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低空经济——evtol产业分析

低空经济——evtol产业分析 材荟智造
2024-11-25
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一、低空经济的政策导向


低空经济政策密集出台

是推动发展的主要驱动力


我国政府对低空飞行器的发展高度重视,国家顶层政策密集出台,2021年首次将发展低空经济写入了国家规划,作为国家战略性新兴产业和新质生产力的典型代表,低空经济又先后被写入2024年政府工作报告和二十届三中全会审议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革推进中国式现代化的决定》。同时,各地方政府也积极响应国家战略布局,从2024 年地方两会政府工作报告来看,29余个省份已将低空经济纳入政府工作议程。

9月21日,中共中央办公厅与国务院办公厅联合发布《关于进一步提升基层应急管理能力的意见》,为无人机与低空经济产业带来了前所未有的发展机遇,意见主要涉及:

1.智能监测预警系统建设;

2.应急救援力量建设;

3.战时应急平时应用;

4.促进技术创新和乡村治理等。







二、eVTOL是低空经济发展的最佳载体


1.基本概念

eVTOL全称为Electric Vertical Takeoff and Landing,即电动垂直起降飞行器,采用分布式推进,运用全电/混合动力技术,具有不依赖跑道垂直起降、智能操作、低碳环保、低噪音、高安全性等特点。

2.eVTOL的发展历程


3.eVTOL目前的市场规模

工信部赛迪研究院发布的《中国低空经济发展研究报告(2024)》显示,2023年我国低空经济规模达5059.5亿元,增速近33.8%,预计2026年有望突破万亿元。2023年我国 eVTOL 产业规模达到9.8亿元,同比增长77.3%,预计到2026年将达到95亿元,发展潜力巨大。有研究机构估算,到2040年,全球 eVTOL 市场规模将超过万亿美元,而中国市场占比预计达20%以上。

4.eVTOL的整机构型分类

5.eVTOL的产业链

飞机制造的产业链价值份额:

推进系统占比40%,结构件和内部件占比 25%,航电和飞控系统占比20%,能源系统占比10%,装配集成占比5%。

资料来源:

Lilium《Analyst Presentation(15 June 2021)

资料来源:前瞻产业研究院、民航局、航空产业网

►上游:核心供应,电池制造商、动力系统、飞控系统、航电设备、导航系统、通讯系统、复合材料等供应商

►中游:整机制造,设计研发生产飞机的主机厂及保障运行基础设施

►下游:应用,低空经济与个行业融合形成多样化应用场






三、eVTOL的应用场景


低空经济打造场景是第一要务。“低空经济+”模式下催生了各类应用场景,如:应急救援、航空消费、物流快递、低空旅游等等。


低空经济+农业

助力智慧农业

有利可持续发展

图片来源:前瞻产业研究院

植保无人机在农业发展较早,农林业应用广泛,包括农林牧渔业。无人机搭载高分辨率相机,多光谱传感器等,实现了作物健康监测、灌溉评估、精准喷洒、播种与病虫害等早期预警,显著提高作业效率与精确度,同时减少农药用量和环境污染,避免了人工直接接触农药的健康风险,降低了作业成本。

2024年春播中成功开展无人机水稻播种测试。一般梯田环境下,20亩地如果使用传统的水稻生产模式,30个工人至少栽一天,而用无人机直播只需1个人、40分钟就能完成,每亩节省开支300元左右。

低空经济+巡检产业链

应急安全类场景涵盖(电力、热力、燃气、水等):高空救火、警用、医疗、应急电信基站建设等场景的现场勘查、指挥救援、物资投送扽等。这些场景通常分布在城市、郊区或特定的自然灾害发生地,需要快速响应和高效率的操作。此外,配备红外热成像装置的无人机能穿透烟雾,实施捕捉火源热信号,精准定位火险位置和蔓延趋势,为消防指挥提供关键情报。同时,在林业资源调查、森林防火、人员搜救等方面也有独特优势,已被我国作为应急救援装备引入现代化森林防灭火体系中。此外,建筑业中,建筑施工巡检、高楼建筑巡检也有广泛应用。

低空经济+物流

目前是商业应用中

最广泛的场景之一

与传统物流配送方式相比,无人机配送具备方便高效、节约人力成本、减少安全隐患等诸多优势,极大地提升了配送效率,因此,受到快递、电商等企业的高度关注和青睐。美团、顺丰、京东等企业纷纷进军无人机物流领域,并积极布局相关业务。传统物流企业和科技公司也在转型成为专业的无人机运营企业。






四、eVTOL的部分头部企业


广州亿航智能—

全球首家取得生产许可证的 

eVTOL 企业

公司成立于2014年,致力于提供自动驾驶飞行器产品和解决方案,覆盖城市空中交通、智慧城市管理和空中媒体等应用领域;2016年发布全球首款载人级自动驾驶飞行器;2019 年登陆纳斯达克上市。

根据公司2023年年报,2023年全年交付52 架,收入1.17亿,同比增长165%。其中 23Q4交付订单23架,收入5660万,同比增长261%,环比增长98%,截至2024年8月17日,亿航市值7.51亿美元(约合53.9亿元人民币)。

峰飞科技—

聚焦于“载人+载物”eVTOL 

的全球化企业

峰飞航空于2019年在上海成立,是中国最早投入大型 eVTOL 自动驾驶飞行器赛道的科技企业之一。2024年3月22日,峰飞航空科技自主研发的 V2000CG无人驾驶航空器系统获得由中国民用航空华东地区管理局颁发的型号合格证(TC),这是全球首个通过型号合格认证的吨级以上eVTOL。

峰飞航空目前主推两款eVTOL——盛世龙和凯瑞鸥。盛世龙是峰飞自主研发的大型 eVTOL 载人航空器,最大起飞重量 2 吨,纯电动力,5座设计,可自主飞行,速度可超 200公里/小时。峰飞航空科技的产品主要包括大型 eVTOL货运航空器和载人航空器,具有长航时、大载荷和智能化的特点,在行业中奠定了领先地位。2024年2月27日,完成了全球首条电动垂直起降航空器跨海跨城空中航线(深圳-珠海)的首飞。

峰飞航空的5座eVTOL盛世龙,从深圳蛇口邮轮母港飞至珠海九洲港码头,将2.5-3小时的地面车程缩短至20分钟。

时的科技—

中国率先研发倾转旋翼构型 

eVTOL 的科技企业

上海时的科技有限公司是国内率先研发倾转旋翼载人eVTOL的科技企业。依托安全可靠的航空技术、电动化技术和智能算法,公司自主研发的E20eVTOL商业价值高,竞争力强,具备速度快、载重比大、成本低等特点,是目前发展低空经济的核心产品之一。E20 eVTOL是一款5座载人设计飞机,包含1名飞行员和4名乘客,使用绿色无污染的纯电能源,最远航程200公里。

公司凭借领先的研发技术、专业硬核的团队、以及安全可靠的世界级供应链,获得市场与资本的青睐,完成了1亿人民币的 Pre-A 轮融资。在美国SMG咨询公司2024年6月底公布的最新AAM现实指数中,时的科技排名第20。

御风未来—

人人可享有的空中出行

御风未来是一家分布于长三角和粤港澳大湾区的创新企业,主要业务集中在研发电动垂直起降飞行器。御风未来目前的产品体系包括大型无人驾驶货运/载人航空器(M1)。M1系列涵盖电动版和混动版两种型号,具备2500公斤的起飞重量,最大载重量700公斤,电动版航程可达250公里,而混动版则具备1000公里的设计航程,巡航速度为200公里/小时。

翼展达到15米,机身长度10米,使用纯电能源、复合翼构型,搭载了4个前拉旋翼和16个垂起旋翼,起飞重量达2.5吨,可以实现全自主无人驾驶飞行,单次充电可飞行250公里,巡航速度达200公里/小时。从进博会所在的国家会展中心到上海区域内的临港、张江或者苏州市中心都只需要15分钟左右。

商飞北研中心

智能新能源飞机ET480是国家电投氢能公司联合中国商飞北研中心共同研制的飞行验证机,主要面向未来城市立体交通这一应用领域。产品特点:该验证机创新采用了复合翼构型,实现了垂直起降能力。该飞机应用了全新的“燃料电池+锂电池”混合动力系统,有效地破解了传统锂电池续航里程短的瓶颈,为新能源飞机下一阶段突破航时、低温等技术瓶颈奠定了基础。

商飞ET480

小鹏汇天—

陆地航母飞行汽车

小鹏汇天致力于成为亚洲规模最大的飞行汽车公司,专注于城市空中出行(UAM)领域。小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车分为可自动分离结合的“陆行体”与“飞行体”两部分,陆行体可将飞行体完全收纳至车内并进行地面行驶。截至目前,自主研发了五代智能电动垂直起降载人飞行汽车,试飞15000余架次。2024 年3 月21日,小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车的飞行体(代号:X3-F)型号合格证(TC)申请,正式获中国民用航空中南地区管理局受理,标志着该型号即将进入适航审定阶段。

沃飞长空—

纯电倾转eVTOL龙头

沃飞长空是浙江吉利控股集团有限公司旗下品牌,于2020年正式成立,公司致力于全球低空智慧交通飞行器研发与商业化运营。沃飞航空也是目前国内领先的同时具备全自主知识产权eVTOL产品研制能力和国际头部eVTOL产品运营能力的低空出行企业。2024年6月23日,其全自研战略产品AE200 eVTOL验证机顺利完成全尺寸、全重量、全包线倾转过渡等系列飞行试验所有科目,成为中国首个、全球第二个完成该类试验科目的eVTOL企业。

在美国SMG咨询公司2024年6月底公布的最新AAM现实指数中,沃飞长空排名第6。

国外头部企业—

Joby Aviation (美国)

 Joby 航空成立于2009年,是eVTOL行业的先行者和领头羊。

- 试飞适航方面:23年6月,公司获得美国联邦航空管理局(FAA)特殊适航许可;同年10月,Joby S4在爱德华兹空军基地进行了首次载人飞行;11月,Joby S4在纽约曼哈顿进行载人展示飞行。

- 商业化方面:23年4月,Joby宣布获得美国空军新增5500万美元合同,与美军合同总额达1.31亿美金,并计划向美军交付9台eVTOL;同年9月,Joby向美军加州爱德华兹空军基地交付了首架eVTOL。






五、eVTOL商业化发展的挑战


01

目前我国适航证认可周期尚为较长

根据《民用航空产品和零部件合格审定规定》,对于航空器制造商在商业化运营前,需要分别取得:型号合格证(TC)、生产许可证(PC)以及适航证(AC)。

02

技术研发的不及预期是影响其广泛应用的关键因素

eVTOL的设计研发涉及到多个专业体系的综合应用,其中包括电池续航能力、机型设计、感知避障、安全性、噪音控制等一系列问题,技术研发的不及预期是影响其广泛应用的关键因素。


能源系统:

电池的高密度、高功率、及高安全性是eVTOL续航能力关键,目前大多数采用三元锂电池,固态/半固态电池是未来方向。现主流的锂电池是液态锂离子电池,理论能量密度天花板是300Wh/kg。中期看,固态电池的理论能量密度超过500Wh/kg,或成为主流研发方向。主要厂商:孚能科技、宁德时代、国轩高科。

动力系统:

电机是eVTOL分布式电力推进技术核心,高功率密度、高扭矩密度为电机设计核心要素。eVTOL 采用分布式电力推进技术(DEP)由电机驱动分布在机翼或者机身上的多个螺旋桨或风扇构成推进系统为飞机提供推力。DEP 飞机利用推进-气动耦合效应,大幅改善飞机空气动力特性,减小机翼面积,从而降低飞机结构重量。主要厂商:航发动力、宗申动力、卧龙电驱等。

设计构型:

碳纤维复合材料以树脂基碳纤维复合材料为主,占据市场近 90%的份额,目前, 碳纤维复合材料固化工艺较为先进且流行的是热压罐工艺,eVTOL 复材使用占比 70%以上,主要用于结构件和推进系统。国外,碳纤维供应商包括日本东丽;国内,光威复材、吉林化纤、等碳纤维厂商,惠柏新材、上纬新材等树脂厂商,以及中航高科、中国恒瑞、安泰复材等碳纤维复材预浸料和零部件厂商。

通讯系统:

低时延、高稳定的通讯链路是保障 eVTOL 航空器在复杂城市低空环境下安全运行的有效前提条件。相比较甚高频通信系统(VHF)、卫星通信等传统航空通信方式,地面移动通信中的 5G 毫米波蜂窝数据链路在低成本、高可靠、广覆盖等方面具备突出优势。eVTOL 在低空空域飞行,更适合于基于 5G/5G-A 地面通信基站的通信模式。未来,随着卫星互联网的发展,地面基站与卫星互联网可协同满足 eVTOL 对通信的需求。

飞控系统:

飞控系统负责控制eVTOL的飞行状态,是 eVTOL 最核心的子系统之一,包括解决垂直起降、悬停、巡航、转弯等。eVTOL 市场化过程中对飞控系统产生的轻量化、经济性、适航等有现实需求,国内飞控供应商主要有两类,一类是老牌飞控系统供应商,以军工单位、研究所及高校为主,包括中航工业 618 所、航天、北航、南航等;另一类是新兴的民营企业,包括边界智控、致导、创衡、翔仪等。国内 eVTOL 主机厂御风未来采用自主研发的飞控系统。

导航系统:

导航系统是飞行器核心子系统之一,不仅为飞行器提供姿态、方位、速度和位置的信息,还提供飞行器的加速度和角速率,用于飞机的正确操纵和控制。导航系统的最关键的指标是精度和可靠性。

03

基础设施建设不及预期

基础设施是低空经济发展的基础。作为新兴的产业概念,我国通用机场数量相对较少分布不均,部分机场也未达到最优的建设模式,地面保障和配套设施设备不完善,也未形成网络化运营。

04

城市低空交通管理是 eVTOL 发展的瓶颈之一

低空空域的开放程度、空域的管理对空域的利用产生相应影响。城市低空航路航线是 UAM(城市空中交通)的重要组成部分,对于保障城市低空无人机运行安全、有序和高效至关重要。欧美、韩国等已明确提出适应自身的低空航路航线布局规划方案。面对数量庞大的 eVTOL 飞行器如何建立高效、安全、统一的空中交通管理体系,包括空域分配、航线管理等是一些列关键问题。

05

法律的待完善及消费者对安全程度的认可

eVTOL 的发展必须以政策和法律监管体系完善来牵引。2024年《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的颁布,标志无人机行业进入有法可依。同时,其研制与运营也必须置于法律规范的监管之下,但目前与之相关的产品、人员、运行、责任、权利、登记、环境、安保、保险等方面的法律规范及民航规章还是欠缺。在法律待完善的情况下,消费者的消费意愿及频率也将直接影响eVTOL商业化进程。


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来源北京协融

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