Por Energy Insights
El éxito de la transición energética requerirá una profunda transformación del sistema de energía en una multitud de áreas, incluidas plantas de energía, sistemas de transmisión y distribución, y prácticas de consumo. Componentes clave de esta transición son el aumento de la demanda de electricidad debido a la electrificación y la gran implementación a escala de proyectos de energías renovables que son intermitentes, lo que resulta en una mayor complejidad en gestionar la variabilidad en la red eléctrica.
Las tecnologías de redes inteligentes desempeñarán un papel clave a la hora de facilitar esta transición haciendo que nuestras redes sean más eficientes, resilientes y confiables, además de contener los costos operativos de la nueva infraestructura de red. Las tecnologías digitales también permitirán integrar proporciones cada vez mayores de energías renovables de múltiples fuentes e involucrar aún más a los usuarios finales para que puedan mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones (AIE, 2023a).
Medir la innovación digital en el sector energético (innovación en redes inteligentes) es crucial para rastrear, mejorar e implementar políticas para dar forma efectiva al proceso de la digitalización.
Es fundamental que las inversiones se dirijan a la digitalización de la red eléctrica (y por extensión a la innovación) como forma de permitir el mayor despliegue de las energías renovables. Necesidades generales de inversión en redes inteligentes más que se duplicarán hasta 2030, desde alrededor de 300 mil millones de dólares al año actualmente a casi 600 mil millones de dólares al año – para encaminarse hacia el Net Zero para 2050. La inversión en tecnologías de redes inteligentes, entre otros factores, fomentará la innovación en este campo.
En cuanto a las tendencias en los principales grupos de familias de patentes de redes inteligentes, de 2005 a 2011 hubo un fuerte crecimiento global en la innovación de redes inteligentes ya que se registró un número cada vez mayor de familias de patentes (FP). Como se señaló anteriormente, el nivel de innovación se ha estancado o disminuido desde 2011, dependiendo de la tecnología de red inteligente . De 2000 a 2005, la innovación en redes inteligentes en los tres grupos primarios siguieron la misma trayectoria de crecimiento. La innovación en redes inteligentes ha sido más fuerte en aplicaciones de usuario final, generando más FP que en las otras dos categorías de 2008 a 2014. De 2020 a 2021 observamos un pico en la proporción de FP de redes inteligentes que involucran sistemas que apoyan la generación, transmisión o distribución de energía eléctrica; esta categoría representa el 40% del total de IPF de redes inteligentes registradas en este período.
La categoría “Sistemas que soportan la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica”, tuvo el mayor nivel de desarrollo de innovación en el sector eléctrico global entre 2020-2021. Durante la última década, dos tecnologías de redes inteligentes han sido los que más han contribuido a la innovación en esta categoría: “Equipos de monitoreo o control para unidades de generación de energía” y “Sistemas o métodos que apoyan la operación o gestión de la red eléctrica”. En 2020, estas tecnologías alcanzaron el 19% y el 22% del total de registros de patentes de redes inteligentes, respectivamente.
En cuanto a Áreas Tecnológicas de Interés Las proporciones más altas de FP se encuentran en sistemas que respaldan la interoperabilidad de vehículos eléctricos o híbridos (una subcategoría de “Sistemas que respaldan la generación, transmisión o distribución de energía eléctrica”) y en sistemas de respuesta a la demanda (una subcategoría de “Usuario final y aplicaciones”).
Tendencias regionales de la innovación energética en redes inteligentes
El este de Asia fue responsable de más de la mitad de la innovación en redes inteligentes en el período 2017-2021, y ocupa la primera posición en comparación con otras regiones desde 2007, América del Norte y Europa Occidental se reparten aproximadamente las FP restantes. En las últimas dos décadas ha habido una transición desde que Europa y América son las principales fuentes de innovación en redes inteligentes hacia Asia que ha asumido ahora un papel más destacado en este campo.
Una cuarta parte de las FP de redes inteligentes registradas en la última década fueron de inventores residiendo en Japón, y casi una cuarta parte eran de inventores que residían en Estados Unidos. La mitad de los registros restantes son de inventores de China, Alemania y Corea.
Por su parte los Centros Urbanos de Innovación a nivel regional, la innovación en redes inteligentes se está produciendo predominantemente en Asia Oriental, Europa Occidental y las costas occidental y oriental de Estados Unidos. Se identifica un modelo de innovación concentrada, ya que más del 40% de la innovación en redes inteligentes se produce en diez ciudades de todo el mundo. Las seis principales ciudades o áreas de innovación entre 2000 y 2022 son Tokio, Seúl, Beijing, Nagoya, Nuremberg y San Francisco. Área de la Bahía de Francisco. Destaca la prevalencia de Tokio (casi 2 000 FP fraccionadas entre 2000 y 2022 en todo el sector y dentro de la región de Asia se puede explicar porque es el hogar de las principales empresas de innovación digital como Toshiba, Fujitsu, Hitachi, Honda, Mitsubishi, NEC, Nishan Sony. Nuremberg en Alemania con más más de 500 fracciones de FP entre 2000 y 2022, es el centro de innovación dentro de la región europea ya que alberga a Siemens y el Centro de Investigación Huawei Nuremberg, que se especializa en tecnologías de conversión y distribución de energía, soluciones avanzadas de sistemas de propulsión para vehículos eléctricos y algoritmos de energía y tecnología de conexión a la red.
El Área de la Bahía de San Francisco, que incluye Palo Alto, San Carlos y San José, es el centro de innovación en los Estados Unidos, ya que alberga a Tesla, PG&E, Schneider Electric y ChargePoint, entre otras. Entre las ciudades o áreas no asiáticas después del Área de la Bahía de San Francisco y Nuremberg, Munich (ocupa el primer lugar en empleo en el sector de tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y alberga las mejores universidades técnicas, y Raleigh (sede de la El Instituto de Innovación en Electrónica de Potencia de próxima generación en Carolina del Norte) jugó un papel importante en la innovación de redes inteligentes en los años 2011-2021 y 2011-2015, respectivamente.
Si lo analizamos por oficina de propiedad intelectual, si bien el país de residencia del inventor proporciona información importante sobre dónde está surgiendo la innovación en el mundo, la ubicación de la oficina de propiedad intelectual donde se registran las patentes proporciona información sobre los mercados a los que se dirige una tecnología determinada.
Casi un tercio de las solicitudes de patentes de redes inteligentes a nivel mundial se presentaron en la USPTO, lo que muestra un alto nivel de interés entre los inventores de redes inteligentes por el mercado estadounidense. El interés por el mercado estadounidense es constante a lo largo de los años, ya que entre 2000 y 2021 será el primer mercado previsto para la innovación en redes inteligentes.
La Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (OMPI), la OEP y la oficina de propiedad intelectual de China recibió entre el 16% y el 12% cada una de las aplicaciones de patentes restantes. Otras oficinas destacadas y por extensión de mercados de redes inteligentes en innovación en la última década incluyen Japón (11%), Corea (4%), Alemania (3%), Canadá (3%) y Australia (3%).
La identificación de dominios tecnológicos por país mediante conteos fraccionarios permite analizar la posición de un país en innovación en relación con otros países. Un indicador frecuentemente utilizado de la especialización de un país es el índice de ventaja de la tecnología revelada (VTR), que indica la especialización del país en innovación en redes inteligentes en relación con su capacidad general de innovación (OCDE, 2009).
Un IVTR arriba de uno significa la especialización de un país en una tecnología determinada. Es importante señalar que la VTR revela la ventaja comparativa de un país en tecnologías de redes inteligentes, proporcionando un indicador más revelador de especialización en comparación con el número de inventores. Estos últimos simplemente reflejan países con altas tasas de innovación.
En los últimos años, Suiza y Canadá se han especializado más en Innovación en redes inteligentes en comparación con el resto del mundo. Suiza ha sido líder mundial en innovación de redes inteligentes desde 2001 cuando tenía un RTA de 2,3. Los datos más recientes (2016-2021) también revelan una especialización en tecnología de redes inteligentes en Alemania, Corea y Francia (respectivamente 1,61, 1,35 y 1,22). En general, Europa se especializa en tecnología de redes inteligentes, aunque no produce la mayor cantidad de innovación en este sector. Por su parte Japón, Estados Unidos y China muestran VTRs algo más bajos, lo que indica que a pesar de sus importantes esfuerzos de innovación En el caso de las redes inteligentes, no se especializan en esta área de innovación.
Canadá (5,8), Suecia (3,4) y Suiza (3) se especializaron en la categoría “Sistemas que soportan la transmisión o distribución de generación de energía eléctrica” entre 1996 y 2000, pero Corea (1,72) ha sido el país más especializado en esta categoría en años más recientes (2016-2021). Suiza (2,4) ha sido el país más especializado en la categoría “Innovaciones complementarias para apoyar la digitalización del sector energético” en años más recientes (2016-2021).
Analizando el índice VTR para la innovación en redes inteligentes dentro del sector energético específicamente (H02 en la categorización CPC) –a diferencia de la innovación en general– nos permite entender si el sector energético se está especializando en tecnologías digitales.
Al examinar el índice VTR de innovación en redes inteligentes dentro del sector eléctrico, surge un patrón distintivo: Noruega es el líder en el período 1996-2005 con una VTR de 5,12, seguido de cerca por Israel con un VTR de 4,73. Israel es el espacio líder en innovación de redes inteligentes con un VTR de 2 en el período 2016-2021, seguido por Canadá. Más recientemente, Australia y Corea muestran una especialización en el sector de red inteligente con un VTR de 2,41 y 1,39, respectivamente. Sorprendentemente, el índice de VTR para Japón, China y Taipei Chino están constantemente por debajo de 1, lo que indica un grado comparativamente menor de especialización en la digitalización en el sector de la energía a pesar de sus altas puntuaciones en relación tanto con el promedio global en el sector eléctrico y también la innovación en general. La especialización de Noruega (15) es particularmente importante en la categoría “Sistemas que apoyan la transmisión o distribución de generación de energía eléctrica” entre 1996 y 2000. La especialización de Israel se encuentra en la categoría “Aplicaciones de usuario final”. entre 1996 y 2000. En años más recientes (2016-2021), Israel (4,4) se ha especializado en “innovaciones complementarias que apoyan la digitalización del sector energético”, seguido de cerca por Australia (4).
Si nos enfocamos a la calidad de las invenciones de redes inteligentes, en términos de campos tecnológicos, en 2010 el tamaño medio de las FP de “Sistemas que apoyan la generación de energía eléctrica” era dominante y estaba al mismo nivel que patentes en el sector energético en general. Austria fue líder en tamaño de FP en 2020 , seguida por Japón y China; sin embargo, los países con mayor tamaño de FP en 2010 fueron Dinamarca, Austria y Suiza, lo que demuestra un desplazamiento geográfico de invenciones valiosas hacia Asia Oriental en años más recientes. Además, Los inventores de Dinamarca, Suiza y Austria han estado buscando menos protección para sus invenciones en el extranjero en los últimos años, ya que el tamaño de su FP se ha reducido a más de la mitad en diez años, lo que significa que están menos interesados en buscar protección en múltiples mercados.
En cuanto al valor de mercado de las innovaciones, las reivindicaciones de patentes pueden darnos una idea de donde se encuentra el mayor valor. Cada documento de patente incluye una lista de reivindicaciones que detallan los aspectos innovadores, del ámbito de exclusividad reivindicado. Estas afirmaciones establecen el alcance de la protección otorgados por los derechos de patente, estableciendo límites legales. Reclamaciones de patentes por lo general, están escritos en un lenguaje preciso y técnico para articular claramente las características novedosas de la invención y diferenciarla del estado de la técnica. Un número elevado de reivindicaciones en un documento de patente implica tasas más altas y, por lo tanto, es probable que se correlacione con un mayor valor en el mercado.
Suiza fue en 2020 el país líder en invenciones valiosas, duplicando sus solicitudes en comparación con 2010. El segundo país fue Austria. Alemania fue el líder en reivindicaciones en 2010.
La originalidad de las innovaciones se refiere a la variedad de campos tecnológicos representados en las citas de una patente determinada, lo que indica la importancia de la tecnología patentada para fomentar la innovación disruptiva. Las invenciones de redes inteligentes son más originales que las invenciones en el sector energético en su conjunto.
En 2020 Estados Unidos exhibió un aumento notable en su índice de originalidad, superando el 0,9, casi cinco veces el valor observado en 2010, lo que significa que en años más recientes los inventores estadounidenses han basado las innovaciones de las redes inteligentes en una variedad más amplia de tecnologías. dominios. El líder en el índice de originalidad en 2010 fue Austria, seguida de Japón y Alemania.
Es interesante observar que las innovaciones en tecnologías de redes inteligentes tienden a hacer referencia de invenciones relacionadas en gran medida con las tecnologías del transporte y las tecnologías de la información y la comunicación.
La dinámica del proceso inventivo se puede medir a través de las citas hacia atrás incluidas en la solicitud de patente. En 2008 se observó un pico, con el número promedio de citas hacia atrás para el sector de redes inteligentes de 6 superó al sector eléctrico en su conjunto en ese año. Los países con mayor puntuación en términos de número promedio de citas hacia atrás fueron Japón y Suiza en 2010, y Japón y China en 2020. Las “aplicaciones de usuario final” incluyen más citas en sus invenciones en 2010 que las otras categorías.* (Con información de la Agencia Internacional de Energía, AIE).
