第15期2021年5月No.15May ，2021
基于Incopat 专利分析的高校优势学科竞争力评价 摘要：从专利分析的角度，对入选环境科学与工程专业“一流学科”的9所高校进行专利成果的综合评 价。从专利申请量、专利授权量、国外专利申请量、主要技术领域、专利强度以及转移转化等不同维度进行剖析，以期为交叉应用型学科的学科评估和高校一流学科建设提供参考。文章研究结果显示，2000年以来9所高校环境类专利申请数量总体呈持续上升趋势，全球布局占比较低，专利成果转移转化有待进一步提高，综合型院校北京大学、清华大学和南京大学的高价值专利总体占比较高。9所高校在水处理技术领域专利布局相对完善，但固体废物处理和土壤修复等技术领域专利布局则有待加强。关键词：Incopat 专利分析；学科评价；“一流学科”；环境科学与工程中图分类号：G306文献标志码：A 江苏科技信息 Jiangsu Science &Technology Information
殷
洪，朱琳
（南京大学图书馆，江苏南京210023）
作者简介：殷洪（1990—），女，江苏扬州人，助理馆员，硕士；研究方向：科技查新，学科服务，知识产权
服务。
——以入选环境科学与工程“一流学科”的9所高校为例
引言
党的十八大明确提出大力推进生态文明建设，作为生态文明建设研究的重要领域，涉及水、大气、土壤等关乎民生不同领域的交叉型学科——环境科学，近年来得到了突飞猛进的发展。各类高校的环境学科不断发展壮大，从系、所发展成学院，研究方向和研究领域也越来越广。但是如何从管理角度指导环境学科的可持续发展，避免不同高校环境学科的同质化趋势，是当前环境学科发展面临的重大问题。基于此，本文从专利视角，对入选环境科学与工程专业“一流学科”的9所高校（清华大学、哈尔滨工业大学、同济大学、北京大学、北京师范大学、南京大学、浙江大学、河海大学、复旦大学）在环境领域的专利布局情况进行统计和分析，明确不同高校环境学科的专利研究热点，以期从宏观角度为完善“一流学科”建设布局，突出学科特提供参考。1数据来源和分析方法1.1检索工具
本研究基于北京合享智慧科技有限公司开发的Incopat 专利数据库，数据库支持在原始文献数据库和同
族数据库间切换检索，同时支持70余个数据维度的自定义同济分析，可实现折线图、饼图、柱形图、条形图、世界地图、中国地图、气泡图等可视化表现形式。
1.2检索方法
本研究分析的学科领域为环境科学与工程，环境科学与工程是一门多学科相互交叉渗透的综合性学科，因此9所高校在学科专业设置上各有不同。作为交叉学科，环境科学与工程涵盖了化学、物理、电子、
水文学、大气环境学、生物学、生态学、土壤环境化学、
给排水工程、水文水质监测、大气监测、规划与管理、经济学等诸多学科的内容，结合IPC 分类法，从水处理、废气处理、固废处理和土壤处理4个角度进行检索和分析。搜索9所高校2000—2018年（截至2018年12月31日）在环境领域专利的申请量、授权量和相关专利信息。具体方法是对高校水、废水、污水和污泥处理方面的专利（搜索分类号C02）、废气处理方面的专利（搜索分类号B01D53）、固体废物处理方面的专利（搜索分类号B09B ）和污染土壤处理方面的专利（搜索分类号B09C1）进行统计分析。通过APTT 和AD 指令检索，申请日设定为“2000年1月1日—2018年12月31日”，专利的统计时间截止到2020年1月6日，对水处理、废气处理、固废处理、污染土壤处理进行分类检索，并统计合并结果。本文的图表根据教育部全国第四轮学科评估“环境科学与工程”学科高校排名来展示，其中，清华大学、哈尔滨工业大学、同济大学为A+，北京大学、北京师范大学、南京大学、浙江大学为A ，河海大学为A-，
复旦大学为B+。2专利数量分析2.1专利申请量
自2000年以来，9所高校专利申请数量持续上升。2008年6月5日，国务院发布《国家知识产权战略纲要》，决定实施国家知识产权战略。同年7月，国家环境保护总局升格为环境保护部，环境保护越来越受到关注，专利申请量大幅度上升。从申请总量来看，浙江大学以1876件位居第一，同济大学、南京大学、清华大学、哈尔滨工业大学和河海大学申请量过千，北京大学、北京师范大学和复旦大学申请量则相
对较少。这与这几所大学的学科发展有关，北京大学
在综合性大学中属于偏向文科发展的高校，北京师范大学属于师范类高校，两所高校的环境科学学科主要侧重于基础机理、环境化学、污染物毒性等方面的研究，而环境学科的专利申请更侧重与环境工程相关的应用研究。复旦大学1996年成立环境科学与工程系，在2017年第四轮学科评估中，复旦大学的评估结果为B+，起步稍晚，目前整体学科实力相比于其余8所高校稍低。
2.2专利授权量及有效维持情况
依据检索结果统计9所高校有效专利发明申请、发明授权的数量，得到图1（第1列为总申请量和有效专利占比，第2列为发明申请量和发明授权占比）。依据图1可以看出，各个高校的发明申请占比都较高，
最低的浙江大学占比为76.1%，最高的北京大学占比为95.6%。发明专利的授权比最低的复旦大学占比36.3%，最高的北京大学占比64.7%。北京大学虽然总量较少，但是专利质量和授权比都位居第一。专利的有效比最低的复旦大学占比15.7%，最高的清华大学占比43.6%。复旦大学的环境科学与工程学科起步稍晚，“一流学科”的建设必须要加大科研力量的投入。
2.3专利区域分布情况
如表1所示，清华大学、北京大学、南京大学和河
海大学的专利区域分布广泛，其中南京大学海外布
局专利占比最高，北京师范大学和复旦大学主要在国内布局。南京大学在海外布局专利，为南京大学环境学科的发展带来了机遇，2019年11月，南京大学环境学院主导研制的ISO 22447：2019“Industrial wastewater classification ”国际标准正式发布，这是我国主导编制的首个工业水回用领域国际标准。3从专利技术领域分析环境学科建设
根据IPC 分类号对水处理、废气处理、固体废物处理和土壤处理4个大类的专利分别进行了检索，再进行合并得到总申请量。采用关键词聚类结合各个高校环境学科重点研究领域，从而实现对各个高校技术热点的推演。
如图2所示，9所高校在水处理方面申请的专利数量最多，其次是废气处理，水处理和废气处理不论是在科学研究领域还是在应用研究领域都是热门研究方向。水处理专利申请起步较早，研究方向和研究领域众多，处理技术也在不断改进和完善。清华大学和浙江大学在废气处理领域专利申请量较多。环境科学与工程的另外两个重要分支固废处理和土壤处理领域的专利申请量均比较少，主要原因是我国垃圾处理研究和技术发展起步较晚，相关技术和法律法规尚不完善［1］。土壤处理领域，虽然由于工业快速发展，农药、化肥的过量使用，导致全国土壤环境状况总
体不容乐观，直至2019年1月1日，《中华人民共和国土壤污染防治法》才开始施行，且土壤环境复杂、污染物种类众多且修复效果稳定性差，产业发展较为缓慢，专利申请正处于起步阶段。在环保产业发达的国家，土壤修复产业所占环保产业的市场份额高达30%~50%［2］
，目前相关技术领域专利申请量较低，各大高校在未来可以将此作为专利申请的一个重点方向。3.1水处理技术领域专利分析
对各高校水处理类专利进行图19所高校环境领域专利有效比和发明专利授权情况
表19所高校环境领域专利区域分布
高校清华大学哈尔滨工业大学
同济大学北京大学北京师范大学南京大学浙江大学河海大学复旦大学
总量136612051415270366
132518761058255
中国129811921371224362
119718*********
PCT 377
159355915
1美国166
267156
73欧专局426712
日本4
621
澳大利亚
315519
其他4
1332
（单位：件）
聚类分析。9所高校在水处理领域申请的专利研究方向和领域基本上都贴合了科研热点，总体来看，目前的专利申请研究热点集中在生物脱氮除磷、生态滤池、生物膜反应器、电化学、新型复合材料和污泥减量处理等领域。
清华大学水处理的专利申请领域主要集中在污泥厌氧消化、内分泌干扰物、微生物燃料电池和污水零排放等领域。哈尔滨工业大学水处理的专利申请领域主要集中在脱氮除磷、膜生物反应器、催化臭氧化和污泥减量等领域。同济大学水处理的专利申请领域主要集中在生物电化学、生物膜反应器、人工湿地和污泥处理等领域。北京大学水处理的专利申请领域主要集中在降解菌株、垃圾渗滤液处理、生物固定化载体和脱氮除磷等领域。北京师范大学水处理的专利申请领域主要集中在氨氮废水处理、高浓度有机废水处理、石油化工废水处理和电催化氧化反应等领域。浙江大学水处理的专利申请领域主要集中在厌氧生物反应器、微生物燃料电池、重金属污染处理和电化学等领域。河海大学水处理的专利申请领域主要集中在人工湿地、污泥干燥、微生物电解池和农村生活污水等领域。复旦大学水处理的专利申请领域主要集中在富营养化处理、生态滤池、催化材料和污泥处理等领域。
南京大学水处理的专利申请领域主要集中在离子交换树脂、改性分子筛、生态滤池、纳米复合材料和脱
氮除磷等领域。南京大学的高产发明人为李爱民（186件）和任洪强（183件），李爱民团队发明了一系列新型树脂材料并实现了产业化，广泛应用于市政污水、工业废水等水处理领域。任洪强团队重点开展有机污染物生物降解与转化机理、氮磷营养物的增强净化机制、环境微生物菌解析与调控、污染物毒性筛查与致毒机理等方面的基础与应用研究。
3.2废气处理技术领域专利及分析
对各高校B01D53类专利进行聚类分析（其中部分高校检索结果低于10无法聚类），清华大学和浙江大学的申请量明显高于其余7所高校。清华大学废气处理专利申请领域主要集中在烟气脱硝、等离子体放电催化、烟气脱硫、锅炉烟气和循环流化床等领域。浙江大学废气处理专利申请领域主要集中在纳
米光催化剂、联合脱硫脱硝、功能化
离子液体、吸附材料、生物过滤等领
域。哈尔滨工业大学在湿法脱硫
塔、脱硝催化剂和光催化等领域申
请专利较多。南京大学在复合氧化
物催化剂、吸收塔、固定床、耦合生
物反应器和液体溶液等领域申请专
利较多。
3.3固废处理技术领域专利分析
对各高校B09B类专利进行聚
类分析（其中部分高校检索结果低
于10无法聚类），清华大学、同济大学和浙江大学申请量高于其余6所高校。专利聚类分析显示城市生活垃圾处理、危险固废处理、电子垃圾和建筑垃圾处理是目前专利申请的主要技术领域，同时固体废弃物处理中还涉及垃圾渗滤液和堆放中产生的有毒有害气体的处理，在水处理和废气处理的聚类分类中也有所体现。清华大学在生活垃圾、废电路板、粉煤灰和非印刷线路板等领域申请专利较多。同济大学在城市生活垃圾焚烧飞灰、铁盐添加剂、飞灰和建筑废物等领域申请专利较多。浙江大学在危险固体废弃物、微生物菌剂、生活垃圾、金属尾矿和生物反应器等领域申请专利较多。
固体废物的处理技术主要有填埋、焚烧、堆肥和热解等，高校关于固体废物处理的研究一直都在推进中，
但专利申请数量总体较低，这与目前我国城市固体废弃物的主要无害化处理方式仍然为卫生填埋［1］有关，垃圾填埋技术成本较低，操作简单。需加强卫生填埋成套化技术开发，加强垃圾渗滤液和填埋气体的处置技术研发。国外一些发达国家已经广泛将堆肥技术应用到了固体废弃物的处理与处置中，清华大学蒋建国和浙江大学吴伟祥研究的固体废物生物处理就是垃圾堆肥的关键技术，垃圾热解也有很好的应用前景。堆肥和热解等处理技术对固废种类是有一定要求的，应当培养大家垃圾分类的意识，才能“变废为宝”。
3.4土壤处理专利高校分析
对各高校B09C1类专利进行聚类分析（其中部分高校检索结果低于10无法聚类），浙江大学申请量最高。专利聚类分析显示重金属污染土壤修复、石油污染土壤修复、有机物污染土壤修复、固化稳定剂等是目前专利申请的主要技术领域，生物法修复是当前的研究热点，植物修复与微生物修复研究热度最高，应用情况较优，成本低，对环境友好［3］。
清华大学在环境土壤与地下水和环境污染控制化学等重点领域开展了一大批基础性、前瞻性、创新性和战略性的科学研究和技术攻关。浙江大学拥有“土壤污染过程与修复原理”国家自然科学基金创新研究体、“土壤污染缓解与控制”农业部创新团队。
目前土壤污染防治存在诸多难点，土壤修复专业人才培养能力不足［4］，
高校在土壤修复专业设置上需图29所高校环境领域水、气、固、土壤专利分类统计
要加强。目前自主研发的快速、原位修复技术与装备严重不足，缺少适合我国国情的修复技术与工程建设经验，特别是浅层地下水埋深的土壤修复、含水层中DNAPL污染物的去除、高黏土含量污染土壤的修复是当前的难点［5］。
4专利价值度
专利作为技术创新的重要产出成果，其本身的价值是技术创新能力和水平的重要体现［6］。Incopat数
据库研发了“合享价值度”来衡量专利价值。合享价值度指标的取值范围在1~10之间，数值越高，专利价值越高。合享专利价值度是采用数据挖掘、迭代优化的方法，设置了专利技术稳定性、技术先进性、保护范围等方面的20多个参数创建的客观评价体系［7］。谢智敏等［7］指出该指标价格区分度相对较低，建议Incopat采取百分制来衡量专利强度。尽管区分度不够高，但是通过不同价值度分值占比还是可以看出技术创新能力的总体情况［6］。
如表2所示，统计了9所高校环境领域专利的合享价值度（表格仅展示了6分及以上），并且统计了环境类831850件专利的价值度，环境类专利价值度为7分的专利最多，占总数的19.95%，6分及以上的占比达66.84%，8分及以上占比36.48%。9所学校中，北京大学的高价值专利占比最大，6分及以上的达到了81.86%，8分及以上达到52.97%，是唯一一所10分专
利占比超过环境类平均水平的高校。总体来看，9所高校的高价值度专利占比差异较大，仅有北京大学、清华大学和南京大学3所高校8分及以上专利超过了环境类平均水平，高校不仅要重视专利数量，更要注重提高专利的质量。
5校企合作以及转移转化情况
从9所高校的环境领域专利转让情况看，专利转让排名第一的受让人均为本校，很大一部分原因是因为在申请专利时，申请人为职务发明的首先需要进行申请人转让，申请变为高校。校企合作最多的高校为
清华大学（见表3），主要合作者为清华同方股份有限公司、清华同方环境有限责任公司和北京清大天工能源技术研究所有限公司。同济大学和南京大学校企合作占比相对较高，同济大学主要合作者为上海中耀环保实业有限公司、上海城投污水处理有限公司和上海同济科蓝环保设备工程有限公司，南京大学主要合作者为江苏南大戈德环保科技有限公司、江苏南大环保科技有限公司和江苏中宜金大环保产业技术研究院有限公司。总体来说，9所高校的产学研合作情况整理力度不够，专利的转移转化效果不太理想。
表29所高校环境领域专利合享价值度一览
高校
清华大学
哈尔滨工业大学同济大学
北京大学
北京师范大学
南京大学
浙江大学
河海大学
复旦大学
环境类专利6分占比/%
16.11
17.76
19.01
11.85
16.39
16.00
15.09
15.31
15.69
10.41
7分占比/%
16.62
18.67
16.25
17.04
12.02
15.77
18.71
16.92
15.29
19.95
8分占比/%
13.32
13.11
9.19
16.30
6.56
13.96
12.85
15.69
7.06
11.99
9分占比/%
25.26
15.93
15.90
20.74
10.93
19.09
17.06
13.89
8.24
12.01
10分占比/%
4.98
2.49
2.40
15.93
1.64
7.32
3.62
1.13
0.78
12.48
6~10分占比/%
76.29
67.96
62.75
81.86
47.54
72.14
67.33
62.94
47.06
66.84
8~10分占比/%
43.56
31.53
27.49
52.97
19.13
40.37
33.53
30.71
16.08
36.48
表39所高校环境领域专利产学研合作情况
高校
清华大学
哈尔滨工业大学同济大学
北京大学
北京师范大学
南京大学
浙江大学
河海大学
复旦大学申请量/件
1366
1205
1415
270
366
1325
1876
1058
255
转让数量/件
78
33
56
17
9
111
54
41
5
转让占比/%
5.71
2.74
3.96
6.30
2.46
8.38
2.88
3.88
1.96
校企合作数量/家
238
40
126
16
9
112
117
52
28
校企合作占比/%
17.42
3.32
8.90
5.93
2.46
8.45
6.24
4.91
10.98
6总结与建议
可以看出当前高校专利申请及运营宏观层面存
在两点共性问题：
（1）重数量，轻质量。9所高校在环境学科领域
的专利申请量均在持续攀升，但专利申请有效比最高
的为43.6%（清华大学），最低的则不到16%。可见大
量专利申请仅为一次性消费，谈不上消费受益，极大
地浪费了国家在科技创新领域的各项资源。2020年2月，教育部、国家知识产权局、科技部联合印发《关于提升高等学校专利质量促进转化运用的若干意
见》，相信在不久的将来，高校这种为了申请而申请的
专利会大大减少，“垃圾”专利申请局面会大大改善。
（2）重申请，轻实施。从高价值专利占比可以看
出，9所高校中仅有北京大学、清华大学和南京大学3
所高校合享价值度在8分以上的专利超过了环境类
专利平均水平，同时专利的转移转化率偏低，与当前
我国高校的科研发展与市场需求不同步存在相关性，
但更多的还是高校在专利的有效维持方面重视程度
及鼓励政策力度不够。9所高校专利运营工作开展
最好的清华大学从很早开始就正式建立了专利申请
前、申请中、授权后、维持中、运营中等全过程分类管
理及档案保存等一系列相关制度，经过多年发展才能
够脱颖而出。
无论是重数量、轻质量还是重申请、轻实施，都与
相关职能部门政策的引导和规范化流程管理密不可
分。随着国家对于高校学科评估重论文、轻应用局面
的改观，高校专利运营管理形成规范化体系，这类问
题都会迎刃而解。
此外，从技术领域布局角度可以看出，当前各个
高校水处理技术领域的专利布局虽然相对成熟，但转
移转化率仍然偏低，后续学科发展应该加大相关领域
专利成果的转移转化，高校应该为该类成果的产业化发展从政策引导方面铺平道路，在产业化过程中可以采取“科技人才（团队）+科技成果”双要素转化的模式，积极借助政府力量，搭建政产学研平台。对于固体废物处理和污染土壤修复领域则要从专利申请初始，抓好源头，避免“垃圾”专利的产生。借助国家在固废处理、垃圾分类领域的相关政策，从人才引进、人才培养角度实现技术领域的布局，通过高质量专利的申请、运营和管理，最终优化学科发展，形成具有本校特的优势学科。
参考文献
［1］贾亚琪，李赫，王震洪.我国城市固体废弃物现状及处理技术研究进展［J］.环境保护前沿，2019（5）：717-725.
［2］胡颖，李冠超.我国土壤污染与修复技术综述［J］.广东化工，2018（9）：144-145.
［3］刘义，刘庆广，黄永凤.土壤修复技术研究进展［J］.德州学院学报，2019（6）：47-51.
［4］唐龙.土壤污染修复产业发展的难点与对策［J］.环境保护与循环经济，2018（5）：1-5.
［5］谷庆宝，张倩，卢军，等.我国土壤污染防治的重点与难点［J］.环境保护，2018（1）：14-18.
［6］谢彩霞，栾春娟，赵亮.斯坦福大学技术创新影响力及优势的专利计量研究［J］.科学与管理，2019（3）：8-15.
［7］谢智敏，范晓波，郭倩玲.专利价值评估工具的有效性比较研究［J］.现代情报，2018（4）：124-129.
（编辑何琳）
Evaluation of competitiveness of advantage subjects in universities based on Incopat patent analysis:a case study of nine universities selected as the“first-class disciplines”of
environmental science and engineering
Yin Hong,Zhu Lin
（Library of Nanjing University,Nanjing210023,China）
Abstract:From the perspective of patent analysis,this paper comprehensively evaluates the patent achievements of nine universities selected as the“first-class disciplines”of environmental science and engineering.This paper analyzes the quantity of patent application,the quantity of patent authorization,the quantity of foreign patent application,the main technical field,the intensity of patent and the transfer and transformation in order to provide reference for the discipline evaluation of cross-applied disciplines and the“first-class discipline”construction of universities.The results show that the number of environmental patent applications in the nine universities has been increasing since2000,but the global distribution is relatively low,and the transfer of patent achievements needs further improvement.And Beijing University, Tsinghua University and Nanjing University own the most high-value patents.The patent layout of the nine universities in the field of water treatment technology is relatively perfect,but the patent layout in the field of solid waste treatment and soil remediation needs to be strengthened.
Key words:Incopat patent analysis;discipline evaluation;“first-class discipline”;environmental science and engineering
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