من مقلدة إلى قائدة تحول الصين في قطاع الطاقة النظيفة إلى مركز ابتكار عالمي

هذا طلب براءة قدمته شركة صينية في عدة دول لحماية تصميم مبتكر لبطارية سيارة كهربائية. تُصوَّر الصفحات برسمة براءة داخل مستطيل أحمر واحد.

في عام 2000 قدّم المتقدمون الصينيون 18 براءة في مجال الطاقة النظيفة، اعتبرها المحلّلون منافِسة دولياً. وفي 2022 ارتفع العدد إلى أكثر من خمسة آلاف براءة — شبّك يضمّ 5,206 مستطيلاً أحمر.

على مدى عقدين، قفزت الصين إلى الأمام مقارنةً بالدول الأخرى، واضعة تصاميم ابتكارية لمزيج الطاقة المستقبلي: الطاقة الشمسية والرياح والبطاريات والسيارات الكهربائية. تُظهِر سلسلة بيانات تمتد من 2000 إلى 2022 اتجاهات في تسجيل براءات عالية الجودة من الصين واليابان وأوروبا وكوريا والولايات المتحدة.

المصدر: مكتب البراءات الأوروبي. ملاحظة: فئات الطاقة النظيفة تشمل البطاريات والوقود الحيوي والهيدروجين والخلايا الضوئية والمكثفات الفائقة.

بعد سنوات من الاتهامات بنسخ تقنيات الخارج، باتت الصين تهيمن على مشهد الطاقة المتجددة ليس فقط بعدد البراءات والأوراق البحثية، بل أيضاً بتقديم مساهمات رئيسية يرى محلّلون أنها ستسهم في تحييد الاعتماد العالمي على الوقود الأحفوري.

أين تُقدَّم براءات الطاقة النظيفة عالية الجودة
الصين تتصدّر في البطاريات والطاقة الشمسية، بينما تظل أوروبا متفوّقة في طاقة الرياح والشبكات الذكية.

المصدر: مكتب البراءات الأوروبي. ملاحظة: الاستثناءات تشمل الطاقة الكهرمائية وفئة وقود الهيدروجين التي تمثل حصة أصغر من إجمالي براءات التكنولوجيا النظيفة.

«قد يبدو الأمر بسيطاً، لكن المؤشّر النهائي لجودة البراءة هو مقدار المال الذي أنفقته شركة أو مؤسسة على حماية طلبها، بما في ذلك تقديمه في دول متعددة»، قال يان مينيي، كبير الاقتصاديين في مكتب البراءات الأوروبي، مشيراً إلى أن التقديم في أكثر من سوق واحد يعكس عزم المبتكر على حماية اختراعه عبر الحدود. اعتماداً على هذا المعيار، تحوّلت الصين من مُقَلِّدة إلى مبتكرة، وفق قوله.

يُصنّف مكتب البراءات الأوروبي أي طلب مُقدَّم في دولتين أو أكثر على أنه «عالي الجودة»، افتراضاً بأن التكاليف والجهد الذي رافق التقديم يعبران عن نية حماية الاختراع عبر أسواق متعددة. تمنع البراءات الآخرين من صنع أو استخدام أو بيع الابتكار دون إذن لفترة زمنية محددة.

بحسب هذا المعيار، قدّمت الصين أكثر من ضعف عدد براءات الطاقة النظيفة عالية الجودة مقارنة بالولايات المتحدة في عام 2022 (آخر سنة تتوافر فيها بيانات كاملة). ومع استمرار تقديم شركات صينية لعدد كبير من البراءات منخفضة الجودة قد تكون متكرّرة أو مختلفة اختلافاً تافهاً عن اختراعات سابقة، فإنَّ نسبة أعلى من الطلبات باتت تُصنّف على أنها ذات جودة فعلية.

قاد هذا التوجّه سياسات استراتيجية من بكين، إلى جانب نضج بيئة البحث الأكاديمي في الصين. «إنه النقيض من صدفة عابرة»، قالت جيني وونغ ليونغ، محللة وعالمة بيانات في المعهد الأسترالي للسياسات الستراتيجية، الذي أنشأ قاعدة بيانات عالمية لأبحاث التقنيات الحرجة للأمن الاقتصادي والعسكري، بما في ذلك الطاقة النظيفة.

صنّاع القرار في الحزب الشيوعي الصيني، حين اجتمعوا لتخطيط مستقبل البلاد، أولوا اهتماماً للتدريب العلمي والتعليم أكثر من أي سياسة أخرى عدا إجراءات تقوية الحزب نفسه. في منتصف 2015 أطلقت الحكومة برنامجاً اسمه «صُنِع في الصين 2025»، الذي قدّم قروضاً كبيرة منخفضة الفائدة لشركات في عشر صناعات استراتيجية، ومساعدة في الاستحواذ على منافسين أجانب، ودعماً سخياً للبحوث العلمية، مع هدف معلن بأن تتحكّم الشركات الصينية بنسبة 80% من الأسواق المحلية لتلك الصناعات بحلول 2025. وفقاً لوونغ ليونغ ومحلّلين آخرين، نجحت هذه الجهود إلى حدّ كبير.

شركات التكنولوجيا النظيفة الصينية هيمنت على الأسواق المحلية والدولية معاً. بينما اخترعت دول غربية مثل الولايات المتحدة وأستراليا تقنيات أصبحت الآن واسعة الانتشار مثل الألواح الشمسية والبطاريات والمكثفات الفائقة، قامت الشركات الصينية بتطوير هذه التصاميم وابتكار نسخ جديدة ثورية. «حجم الاستثمار الصيني كان أكبر بكثير من ذلك الغربي»، قالت وونغ ليونغ. «هذا مكّنهم من بناء صناعات من الأساس وحتى كامل سلسلة الإمداد.»

انعطاف في تفوّق البحث في مجال الطاقة النظيفة
الصين تتقدم في المنشورات العلمية ذات الاستشهادات العالية في الدوريات المحكمة العالمية.

المصدر: المعهد الأسترالي للسياسات الستراتيجية. ملاحظة: الرسم العلوي يظهر حصة كل دولة أو إقليم من البحوث ذات الاستشهاد العالي في جميع فئات الطاقة النظيفة الفرعية.

المسألة لم تقتصر على المال فحسب. الحكومة الصينية شجّعت تنافساً داخلياً قاسياً شبّه بعض الاقتصاديين بـ«داروينية اقتصادية». سم أدهام، رئيس قسم مواد البطاريات في مجموعة CRU لتحليل السوق، وصف سيناريوً نموذجياً: يتدفّق في البداية فيضان من الدعم المالي إلى صناعة اعتُبرت استراتيجية؛ تتدافع الشركات، مقدّمة عشرات أو مئات البراءات؛ وفي المرحلة النهائية تسحب الحكومة الدعم فتُقَصّى الشركات الأقل قدرة تنافسية، بينما «تبقى الشركات الأقوى وتخرج إلى الخارج وتستولي على حصص السوق».

خذ مثلاً بطاريات السيارات الكهربائية: الاختراقات الأصلية في بطاريات الليثيوم-أيون حدثت في الولايات المتحدة قبل ثلاثة عقود، لكنّ البحوث اللاحقة لم تلقَ دعماً حكومياً كبيراً هناك؛ أما الشركات الصينية فالتقطت الراية. تجاوزت BYD، مقرها شنتشن، مؤخراً تسلا لتصبح أكبر مُصنِّع للسيارات الكهربائية في العالم، وCATL، المنافس الصيني من نينغده، تنتج أكبر عدد من البطاريات عالمياً. اعتمَدَت BYD وCATL على بطاريات الليثيوم-أيون التي تستخدم الحديد والفوسفات إلى جانب الليثيوم، بدلاً من النيكل والكوبالت اللذين فضّلهما المنتجون الغربيون. من خلال اختراقات محمية ببراءات، نجحت الشركات الصينية في جعل بطارياتها أخفّ وزناً، أطول عمراً، أسرع شحنًا، وأرخص إنتاجاً — تحسينات تُسهِم أيضاً في جعل السيارات الكهربائية أكثر أماناً وملاءمة للسائقين.

فريق بحثي في CATL، الذي يزوّد شركات سيارات كهربائية مثل تسلا وبي إم دبليو، طوّر طريقة لتقليل مخاطر الحرائق في بطاريات السيارات وحاز على جائزة المخترع الأوروبي عام 2023. سلسلة البراءات التي تبدو وصفاتها عادية عن أغطية البطاريات وآليات القصر القصيرة تمثّل خطوة مهمة في منع تراكم الحرارة الكارثي والانفجارات عند الشحن الزائد.

براءات لصنع بطاريات أكثر أماناً:
– غطاء علوي يمنع الضرر الناتج عن الشحن الزائد.
– غطاء مزوّد بآلية قصر تمنع الحرائق الناتجة عن الشحن الزائد أو الثقب.
– بطارية تسمح بخروج الغازات الخطرة لتفادي الانفجار.

تمتلك الصين تقريباً 50 برنامج دراسات عليا يركّز على كيمياء البطاريات ومعدّنيّتها. وفقاً للمعهد الأسترالي، يأتي 65.5% من الأوراق التقنية واسعة الاستشهاد في تكنولوجيا البطاريات من باحثين صينيين، مقابل 12% من الولايات المتحدة.

مع اتساع الفارق التنافسي، سعت الصين للحدّ من «تسرب التكنولوجيا». حتى يوليو، قيّدت بكين نقل ثمانية تقنيات رئيسية لصناعة بطاريات السيارات الكهربائية من البلاد سواء عبر التجارة أو الاستثمار أو التعاون التقني. «كانت الصين تفعل ذلك بشكل غير رسمي في الماضي»، قال أدهام، «لكن الآن أصبح مكتوباً بالقانون.» هذا من المرجح أن يرسّخ دور الصين المهيمن في إنتاج البطاريات ما لم تستثمر دول أخرى بشكل مماثل في البحث، وهو ما يجعل التحوّل العالمي للطاقة، المرتبط بالحد من تغير المناخ الناتج عن الأنشطة البشرية، أكثر اعتمادية على التكنولوجيا الصينية.

بيتشينغ يانغ، محللة في Ember (منظمة عالمية لأبحاث الطاقة)، أعدّت تحليلاً مستقلاً لبيانات مكتب البراءات الأوروبي وقالت: «إذا استبعدت الصين من البيانات، فستجد سنوات حديثة يظهر فيها أن الابتكار العالمي مات أو تباطأ.» وأضافت أن الإعلانات الأخيرة من الحكومة الصينية تُشير إلى توجيه الشركات لتتجاوز الألواح الشمسية والبطاريات نحو تقنيات ناشئة أكثر، مثل احتجاز الكربون، الشبكات الذكية، وكهربة الصناعة الثقيلة — هذه هي الحدود المقبلة.

المنهجية
قدّم مكتب البراءات الأوروبي بيانات البراءات، مع تصنيف كل فئة تكنولوجية للطاقة النظيفة اعتماداً على نظام الوسم Y02 أو تحليل مخصص أُجري جزئياً بالتعاون مع الوكالة الدولية للطاقة. يعتمد عدُّ البراءات على «عائلات البراءات الدولية» التي يجب أن تُقدَّم في بلدين على الأقل، ويستبعد التسجيلات المكررة التي تغطي نفس الاختراع.

قدّم المعهد الأسترالي للسياسات الستراتيجية بيانات البحث ذات الاستشهاد العالي، مستعينا بقاعدة بيانات Web of Science Core Collection. تتضمن القاعدة منشورات محكّمة في مؤتمرات ودوريات علمية وتستبعد مراجعات الكتب والمنشورات المسحوبة والرسائل التي لم تُعتبر مساهمات بحثية.