全球氣候快速變遷與多次能源危機後，氫能及再生能源逐漸受到重視，許多國家紛紛投入發展再生能源產業。氫是一種零汙染、安全性高的能源，更具備潔淨性及可儲存性，經由燃料電池將化學能轉為電能加以利用。從過去到現在，氫氣大多由石化燃料提煉而得，未來若以再生能源為源頭生產氫氣，更具備零碳排放的優點。掌握核心技術將增加主導市場地位的競爭優勢，而專利指標可用來了解技術發展方式與走向，在太陽能、風能及生質能快速成長下，若將其應用於氫能生產技術上，更能使下游應用產品多樣化。本研究以專利方法探討再生能源產氫技術之發展，包含太陽能發電產氫、風力發電產氫及生質物醱酵產氫三項技術，並透過羅吉斯成長模型進行技術生命週期評估。本研究以美國專利資料庫(USPTO)為研究資料庫，檢索期間由1980至2013年，研究結果顯示目前太陽能發電解水產氫技術處於技術成熟期、風力發電解水產氫技術處於技術成熟期及生質物醱酵產氫技術處於技術成長期。專利分析發現，太陽能發電解產氫與風力發電解水產氫過程系統類似，以美國、日本、德國、加拿大、台灣及以色列為主要研發國家，Bloom Energy Corporation、Porton Energy system, Inc.以及GE company其相對研發能力較強，其中亦包含研究單位及個人研發者；生質物醱酵產氫以美國、日本、德國、加拿大及法國之專利為多，並鎖定廢水處理與醱酵技術為主，研發者包含GE、Zeachen, Inc.、Bioengineering Resources, Inc.、研究單位及個人，整體研發強度於40%以上。本研究結果可提供政府擬定政策及廠商利用再生能源產氫技術發展之參考。

Global climate change and numerous energy crises have gradually forced many countries to consider hydrogen fuel and renewable energy seriously, with an increasing number of them investing appreciable resources towards the development of the hydrogen energy industry. Hydrogen is a non-polluting fuel that can be stored and used when required to convert chemical energy into electricity using fuel cells. Traditionally, hydrogen is obtained by refining fossil fuels. However, the production of hydrogen through the renewable energy confers a major advantage—zero carbon emissions. Mastering the core technology will confer a competitive advantage to manufacturers, allowing them to assume the dominant market position. Patent indicators can be used to monitor the progress of technology development in the fast-growing area of solar, wind power, and biomass energy generated hydrogen production, thus enabling downstream applications through product diversification. This study focuses on patent method to predict developments in hydrogen production using renewable energy technology, including hydrogen production from solar, wind power and biomass and thereafter, conduct a technology life-cycle assessment using the logistic growth model. This study uses the web patent databases of the U.S. Patent and Trademark Office (USPTO), with retrieval periods ranging from 1980 to 2013. The results show the current that production hydrogen from solar is maturity, hydrogen production from wind power is maturity, and hydrogen production from biomass energy in growth stage. The results of the patent analysis, hydrogen production from solar system is similar to hydrogen production from wind power, that reveal the various countries active in R&;D in this area, including U.S., Japan, Germany, Canada, Taiwan, and Israel. Bloom Energy Corporation, Proton Energy system, Inc., and GE company whose relatively strong research and development capabilities, which also include research units and individual developers. Patent of hydrogen production from biomass were in U.S., Japan, Germany, Canada, and France, that focus on wastewater treatment and fermentation technology, developers including GE, Zeachen, Inc., Bioengineering Resources, Inc., research units and individuals, the overall R&;D intensity over 40%. The results of this study thus provide a guideline for governments and manufacturers towards policy developments in the field of hydrogen production from renewable energy.

第一章 緒論 1
第一節 研究背景 1
第二節 研究動機 4
第三節 研究目的 5
第四節 研究章節架構 6
第二章 文獻探討 8
第一節 技術預測 8
第二節 專利方法 11
第三節 生命週期 15
第三章 研究架構設計 20
第一節 研究架構 20
第二節 研究方法 21
第四章 再生能源產業與市場政策 24
第一節 太陽能 24
第二節 風能 26
第三節 生質能 28
第四節 氫能與燃料電池 29
第五章 太陽能發電解水產氫專利分析 32
第一節 專利檢索 32
第二節 專利件數分析 35
第三節 國家別分析 36
第四節 公司別分析 38
第六章 風力發電解水產氫專利分析 41
第一節 專利檢索 41
第二節 專利件數分析 43
第三節 國家別分析 44
第四節 公司別分析 46
第七章 生質物醱酵產氫專利分析 48
第一節 專利檢索 48
第二節 專利件數分析 50
第三節 國家別分析 51
第四節 公司別分析 53
第八章 技術生命週期分析 56
第一節 太陽能發電解水產氫 56
第二節 風力發電解水產氫 57
第三節 生質物醱酵產氫 58
第四節 綜合比較 59
第九章 結論與建議 61
第一節 研究結論 61
第二節 管理意涵 63
第三節 研究限制與建議 63
參考文獻 65

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