用于气候变化监测、污染防治、生态修复及资源管理等领域。本文所提的生态环境技术，是以保护、修复和改善生态环境为目标，涵盖污染防治、资源循环利用、生态修复、环境监测与评估和低碳发展等多领域的综合性技术体系，涵盖了废水处理等传统末端治理技术，并延伸至资源高效利用、生态恢复、环境信息化及适应气候变化等前沿方向。因此，生态环境技术是一个内涵丰富、外延广泛，旨在实现人与自然和谐共生的系统性解决方案。 面对日益严峻的环境压力，全球主要经济体均加速布局绿色技术研发：中国“十四五”规划将生态环境技术创新列为国家战略优先领域；欧盟“绿色新政”计划投入1万亿欧元支持碳中和技术的商业化应用；美国《基础设施投资和就业法案》明确提出加强气候适应技术的专利布局力度。基于此背景，全球生态环境技术专利呈爆发式增长。然而，现有研究多聚焦单一技术领域或局限于区域尺度的技术竞争格局分析，缺乏对全球生态环境技术全局的多维度、跨尺度解析。这导致在技术层面，热点领域识别多依赖定性综述类研究，量化评估的研究相对不足；在产业层面，技术转化路径与行业布局间的关联性尚未明晰；在主体层面，创新网络协同模式与产学研互动机制仍待挖掘。 为系统解决上述研究碎片化问题，构建“技术—产业—主体三维分析框架，在技术维度挖掘热点方向、学科基础与演进轨迹；在产业维度识别技术转化核心载体与行业布局特征；在主体维度识别关键创新主体及分布特征。基于此框架，利用欧洲专利局全球专利统计数据库（EPO Worldwide Patent Statistical Database，PATSTAT），对2018—2023年生态环境领域180余万条专利数据展开实证分析，以期揭示全球生态环境技术的创新生态与竞争格局，为协同创新与可持续发展提供科学依据。 / 一 / 三维分析框架设计 “技术—产业—主体”三维框架，旨在系统性地解构全球生态环境技术领域的专利生态，揭示其内在结构与发展动力。该框架将专利数据置于技术研发、产业应用与创新主体3个相互关联的维度中综合解析，形成三位一体的分析视角。 技术维度。聚焦技术本身的发展特征与价值。核心功能是识别技术热点、追踪技术演进轨迹、评估商业价值与学术影响力，并通过以下核心指标衡量。一是专利家族数量。反映特定技术领域的研发活跃度和产出规模。二是国际专利分类（International Patent Classification，IPC）。定位技术的学科基础与核心领域，揭示知识来源和技术边界。三是专利法律状态。体现技术的商业化可行性、法律风险及技术生命周期。四是被引用次数。评估技术对后续创新的知识贡献和学术影响力。 产业维度。关注技术成果的应用转化与产业落地。核心功能是识别核心技术的承载行业、分析技术转化的主要载体、揭示产业布局的内在逻辑与重点方向。核心方法包括：一是通过将专利的IPC专利分类与《国民经济行业分类》代码进行精准关联，实现专利技术到具体国民经济行业的映射；二是依据专利授权情况辅助评估技术的市场化成熟度。 主体维度。聚焦创新活动的参与主体及其互动关系。核心功能是识别关键创新者、分析创新主体分布特征，探索潜在的合作模式。核心分析内容包括：一是专利权人类型识别，区分创新主体类型（高校、企业、科研机构等），理解不同主体的角色定位；二是主要创新主体分布特征，分析核心专利权人的技术聚焦领域及其活跃度，如专利家族数量排名。 / 二 / 数据来源 专利数据来自PATSTAT。该数据库涵盖全球主要专利局的数据，其提供的IPC专利分类信息，能够精确定位技术领域，同时结合专利家族分析，揭示关键技术的发展轨迹。此外，该数据库还支持对机构之间的竞争状况进行深入分析，为政策制定、技术转移及绿色发展战略提供坚实的数据支撑。为了确保从海量专利数据中精准提取信息，揭示领域内的发展趋势、技术热点和创新主体分布，首先，以《生态环境信息分类与代码》作为权威框架，以政策文件和权威报道等素材提炼技术点作为补充，并邀请领域专家参与讨论，形成171项生态领域技术清单。以技术清单作为专利检索的基础，在PATSTAT数据库中根据关键词进行查询，为每项技术匹配最准确的IPC分类号；再根据技术清单所映射的IPC分类集合，在PATSTAT数据库中进行查询，以得到该技术领域全部专利数据。其次，在每项专利家族中选择申请时间最早的专利作为代表，对领域的专利家族进行去重，并提取专利家族的基本信息，如IPC分类、申请日期和授权情况等。最后，通过时间序列分析，研究领域内授权专利家族数量的变化趋势、热点技术的分布情况及与这些技术对应的经济行业分布。同时提取专利第一申请人的标准名称，对2010年至今的专利家族数量进行统计，分析专利创新主体的分布情况。生态环境领域的专利数据统计情况如表2所示。 / 三 / 专利分析结果 3.1 技术维度：发展轨迹与热点格局 为系统揭示全球生态环境技术的动态演进规律与核心竞争格局，本文从总体趋势、热点领域、商业布局、学术价值及学科基础5个关键层面展开深入剖析。 3.1.1 总体趋势 从图1中可以看出，2010—2023年全球生态环境技术领域专利家族数量呈现先增后降的态势。其中，2010—2019年专利家族数量由24592项持续增长至55438项，尤其在2015年后增速加快，于2019年达到峰值，这反映出各国对该领域技术研发的持续重视及《巴黎协定》等政策推动下的创新活力增加。2020年后专利家族数量出现回落，这一变化主要受专利申请滞后性及新冠疫情等全球性事件对研发与申报进程的短期影响。 尽管图1显示2020年后专利数量呈现下降趋势，但不代表生态环境技术创新的创新动能减弱。在此期间，领域内技术和市场经历了结构性调整，例如，人工智能、物联网等新一代信息技术与传统生态技术融合，催生新的增长点。因此，需要密切关注国际形势和技术发展趋势，特别是在绿色能源、碳中和等方向的新进展。 3.1.2 热点技术领域分布 由表3可知，全球生态环境技术领域专利家族数量排名前10位的技术可归纳为污染防治、资源化利用和低碳与生态管理三大主题。从专利家族数量来看，生物监测以170463项专利居首位，凸显环境状态实时监控需求的重要性。光氧化技术和微生物治理技术，两者分别在污染物降解和生物修复污染中发挥了重要作用。海洋石油污染的生物处理和海洋垃圾定位与监测反映了海洋生态保护的技术热点，模型模拟技术则体现了环境管理的数字化趋势。碳捕集和废弃物能源化表明低碳发展与资源循环已经引发全球性关注，陆源污染防治与生态拦截沟建设进一步显示各国对陆地和水资源污染防控的持续重视。从热点技术领域分布来看，研究热点呈现了集中性和多样化的特征。 3.1.3 热点技术商业布局分布 全球生态环境技术领域中专利家族平均规模的分布显示了各技术方向的商业价值和市场布局差异。由表4可知，排名前10位的专利家族平均规模均远高于总体专利家族规模平均值，即1.8919，其中，核能以21.9527位列第一，显示出核能在技术研发和专利集群上的高度集中。这表明核能技术不仅具有高技术壁垒，而且是大规模资本密集型产业，其专利布局反映了该领域较强的市场竞争力和较高的商业价值。生物酶处理和生物反应器法分别排名第二位和第三位，这说明了生物技术在生态环境保护领域的重要性。生物酶处理广泛用于污染治理和资源回收，具有较高的技术创新性和市场价值，而生物反应器法则是废弃物资源化处理中的核心技术，其专利家族平均规模显示出市场对高效处理技术的重视。排名第四位到第七位的技术分别为动物恢复、医疗救援、耐盐等抗逆和经济植物栽培、特殊材料测定，它们的专利家族平均规模均在7左右，这些技术多面向特定生态场景，体现生态修复与环境应急的应用需求。例如，动物恢复和耐盐植物栽培技术反映了对生态修复的关注，而医疗救援则与环境灾害后的应急处理有关。吸附工艺、硅酸盐工业废水处理等后续技术，虽排名相对靠后，但仍远高于均值，反映资源回收类的技术竞争活跃。 专利家族平均规模的分布体现了技术的商业潜力和研发投入的集中程度。排名靠前的技术领域具有技术含量高、市场应用广泛等特点，表明这些领域具备显著的商业价值和市场竞争力，可为企业制定研发和市场战略提供参考。 3.1.4 热点技术的学术价值 全球生态环境技术领域专利家族的平均被引量排名反映了各技术方向的学术影响力。如表5所示，排名前10位的专利家族平均被引量均显著高于总体专利家族被引平均值（5.1862）。其中，核能技术以34.8176的专利家族平均被引量居于首位，表明其在清洁能源中的重要地位。生物反应器法和生物酶处理分别排名第二位和第三位，这两项技术在废弃物资源化处理与高效污染治理中扮演了关键角色，成为推动生态环境保护的学术热点。同时，动物恢复、耐盐等抗逆和经济植物栽培及牧草品种选择等技术，显示出生态修复与农业生态方向的学术关注度。吸附工艺和纤维材料回收利用则集中于资源高效利用和污染治理，表明循环经济相关技术在学术研究中占据重要地位。热处理和植物蒸腾作用同样表现出较高的研究价值，它们分别与废弃物无害化处理和生态水文过程研究密切相关。 综合表4和表5可知，核能、生物酶处理、生物反应器法在专利家族规模和专利家族被引量上均表现突出，说明这些领域兼具高商业价值与学术影响力；而医疗救援、特殊材料测定等技术的商业布局强度相对突出，牧草品种选择、植物蒸腾作用等技术的学术影响力则更为显著。 3.1.5 技术学科基础分布 全球生态环境技术领域中，专利家族数量排名前10位的IPC小组展示了该领域的主要技术热点和重点研究方向。如表6所示，G06T 7/00以87401项专利家族位居榜首，其广泛应用于环境监测、生态资源评估和灾害检测等领域，是推动生态环境技术发展的重要基础。C12N 1/20和G06F 30/20分列第二、第三位，显示微生物技术与计算机仿真在污染治理和系统优化中的关键作用。 B09B 3/00以30995项专利家族位列第四。这显示了全球对固体废弃物处理技术的高度关注，重点在于如何将废弃物转化为有用或无害的材料，以解决废弃物污染问题。G01N 33/00和B01D 46/00分别位列第五和第六，凸显出各国对废弃物处理与监测过滤技术的关注度较高。 C02F 1/00以18361项专利家族位居第七。水处理技术的高排名反映了全球对水资源保护和污染治理的高度重视，特别是废水和污水处理技术的创新。G01N 30/02、H01J 37/32与B64C 39/02则表明分析技术与航空监测在环境数据采集中的融合应用。 整体来看，这些高专利家族数量的IPC小组反映了全球生态环境技术领域的多样化发展，具体涵盖了图像分析、生物技术、计算机优化、废物处理、水处理、化学检测及航空监测等多个关键技术方向。这些技术不仅推动了生态环境保护技术的进步，还为经济可持续发展提供了重要支撑。 3.2 产业维度 重点行业分布分析折射出核心技术的应用方向，揭示了产业布局的内在逻辑。通过解析各细分领域相关技术在国民经济行业中的主要分布情况，为产业政策制定、布局规划提供指导。如表7所示，全球生态环境技术领域的专利分布高度响应产业需求。从经济行业小类看，环境保护专用设备制造是最大的技术承载行业，集中体现了末端治理技术如光氧化、吸附工艺和固体废物转化的大规模产业化需求，是污染治理技术落地的核心硬件载体。环境监测专用仪器仪表制造和环境污染处理专用药剂材料制造，分别是生物监测等实时监控技术和微生物治理技术的核心转化载体，凸显了精准监测材料与高效治理药剂在技术链条中的关键地位。气体、液体分离及纯净设备制造直接服务于碳捕集等低碳技术的工程化应用，是其核心装备支撑。草种植是耐盐等抗逆和经济植物栽培及生态拦截沟建设等生态修复技术在农业与土地利用领域的主要应用载体。 此外，技术产业化呈现清晰的层级载体结构。基础材料与药剂层（C2666）提供污染治理（如微生物菌剂）和资源化（如生物酶）的关键材料。核心设备制造层（C3591、C3463、C4021、C4014和C4024）将技术原理转化为可应用的硬件（如治理设备、监测仪器、分离装置、农用机械），是产业化的中坚力量。例如，图像分析G06T 7/00等技术通过C4021（环境监测专用仪器仪表制造）和I6571（地理遥感信息服务）实现从算法到应用的转化。技术服务与应用层（I6571和D4620）提供地理遥感信息、污水处理运营等解决方案，直接面向终端需求，完成技术价值的最终实现。D4620（污水处理及其再生利用）是水处理技术C02F 1/00的最终服务形态。 专利高度集中于三大特定行业，揭示了产业布局的核心驱动力与战略重点。第一，末端治理与过程控制是当前产业化的绝对重心。污染防治主题（光氧化、微生物治理、陆源防治、水处理等）的技术需求驱动了其核心载体行业（C3591,C2666,D4620）的专利聚集，专利家族数量占据绝对优势。第二，对环境状态实时监控（如生物监测、模型模拟、海洋垃圾定位等）的迫切需求，推动环境监测仪器（C4021）、实验分析仪器制造（C4014）和地理遥感信息服务（I6571）成为技术转化的重要阵地，构成生态环境管理的感知与决策支持基础。第三，为应对资源约束与生态退化，在资源回收利用、废弃物能源化及生态修复相关行业加强专利布局，是践行资源可持续利用理念、推动生态系统恢复的核心战略方向。其中，草种植（A0181）的高专利量反映了土地利用与农业生态领域在修复技术产业化中的重要性。第四，领先行业的分布高度契合全球“双碳”目标（驱动C3463）、污染治理法规（驱动C3591、C2666和D4620）及生态修复投资（驱动A0181和C4024），体现了强政策导向与市场需求对产业布局的深刻影响。 因此，全球生态环境技术的产业布局以污染治理（C3591为核心）与精准监测（C4021为核心）为双引擎，以资源循环与生态修复（C3463、A0181等）为重要增长点。由于技术转化高度依赖设备制造与材料供应层级的产业化能力，并逐步向专业化服务延伸，因此，未来产业政策与技术投资应重点关注核心承载行业及其协同发展，以强化技术转化效能。 3.3 主体维度 全球生态环境技术领域的创新主体分布呈现显著结构化特征，如图2所示。根据专利家族数量统计，前15位创新主体由9所高校与6家企业构成，验证了高校-企业双元主导的创新生态格局。高校机构占比为60%，其专利总量占比为62.3%，反映了高校在基础研究层面的核心地位；企业机构占比为40%，其专利总量占比为37.7%，体现了应用技术开发的产业化导向。值得注意的是，未有科研机构进入前15位的序列，这表明公共科研体系在技术创新链条中的参与度有待提升。 核心创新主体的活跃度呈现梯度分化。浙江大学以2605项专利家族占据绝对领先地位，形成第一梯队；中国石油化工集团公司与清华大学构成第二梯队；其余12家机构专利家族数量分布于1100～1412项之间，这种量级分布揭示了创新资源的非均衡配置特征，头部机构集聚效应显著。其中，中国高校在全球生态环境技术领域的表现突出，形成了高活跃度群体，这与中国在国家层面持续推动绿色科技创新、强化高校科研投入与成果转化的政策导向密切相关。 主体类型的技术分工特征明确。高校机构如浙江大学、清华大学和中南大学等依托学科交叉优势，聚焦环境机理探索与技术原理突破；企业机构如中国石油化工集团公司、三星电子有限公司和东京电子有限公司等基于市场需求，重点开发污染治理设备、资源回收工艺等工程化解决方案。两类主体在专利布局上形成基础发现-应用开发的互补结构，但机构之间的技术合作网络尚未充分构建，导致基础研发与商业化落地之间仍存在较为明显的衔接落差。 专利家族数量的分布揭示了全球生态环境技术领域创新主体多元化的特点。高校在基础研究和技术突破上占据重要地位，而企业则在应用技术开发和产业化中扮演关键角色。未来，高校与企业之间的合作将进一步推动生态环境技术的快速发展。 / 四 / 结论与建议 本文基于PATSTAT全球专利数据库，系统分析了2010—2019年全球生态环境技术的演进脉络与竞争格局。研究发现，该领域专利家族数量年均增长12.5%，呈现出显著的政策驱动特征。在此期间，以《巴黎协定》为代表的全球气候治理框架，与中国后续提出的“双碳”目标及构建全国碳市场等一系列国内政策相呼应，共同塑造了绿色技术创新浪潮，为技术发展提供了明确的方向和稳定的市场预期。在技术布局方面，生物监测、光氧化技术和微生物治理技术构成当前研发热点，而核能技术则以专利家族平均规模为21.95和专利家族平均被引量为34.82的表现，展现出较高的商业价值与较强的学术影响力。从学科与产业分布来看，关键技术主要集中于图像分析、微生物技术和计算机模拟等学科领域，并通过环境保护专用设备制造和环境监测专用仪器仪表制造等产业载体实现技术转化，这体现了研发与产业应用的深度融合。在创新主体方面，高校在基础研究中占据主导地位，而企业则在技术产业化中发挥关键作用，显示出产学研协同的巨大潜力。 本文基于上述结论，紧密结合中国在全球气候治理背景下的“双碳”战略，提出以下策略建议： 第一，强化政策信号引领，实施择优聚焦与融合赋能相结合的技术发展策略。应继续完善以“双碳”目标为引领的政策体系，为绿色技术投资提供长期确定性。在此框架下，重点支持核能、生物酶处理、生物反应器等已显现高价值潜力的核心技术研发。同时，充分利用中国在数字经济领域的优势，推动人工智能、大数据与传统环境治理技术深度融合，加快生态环境技术向数字化、智能化转型。 第二，依托市场机制与产业政策，构建以产业载体为核心的全链条支持体系。积极发挥全国碳市场等政策工具的激励作用，引导资金投向绿色技术创新领域。环境保护专用设备制造和环境监测仪器制造作为专利布局和技术转化的关键环节，应通过政府采购倾斜、绿色标准制定等措施巩固其产业优势。同时，针对资源循环利用、碳捕集利用与封存等实现净零排放的关键领域，实施更为精准的税收减免与补贴政策，形成覆盖技术研发、中试到产业化的全链条激励生态。 第三，建立深度融合的产学研协同机制，激发全系统创新活力。鼓励高校、科研机构与龙头企业共建创新联合体和中试基地，完善知识产权共享与专利池机制，促进基础研究成果向产业应用转化。设立中小企业绿色技术专项基金，支持其在细分领域开展专精特新研发，并为中小企业参与大型绿色项目创造便利条件，形成大中小企业融通发展的创新格局。 作者：王璐，翟丽华，李静，周玉傲，杨代庆 中国科学技术信息研究所，北京 100038 来源：《全球科技经济瞭望》2025年10月第40卷第10期 推荐阅读 > 聚力“十五五”新征程 国内科技期刊专家聚集重庆共商发展 开放科学背景下公共资助论文二次出版权的分析及启示 【国际能源领域动态监测】欧盟委员会发布清洁能源投资战略