富氫水領(lǐng)域?qū)＠麘B(tài)勢(shì)可視化研究

張馨芳 張佳星 李靜媛

摘 要：經(jīng)過(guò)十幾年的氫醫(yī)學(xué)研究，“氫健康產(chǎn)業(yè)”正在悄然興起，氫健康相關(guān)產(chǎn)品特別是富氫水進(jìn)入大健康領(lǐng)域發(fā)揮作用，成為中國(guó)健康消費(fèi)領(lǐng)域新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。本文通過(guò)檢索全球富氫水領(lǐng)域的相關(guān)專利，從專利申請(qǐng)趨勢(shì)、創(chuàng)新主體競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)、核心技術(shù)焦點(diǎn)等多個(gè)維度展開(kāi)分析，明晰全球富氫水領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：氫健康，富氫水，專利分析

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.03.015

1 引 言

國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，這是我國(guó)首個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的中長(zhǎng)期規(guī)劃。氫能源已然成為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，制氫工藝也同樣能運(yùn)用在氫健康如：氫水領(lǐng)域，作為民用部分必然也會(huì)得到更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，富氫水因具有抗氧化、抗疲勞、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、提高代謝能力、提升免疫力等作用已經(jīng)受到了越來(lái)越多人的關(guān)注。行業(yè)整體發(fā)展時(shí)間較短且發(fā)展較為緩慢，目前市場(chǎng)規(guī)模較小，未來(lái)發(fā)展機(jī)遇較大。本文透過(guò)專利視角分析富氫水領(lǐng)域全球發(fā)展現(xiàn)狀，為未來(lái)研究方向提供數(shù)據(jù)參考。

2 概 述

2.1 背景

富氫水（Hydrogen-rich Water）是指富含溶解氫分子的水，名字來(lái)源于日語(yǔ)原名“水素水”，又名“氫水”。富氫水的制備主要有3種方法：高壓充氣制氫、氫棒制氫、水電解制氫，富氫水中的氫氣含量是衡量產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)。

2007年，日本學(xué)者太田成男（Shigeo Ohta）教授課題組發(fā)現(xiàn)微量氫氣的疾病治療作用，并在世界著名雜志《Nature Medicine》上發(fā)表了論文，氫氣作用通過(guò)選擇性地減少細(xì)胞毒性的氧自由基的抗氧化治療，發(fā)現(xiàn)氫分子可清除人體自由基，對(duì)衰老及多種因自由基引起的慢性病具有很好的治療作用[1]，迅速引發(fā)了極大關(guān)注。20 08年，美國(guó)Nakao教授等發(fā)表關(guān)于氫氣的文章，證明呼吸氫氣能保護(hù)小腸移植后損傷，并首次檢測(cè)了炎癥因子，率先提出氫氣具有抗炎癥作用[2]。2008年，第二軍醫(yī)大學(xué)孫學(xué)軍教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表了國(guó)際第二篇、國(guó)內(nèi)第一篇?dú)溽t(yī)學(xué)研究報(bào)道，證明呼吸氫氣對(duì)新生兒腦缺血缺氧性腦病具有很好的治療作用，能減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡[3]。

國(guó)內(nèi)外氫氣對(duì)人體生理研究的文獻(xiàn)研究結(jié)果顯示，富氫水對(duì)于人群代謝綜合征、糖尿病、肝臟疾病、輻射損傷、腸道菌群、衰老等均具有不同程度的改善作用。為了達(dá)到預(yù)防保健作用，富氫水中的氫含量基本需要達(dá)到1.0ppm以上。目前用氫氣治療疾病的研究，在國(guó)際上已經(jīng)逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)，氫氣生物學(xué)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，將對(duì)人類疾病治療和健康防護(hù)理念帶來(lái)革命性影響。

2.2 數(shù)據(jù)檢索來(lái)源

本文的檢索數(shù)據(jù)來(lái)源于智慧芽（PatSnap）專利數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索日期截至2022年3月。檢索分析步驟如下：第一步深入解讀富氫水領(lǐng)域相關(guān)概念及原理，第二步確定中英文檢索關(guān)鍵詞并進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)展，第三步構(gòu)建檢索式，第四步檢索數(shù)據(jù)篩選處理，第五步專利數(shù)據(jù)分析及可視化呈現(xiàn)。

3 富氫水領(lǐng)域?qū)＠麢z索分析

3.1 專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析

3.1.1 全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)

一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)處于上升期時(shí)，其勢(shì)必引入更多的競(jìng)爭(zhēng)。專利作為一種排他性的權(quán)利，在很大程度上能反映出競(jìng)爭(zhēng)的程度，進(jìn)而映射出行業(yè)變化的趨勢(shì)。圖1展示了富氫水領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)及相應(yīng)時(shí)間段申請(qǐng)專利的被授權(quán)量。深灰代表申請(qǐng)總量，淺灰表示授權(quán)量。整體而言，富氫水領(lǐng)域的專利申請(qǐng)總量呈現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)。

具體來(lái)說(shuō)，2010年以前，僅少數(shù)公司進(jìn)入富氫水領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)尚處于初級(jí)階段，技術(shù)發(fā)展較為緩慢，專利申請(qǐng)量較少且平穩(wěn)發(fā)展；隨后的3年中，富氫水領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量有所增長(zhǎng)，相關(guān)技術(shù)逐步得到創(chuàng)新主體的關(guān)注；2013年開(kāi)啟了富氫水領(lǐng)域技術(shù)的新紀(jì)元，該領(lǐng)域進(jìn)入快速發(fā)展期，全球?qū)＠暾?qǐng)量實(shí)現(xiàn)飛躍式增長(zhǎng)，并在2017年達(dá)到峰值；隨后兩年專利申請(qǐng)量雖有所下降，一方面在于技術(shù)瓶頸的限制，另一方面由于普通消費(fèi)者在接受新概念方面存在誠(chéng)信危機(jī)，一大批活躍的中小型氫企業(yè)最后沉寂下來(lái)；2020年專利申請(qǐng)量再次呈上升趨勢(shì)，由于發(fā)明專利存在18個(gè)月的公開(kāi)期限，導(dǎo)致部分專利公開(kāi)延遲，因此近兩年的圖示申請(qǐng)量較實(shí)際申請(qǐng)量少。

綜合目前富氫水領(lǐng)域整體蓬勃向上的發(fā)展態(tài)勢(shì)，隨著技術(shù)瓶頸逐步被突破，可以預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量仍會(huì)增長(zhǎng)顯著。

3.1.2 中國(guó)VS日本專利申請(qǐng)趨勢(shì)

日本作為富氫水（水素水）的主打市場(chǎng)，其富氫產(chǎn)品市場(chǎng)成熟度高。自20 08年起，中國(guó)的氫健康產(chǎn)品從無(wú)到有，從單一到多樣，從規(guī)模小到規(guī)模大，從多數(shù)人誤解到多數(shù)人正面認(rèn)識(shí)，從迷茫到清醒。整體上呈健康向上、逐漸展示強(qiáng)大生命力的過(guò)程。但2008～2012年，中國(guó)氫健康產(chǎn)業(yè)僅處于概念期，該階段幾乎沒(méi)有自己的品牌產(chǎn)品，研究雖然已經(jīng)初步具有規(guī)模，但是社會(huì)認(rèn)知度非常低，幾乎沒(méi)有在商業(yè)上進(jìn)行氫產(chǎn)品研發(fā)投入的企業(yè)，中國(guó)市場(chǎng)上只有幾種來(lái)自日本的氫水產(chǎn)品。

直到2013年，中國(guó)首個(gè)氫水產(chǎn)品正式發(fā)布并進(jìn)入市場(chǎng)，這是中國(guó)第一家具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的民族品牌，徹底解決了中國(guó)研究規(guī)模大、沒(méi)有自己的氫水產(chǎn)品的尷尬局面，也給中國(guó)氫水臨床研究奠定了關(guān)鍵技術(shù)條件[4]。

圖2展示了自2007年以來(lái)中國(guó)與日本在富氫水領(lǐng)域的專利申請(qǐng)情況比對(duì)。2015年以前，日本專利申請(qǐng)量占據(jù)領(lǐng)先地位；2015年起，中國(guó)在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量實(shí)現(xiàn)趕超，在富氫水領(lǐng)域方面的相關(guān)技術(shù)得到不斷發(fā)展，越來(lái)越多的創(chuàng)新主體進(jìn)入該領(lǐng)域探索核心技術(shù)，中國(guó)在該領(lǐng)域發(fā)展相對(duì)較晚但迅速，特別是自2016年，即對(duì)中國(guó)許多氫企業(yè)而言非常關(guān)鍵的一年，中國(guó)許多氫產(chǎn)品在性能和質(zhì)量方面已經(jīng)超越日本，相關(guān)研究空前活躍。

3.1.3 中國(guó)各省市專利申請(qǐng)趨勢(shì)

通過(guò)分析中國(guó)各省市在富氫水領(lǐng)域的專利申請(qǐng)趨勢(shì)，可以認(rèn)知各省市對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)注及投入程度，并且有助于明確市場(chǎng)調(diào)研方向的側(cè)重程度。圖3展示了近10年富氫水領(lǐng)域排名前十的中國(guó)各省市專利申請(qǐng)趨勢(shì)，其中，廣東的專利申請(qǐng)量最多，成為中國(guó)富氫水技術(shù)領(lǐng)域最熱門??；其次為浙江和福建；而像湖北等省市，雖然在前些年專利申請(qǐng)量很少，但是呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，且近3年漲勢(shì)明顯；在市場(chǎng)調(diào)研過(guò)程中可以將富氫水領(lǐng)域核心省市作為著重考察的對(duì)象。

3.2 專利申請(qǐng)人分析

3.2.1 全球主要申請(qǐng)人

通過(guò)分析當(dāng)前領(lǐng)域的全球主要申請(qǐng)人排名情況，可以快速了解該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)哪些公司擁有的專利總量最多，幫助了解該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的主要公司和競(jìng)爭(zhēng)威脅。圖4所示的排名前十的全球主要申請(qǐng)人中，福州品行科技發(fā)展有限公司、日本多寧股份有限公司的專利申請(qǐng)量分別位居前兩位，技術(shù)實(shí)力雄厚。麥克賽爾株式會(huì)社、深圳氫愛(ài)天下健康科技控股有限公司的專利申請(qǐng)量依次排名第三和第四，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的富氫水領(lǐng)域同樣具有不可忽視的地位。

3.2.2 中國(guó)各省市專利總量及申請(qǐng)人數(shù)量

圖5展示了中國(guó)各省市專利總量及申請(qǐng)人數(shù)量前十名，可以看出，廣東、浙江、福建是富氫水領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)大省，并且廣東、浙江的創(chuàng)新主體數(shù)量也依次位居前兩位；而福建的創(chuàng)新主體數(shù)量則相對(duì)偏少，反映出該省份的部分創(chuàng)新主體的專利申請(qǐng)量更為突出；山東的創(chuàng)新主體專利申請(qǐng)總量雖然處于中等地位，但其申請(qǐng)人數(shù)量排在第三名，表明該省份創(chuàng)新主體的專利申請(qǐng)量較為分散。

3.2.3 中國(guó)主要省市申請(qǐng)人排名

圖6展示了富氫水領(lǐng)域中國(guó)主要省市申請(qǐng)人排名情況，福建的福州品行科技發(fā)展有限公司在所有創(chuàng)新主體中的專利申請(qǐng)數(shù)量最多，已突破百件；其次分別為廣州的深圳氫愛(ài)天下健康科技控股有限公司、廣東蝸品科技有限公司。整體來(lái)看，廣州、福建的創(chuàng)新主體專利申請(qǐng)量特色分明，其中，廣州的各創(chuàng)新主體專利申請(qǐng)數(shù)量居多，且分布相對(duì)均勻；福建的創(chuàng)新主體專利申請(qǐng)量則主要集中在福州品行科技發(fā)展有限公司，其他創(chuàng)新主體申請(qǐng)量較少。

3.2.4 新進(jìn)入者分析

該分析項(xiàng)能夠幫助了解在該技術(shù)領(lǐng)域的新進(jìn)入者，這些新進(jìn)入者表明了在該領(lǐng)域的新型競(jìng)爭(zhēng)；與此同時(shí)，這些新興公司可以被視為潛在的收購(gòu)或合作機(jī)會(huì)。

如圖7所示，富氫水領(lǐng)域的新進(jìn)入者LG電子株式會(huì)社、武漢寶盈普濟(jì)科技有限公司在2019年開(kāi)始申請(qǐng)?jiān)擃I(lǐng)域?qū)＠?；東莞寶杰康氫科技有限公司/株洲寶杰康氫科技有限公司、江蘇氫一世科技發(fā)展有限公司在2020年進(jìn)入富氫水領(lǐng)域，福建省上杭縣愛(ài)養(yǎng)生醫(yī)療設(shè)備有限公司則在2018年起研究富氫水技術(shù)。新進(jìn)入者對(duì)該領(lǐng)域創(chuàng)新主體而言意味著機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。

3.3 核心技術(shù)分析

3.3.1 技術(shù)核心概念

通過(guò)創(chuàng)新詞云可以幫助企業(yè)直觀地了解該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最熱門的技術(shù)主題詞及最新重點(diǎn)研發(fā)主題。對(duì)富氫水領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)核心概念進(jìn)行提取，得出圖8所示的創(chuàng)新詞云圖。圖中文字的字體越大越顯眼，對(duì)應(yīng)的技術(shù)主題詞被提及的頻率越高。

從圖中可以看出，其中，核心概念“富氫水”“發(fā)生器”“電解水”“便攜式”“電解槽”“富氫水杯”涉及的專利數(shù)量較多，可見(jiàn)該技術(shù)受到更多創(chuàng)新主體的青睞，為各申請(qǐng)人集中攻克的聚焦點(diǎn)；然而，像“納米氣泡”“離子交換膜”“氫溶解”等較為新興的核心概念，目前專利布局較為局限，專利技術(shù)可挖掘前景可觀。

3.3.2 主要申請(qǐng)人技術(shù)焦點(diǎn)

領(lǐng)域地圖顯示了該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)主要公司的專利關(guān)鍵詞，有助于了解該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)主要公司相關(guān)的技術(shù)概念，借此區(qū)分不同公司的技術(shù)焦點(diǎn)。

圖9富氫水領(lǐng)域地圖展示了主要申請(qǐng)人的技術(shù)焦點(diǎn)，可以看出，福州品行科技發(fā)展有限公司和深圳氫愛(ài)天下健康科技控股有限公司的技術(shù)焦點(diǎn)主要體現(xiàn)在富氫水，前者還關(guān)注富氫水杯、電解裝置和制備裝置；日本多寧股份有限公司則在電解水、電解槽、生成裝置、溶解氫方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)力量；麥克賽爾株式會(huì)社重點(diǎn)關(guān)注電解水、電解槽和水發(fā)生器。

4 展望與建議

綜合前述全球?qū)＠麘B(tài)勢(shì)情況，整體而言，隨著富氫水領(lǐng)域技術(shù)瓶頸逐步被突破，技術(shù)先進(jìn)性與安全度的進(jìn)一步提升，未來(lái)該領(lǐng)域有望呈現(xiàn)蓬勃向上的發(fā)展態(tài)勢(shì)，富氫水賽道投資機(jī)遇愈發(fā)明顯。應(yīng)用領(lǐng)域方面，富氫水在治療、美容、保健、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用，特別是在氫氣醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究頗為廣泛，但多數(shù)僅停留在實(shí)驗(yàn)階段，臨床應(yīng)用研究有待深入開(kāi)發(fā)與突破，這將有利于確認(rèn)氫氣對(duì)臨床疾病的治療效果，臨床研究是氫氣醫(yī)學(xué)的重要方向。隨著富氫水在這些領(lǐng)域的快速發(fā)展，安全程度、應(yīng)用效果等備受大眾關(guān)注或認(rèn)可的焦點(diǎn)問(wèn)題將成為更有價(jià)值的探索。

區(qū)域分布方面，日本作為富氫水的主打市場(chǎng)，其富氫產(chǎn)品市場(chǎng)成熟度高，是市場(chǎng)化推廣程度最高的國(guó)家。中國(guó)在該領(lǐng)域發(fā)展雖然相對(duì)較晚但迅速，自2016年，中國(guó)許多氫產(chǎn)品在性能和質(zhì)量方面甚至超越日本，并且涌現(xiàn)出部分參與富氫水領(lǐng)域的熱門城市及企業(yè)，相關(guān)研究空前活躍。

研究熱點(diǎn)方面，“ 納米氣泡”“ 離子交換膜”“氫溶解”等作為新興的核心概念，目前專利布局較為局限，專利技術(shù)可挖掘前景可觀。富氫水中的氫氣含量是衡量產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)，為了提高富氫水中的氫氣含量，創(chuàng)新主體可考慮從氫氣產(chǎn)生后的溶解過(guò)程和溶解后的富氫水保存過(guò)程兩個(gè)方面著手進(jìn)行研究與布局。

運(yùn)營(yíng)合作方面，運(yùn)營(yíng)機(jī)會(huì)的獲得需要情報(bào)支持，通過(guò)對(duì)行業(yè)發(fā)展、技術(shù)前沿、市場(chǎng)動(dòng)向、產(chǎn)品動(dòng)態(tài)等情報(bào)的收集和調(diào)研，將線上檢索和線下考察相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)潛在的專利運(yùn)營(yíng)機(jī)會(huì)，為專利運(yùn)營(yíng)策略的制定和執(zhí)行提供依據(jù)。建議該領(lǐng)域創(chuàng)新主體在注重國(guó)內(nèi)專利運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，也要著眼于國(guó)外市場(chǎng)。目前日本是富氫水市場(chǎng)化推廣程度最高的國(guó)家，其他國(guó)家?guī)缀跆幱谙鄬?duì)空白狀態(tài)，因此在專利運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可考慮尋求與國(guó)外設(shè)備制造、飲用水生產(chǎn)或其他類型企業(yè)的合作機(jī)會(huì)，共同探尋富氫水藍(lán)海商機(jī)。

5 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)大健康產(chǎn)業(yè)在結(jié)構(gòu)上尚未完善，富氫水國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的參與企業(yè)數(shù)量不多，且普遍為中小型企業(yè)，各企業(yè)的技術(shù)實(shí)力、銷售金額、品牌影響力都比較一般，尚未出現(xiàn)大公司、大品牌，缺乏龍頭企業(yè)對(duì)富氫水健康領(lǐng)域的引領(lǐng)和帶動(dòng)。預(yù)示該領(lǐng)域仍有大量的市場(chǎng)空白點(diǎn)，或?qū)⒋呱嗟氖袌?chǎng)機(jī)遇。

透過(guò)本文對(duì)全球富氫水領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)、創(chuàng)新主體競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)、核心技術(shù)焦點(diǎn)等多個(gè)維度的分析，有助于清晰認(rèn)知富氫水領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展與布局現(xiàn)狀、行業(yè)趨勢(shì)與市場(chǎng)前景，同時(shí)為該領(lǐng)域潛在企業(yè)的研發(fā)與運(yùn)用提供專利技術(shù)指引。

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