《International Journal of Low-Carbon Technologies》：Mapping low-carbon technology innovation in China’s dual-carbon strategy: evidence from publications and patents
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背景：低碳转型既依赖知识生产，也依赖可部署的技术解决方案，然而文献计量研究与专利研究往往分别分析这两类证据流。本研究构建了一个出版物—专利比对框架（publication–patent alignment framework），用于在中国双碳战略（dual-c
背景：低碳转型既依赖知识生产，也依赖可部署的技术解决方案，然而文献计量研究与专利研究往往分别分析这两类证据流。本研究构建了一个出版物—专利比对框架（publication–patent alignment framework），用于在中国双碳战略（dual-carbon strategy）背景下映射科研主题与专利领域之间的主题对应关系。方法：数据集包含在2021—2025年检索窗口内获取的14,293条Web of Science（WoS）出版物记录与23,929条IncoPat专利记录。CiteSpace聚类以对数似然比（log-likelihood ratio，LLR）标签和显著关键词表示，而专利领域则以国际专利分类（International Patent Classification，IPC）子类定义表示。候选关联通过三项标准的功能筛选（three-criterion functional screen）以及词频—逆文档频率（term frequency–inverse document frequency，TF-IDF）余弦相似度敏感性检验进行评估。结果：在多目标优化与H02J、碳封存与B01D、以及氨/二氧化碳减排与C01B/B01J之间识别出直接对应关系。变革性对应关系将环境规制研究与G06Q管理技术联系起来，而协同性对应关系则将空气污染研究与G01N/C02F监测与处理技术联系起来。数字数据处理类在领先的IPC分布中占据主导地位，而电网、储能、分离、化学转化和传感类则构成互补的物理技术层。高校在出版物和专利活动中均表现突出，尽管这种机构重叠并不能确立直接的技术转移。结论：2024年末和2025年的记录因专利公开延迟而被视为不完整数据。该框架提供了一种可复现、有边界的方法，用于比较科学主题与受保护的技术领域，并为高校、企业、电网公司和政策制定者提供了针对不同利益相关者的启示。
中国双碳战略下低碳技术创新的知识—专利映射研究解读
一、研究背景与问题提出
全球气候治理正从目标设定阶段转向以实施为导向的转型阶段，涉及能源、工业、交通、建筑和环境管理等多个领域。净零排放与碳中和承诺可以引导投资方向，但其实现依赖于可部署的技术解决方案组合，包括可再生能源系统、储能技术、碳捕集利用、数字化碳核算以及污染控制技术等。在这一背景下，科学出版物与专利提供了关于技术创新过程的互补性证据：出版物反映研究问题与分析方法的演变，而专利记录了对技术解决方案的权利主张。两者相关但不可互换。
中国提出的双碳战略旨在2030年前实现二氧化碳（CO2）排放达峰、2060年前实现碳中和，这一战略催生了对可再生能源、能效提升、碳排放交易、工业脱碳、数字化监测、碳捕集以及低碳基础设施的广泛需求。中国的创新体系由协调的政策规划、行业专项计划以及市场激励共同塑造，公共研究机构、高校、国有企业和私营企业同时参与知识生产与技术保护。
然而，现有研究存在两个主要缺口：其一，多数研究将出版物与专利分开分析，即使将两者结合，匹配程序往往缺乏明确规范，导致结果难以复现，并容易引发过度解读；其二，分析边界问题突出，诸如碳排放或生命周期评价等宽泛主题未必对应单一的IPC子类，专利数量本身也无法衡量技术质量、部署水平或减排影响。因此，本研究旨在构建一个透明的技术图谱，而非推断因果性的技术转移。
二、研究内容与核心结论
研究人员开发了一个可复现的出版物—专利比对框架，该框架结合了描述符构建、三项标准功能筛选以及TF-IDF余弦相似度敏感性检验，并区分了直接对应、变革性对应与协同性对应三种类型，同时允许宽泛或非特定的聚类保持不匹配状态。研究得出以下核心结论：数字数据处理类在领先的IPC分布中占据主导地位，而电网、储能、分离、化学转化和传感类构成互补的物理技术层；高校在出版物与专利活动中均表现突出，但机构重叠并不构成直接技术转移的证据。
三、主要技术方法
研究人员采用了多项关键技术方法。数据来源方面，学术文献流来自Web of Science（WoS）核心合集，经检索、文献类型筛选和学科类别筛选后，中国聚焦数据集保留14,293条记录；专利数据来自IncoPat数据库，经法律状态和专利类型筛选后保留23,929条发明和实用新型专利记录。分析工具方面，使用CiteSpace 6.2.R6进行关键词共现网络与聚类分析，采用g指数（k=15）进行节点选择，以对数似然比（LLR）标签命名聚类；使用IncoPat分析功能识别申请人和IPC子类分配；使用MATLAB R2024a进行描述性可视化。比对方法方面，构建了学术聚类—IPC域描述符字典，通过三项标准功能筛选（共享技术对象或过程、兼容操作功能、共同应用情境）评估候选关联，并采用TF-IDF余弦相似度作为语义敏感性检验。
四、研究结果
4.1 描述性背景
地理与时间格局方面，全球检索结果呈现显著地理集中性，中国贡献14,293条记录，远超美国（3,172条）和英国（2,745条）。年度出版量在2019—2025年间显著增长，全球系列从2019年的3条增至2025年数据集中的7,921条，中国聚焦系列从1条增至3,958条，反映出2020年后研究活动的快速扩张。
机构参与方面，中国科学院以1,199条出版物居首，清华大学以816条次之，华北电力大学以497条位列第三，表明公共研究机构和研究密集型高校在中国聚焦出版数据集中的突出地位。
4.2 学术知识结构与时间演化
关键词网络包含646个节点和4,686条连线，模块度Q为0.5395，加权平均轮廓值S为0.7599，均超过设定阈值，支持对聚类结构的解释。中心聚类#0碳排放连接政策、经济、能源和环境主题；#1多目标优化和#2环境规制代表操作性和治理导向的知识；#4 CO2减排、#5碳封存、#6空气污染和#7氨则更具技术特异性。时间线视图显示，早期术语强调碳中和、政策、生命周期评价、市场设计和碳排放交易，后期标签包括人工智能（AI）、绿色氢、CO2封存、遥感、孔隙结构、甲醇合成和技术创新，表明研究从目标与工具导向向涉及计算、材料、能源载体、捕集和传感的实施问题扩展。
4.3 专利技术概况
申请人方面，国家电网公司以561条记录位居首位，华北电力大学以222条次之，东南大学以198条位列第三，前十位申请人中有六所为高校。全数据集层面，企业占15,163件专利（63.37%），高校占6,679件（27.91%），研究机构占1,440件（6.02%）。IPC分布方面，前十位子类中G06Q占9,723项（37.22%），G06F占5,483项（20.99%），G06N占2,634项（10.08%），这些宽泛的数字子类涵盖碳核算、预测、优化和平台运行所需的管理信息系统、数据处理和计算功能。物理与过程导向类构成互补层：H02J以2,279项（8.72%）排名第四，覆盖供电、电网和储能安排；G01N以1,563项（5.98%）排名第五，支持检测与测量；B01D以1,477项（5.65%）排名第六，覆盖与捕集相关的分离过程。
4.4 出版物—专利比对
五个聚类—域对通过了语义排名和功能阈值。最高余弦得分出现在#5碳封存—B01D（0.384；功能得分3/3），其次为#4 CO2减排/#7氨—C01B/B01J（0.283；3/3）。#1多目标优化—H02J作为直接操作对应被保留（0.143；3/3），#6空气污染—G01N/C02F作为协同对应被保留（0.136；2/3），#2环境规制—G06Q作为变革性对应被保留（0.065；2/3）。#0碳排放和#3生命周期评价因跨领域特性未被分配一对一的IPC匹配，G06F和G06N被视为跨领域的数字使能类。
4.5 说明性主题比较
数字碳管理与电网调节方面，Zhuo等对碳中和电力供应的成本与路径问题进行了评估，语料库中的一项专利描述了基于碳排放流的碳排放响应计算方法，两者在系统级碳核算与数字计算功能之间展示了主题邻近性。储能与电池安全方面，关于长寿命锂离子电池的研究识别出退化与热失控为核心工程挑战，相关实用新型专利通过组合导热防火上盖、导热端板和侧板以及多层热障来抑制方形电芯模组中的热失控传播。碳捕集利用与绿色化学方面，功能化离子液体已被综述用于CO2捕集与分离，相关专利描述了通过有机碱离子液体催化CO2制备环状碳酸酯的过程。
五、讨论与结论
讨论部分指出，中国双碳创新格局围绕相互依存的数字—物理架构组织。数字类之所以突出，是因为碳核算、市场运行、预测、调度、优化和监测均需数据处理；同时，电网与储能安排、分离过程、化学转化、建筑材料与传感技术为减排提供了物理基础。数字份额的扩大并不意味着软件替代能源与过程技术，而是表明数据与管理功能日益中介其运行。
研究将比对框架与国际科学—技术映射方法进行了比较，指出该框架在更聚合的主题层面运作，因此做出更克制的声明。关于高校在创新主体配置中的作用，研究强调高校不仅贡献出版物，还在电力系统、碳管理、储能和环境技术领域贡献受保护的发明，但专利数量也可能反映机构申请激励，评估应结合专利家族、前向引用、法律事件、许可、示范项目和经核实的环境绩效。
针对不同利益相关者，研究提出了具体启示：高校可利用比对矩阵区分已有明确技术对应关系的研究主题与需要更具体问题定义的宽泛主题；企业可将该图谱作为地平线扫描工具，关注数字平台与物理资产之间的接口机会；电网公司具备整合多个保留领域的条件，试点项目应强调互操作数据模型、可审计碳因子、网络安防接口和独立性能验证；政策制定者可将出版物—专利比对作为早期监测工具，但需识别近期专利数据的不完整性和专利质量的差异。
研究结论指出，该方法论的进步在于使匹配程序明确化：学术与IPC描述符被披露，语义相似度作为行内敏感性检验，功能对应按既定标准评分，模糊的宽泛聚类允许保持不匹配。保留结果显示，优化与电网/储能技术、碳封存与分离过程、氨/CO2减排研究与无机化学或催化领域之间存在直接对应关系；环境规制研究与管理系统信息之间存在变革性对应关系；空气污染研究与传感和处理技术之间存在协同对应关系。数字类构成突出的使能层，但补充而非替代物理能源、捕集、化学和监测技术。高校在出版物和专利活动中均可见，但机构重叠与主题相似性并不证明技术转移或商业成功。该框架的实用价值在于诊断性：可支持研究组合设计、企业地平线扫描、电网公司试点和政策监测。后续工作应在公开滞后后重新估算近期专利年份，纳入专利质量与商业化指标，并利用发明人—作者、引文、资助和部署数据进行记录级科学—技术关联分析。
