JIC投资观察原创文章
中国建投成员企业建投华科
作者：杨婷婷
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2021年，低空经济首次被写入国家规划文件；2024年，低空经济更是成为中央明确提出的战略新兴产业和新质生产力的重要组成部分，作为战略性新兴产业的代表，正以惊人的速度蓬勃发展。地方政府也在持续推进低空经济的发展，争做“天空之城”。
“乘风而起”的低空经济在释放市场潜力的同时，也为我国交通运输版图绘制了更加辽阔的蓝图。2024年4月，深圳至珠海低空短途航线开通；8月，江苏昆山到上海浦东低空载客航线开通。
在低空经济与行业紧密结合，上下游持续发展的同时，也面临着不小的挑战。
01
低空经济推动产业链创新
低空经济通过覆盖产业链上下游形成完整的产业体系，上游主要是原材料及核心零部件，中游是以载荷、低空载体、地面系统为主的产品制造及系统服务和保障，下游则是各类产品的应用及空域管理等。
低空经济产业链
数据来源：前瞻产业研究院
eVTOL作为低空经济的新载体，推动低空经济产业链的创新与发展。eVTOL内含上百套设备，这对产品的研发及生产制造提出了更高的要求。eVTOL的核心系统主要是电池、动力系统、电子设备和飞控系统及机体四大类。根据《Lilium Analyst Presentation》资料显示，eVTOL单机整体成本约为250万美元，其中电池及动力系统占比整体成本的50%左右，飞控系统占比整体成本的20%左右。
电池是决定续航里程和充电速度的关键因素，eVTOL在电池能量密度、充放电功率、循环寿命方面的要求都远高于新能源汽车。国内目前新能源锂电池能量密度在100-150Wh/kg，如果电池的能量密度达到300-400Wh/kg就具备了和传统燃油汽车相较量的续航里程资本。对于eVTOL而言，目前电池能量密度在285Wh/kg左右难以满足商业化运行。
2023年，宁德时代与中国商飞、上海交大企业发展集团发布了能量密度突破500Wh/kg的电池产品。产品已在4吨级民用电动飞机上成功试飞，电池创新推动了eVTOL进一步实现商业化运用的可能。
飞控系统是eVTOL的“大脑”，它负责飞机的航迹规划、姿态控制和飞行稳定性等关键任务，功能类似于新能源汽车的智驾系统。由于飞控系统几乎与所有的机载系统都存在数据交联，并且运行着对eVTOL安全性至关重要的控制算法，无疑是整个系统中最关键的部分。
早期飞控系统采用的是机械式传统系统，通过机械结构实现操纵指令的传输和反馈。但随着飞机尺寸、飞行速度等性能表现提升，机械式操纵的难度愈发显著。电传操纵系统使用电子信号代替机械传动，通过飞控计算机对各个舵面发出控制指令，解决了操作指令传输距离和失真的问题，同时节省了空间和重量，成为当前的主流飞控系统。针对eVTOL复杂且数量庞大的作动机构，电传操纵技术也可以实现精准控制，此技术的成熟更是推动了eVTOL的发展。
02
“低空+”催生行业应用
（一）低空+农业
2024年中央一号文件强调了农业科技的重要性，并提出了优化农业科技创新战略布局的目标。在这一背景下，植保无人机作为农业低空作业的关键工具，随着农业劳动力的减少和无人机技术的快速发展而日益普及，其市场规模也在持续扩大。通过植保无人机可实现播种、植被保护等一系列农业生产作业。
无人机与智慧农业的结合，不仅提升了农作物产量，还确保了种植收益，同时解决了传统种植对经验的依赖、低人工效率和高成本问题。例如，通过分析复杂地形和土壤监测数据来确定最佳播种时机；利用无人机的巡田数据来指导精准施用农药和化肥，不仅提高了农用化学品的使用效率，还有助于减少对生态环境的破坏。
在国内植保无人机市场中，大疆创新和极飞科技占据了领先地位。这两家公司分别成立于2006年和2007年，凭借早期的市场布局和丰富的经验积累，在植保无人机领域取得了显著成就。截至2023年10月，大疆农业无人机已覆盖国内30%的耕地，全球累计作业面积超过60亿亩次；节水量达1.7亿吨，相当于3亿人的饮水量；减碳量达2千万吨，相当于9.5亿棵树一年吸收的二氧化碳量。
（二）低空+物流
物流行业被视为低空飞行器应用的一大亮点，其高速飞行和快速起降能力显著提升了配送效率，同时，低空飞行器不受地面拥堵和复杂地形的影响，具有更高的灵活性和便捷性。随着电池技术的进步，低空飞行器的能耗和排放量有望大幅降低，从而减少环境污染。
在物流领域，低空飞行器主要应用于两个方面：长途和同城短途物流。美团、顺丰、京东等已经推出了各自的低空物流无人机产品。在同城短途物流场景下，以外卖为例，美团自2017年就开始探索无人机配送服务，并在2021年完成首个真实订单的无人机配送。2023年7月，美团推出了第4代无人机，该无人机最大载重可达2.5千克，配送半径达5千米，适应性广，能在中雨、中雪、6级风和夜间等复杂气候条件下稳定飞行。
截至2024年6月，美团无人机已在深圳、上海等城市开通31条航线，累计完成超过30万单配送，涉及的商品种类超过9.2万种。
对于长途物流，顺丰控股的子公司丰翼科技推出“同城即时送”和“跨城急送”服务，累计飞行距离已超过400万公里。丰翼无人机的载重范围从3千克到50千克不等，最远航程可达120公里。该无人机已成功应用于跨琼州海峡运输、深圳首条空中送血通道以及南澳海鲜航线等特殊场景，解决了应急配送、医疗冷链和特色生鲜等物流需求。
（三）低空+载人
土耳其的热气球、瑞士的滑翔伞和美国科罗拉多的直升机，都是人们追求高空体验、探索新奇出行方式的例证。空中出行是科技企业一直探索的方向，其中“低空+载人”的重要载体eVTOL（电动垂直起降航空器）尤为引人注目。eVTOL、直升机和无人机的区别不仅在于动力来源和驾驶方式，还包括噪音强度、尺寸和场地要求等多个方面。
在中国，专注于eVTOL领域的企业众多，包括小鹏汇天、亿航智能、峰飞航空、御风未来和沃飞长空等。小鹏汇天和亿航智能分别于2013年和2014年进军该领域，是最早涉足该领域的两家企业。
小鹏汇天专注载人飞行领域，其eVTOL产品已获得国内特需飞行许可证。今年，小鹏汇天在“陆地航母”产品上取得突破，这是一种集成了飞行器的汽车，飞行器可单独起飞并在日常生活中隐藏于车身内部。今年3月，小鹏汇天的“陆地航母”飞行汽车飞行体型号合格证（TC）申请已获中国民用航空中南地区管理局受理，这代表该型号即将进入适航审定阶段。
另一eVTOL头部企业--亿航智能，已于2019年在纳斯达克上市，是全球首家上市的空中交通科技企业。其eVTOL产品EH216-S已获得民航局颁发的型号合格证（TC）、标准适航证（AC）和生产许可证（PC），是全球首家获得三证的eVTOL企业。截至2024年4月，亿航智能航空器订单达1868架，单台飞行器售价41万美元，并与多地文旅、政府合作，打造城市空中交通运行范本。
“低空+”的行业应用还包括消防、巡检、测绘和安防等多个场景，每个场景对无人机的性能要求各有不同。不同应用场景下，对飞行距离、载重能力和抗极端天气能力的需求也各有侧重。在载人场景中，对无人机的安全性要求尤为严格。
03
低空经济面临的挑战
（一）监管统筹仍有提升空间
我国空域被细分为A至W共7类，其中A至E类为管制空域，G与W类为非管制空域。低空经济主要涉及的空域为G、W类非管制空域，如涉及到部分管制空域需向空军申请。受制于国防、气候等多因素的影响，各省市对空域开放的程度并不相同。
eVTOL不同于传统的民航飞机，其产品应用场景更为多样，导致对监管政策的灵活度要求更高。从文章开头所提到的上海、深圳的航线开通，可以看到各省市发展低空经济的决心，但如果空域开放分布较为分散，又会导致研发、测试、应用等环节不流畅的问题。
未来随着低空活动的增加，低空基础设施的建设对于低空经济的发展至关重要，它不仅是发展的基石，也是保障低空飞行器“可监控、可通信、可管理”的关键。首先，低空基础设施必须满足低空飞行器的各类需求，包括载人机、载物机、有人机、无人机、军用机和民用机等，同时还需要管理飞行距离和模式，充分挖掘低空空域的使用效率。
其次，低空基建规划需要预防拥堵现象，未来随着低空飞行器技术的成熟和数量的增加，飞行密度将显著上升。以深圳为例，其近2000平方千米的区域内未来可能同时有百万架飞行器飞行。最后，城市中复杂的高层建筑增加了低空飞行的难度，尤其是在广州、深圳、上海等高楼林立的一线城市，高楼不仅增加了飞行撞击的风险，还可能引起导航信号遮挡和突发气流变化等问题。
（二）技术发展尚未完全成熟
正如前文所述，我国在eVTOL产业链的发展中正逐步攻克技术难题，例如电池能量密度和飞控系统。然而，在实际应用层面，eVTOL的续航能力仍有待提升。以亿航智能的EH216-S为例，其单次最长飞行时间为25分钟；小鹏汇天的飞行汽车旅航者X2的续航时间最高可达35分钟，而相比之下，直升机的续航时间通常在2-5小时。这表明，高能量密度电池的大规模生产与应用、电池的安全性及其循环寿命是未来低空飞行器发展亟需解决的关键问题。
此外，若eVTOL未来能在城市上空自由穿梭，对其飞控系统的精确判断和稳定控制能力也将是一个挑战。
（三）商业化进程
低空经济正处于商业化的探索阶段，我国无人机产业已相对成熟，而eVTOL领域则多由初创企业构成。截至2024年2月，低空经济领域企业已超过5.7万家，其中大多数为无人机企业。eVTOL要投入生产运营，须获得前文所提到的型号合格证（TC）、生产许可证（PC）以及适航证（AC），取证过程通常需要3-5年，非常漫长。例如，2020年底，亿航智能向民航局递交EH216-S型载人无人驾驶航空器型号合格证申请；2021年初，民航局正式受理申请；2024年4月,亿航智能获得中国民航局颁发的生产许可证(PC)。虽然取证是关键一步，但由于应用还在探索阶段，eVTOL的大规模商用化仍有较长的路要走。
在政策指引下，低空经济今年迎来了新的发展机遇。未来，通过产业企业的技术创新、政府政策的引导和基础设施的完善，将推动“空中之城”建设更加完备。国家和地方政府的政策支持为低空经济的快速发展提供了坚实的基础，推动了产业链的完善和技术的进步。
低空经济的发展前景广阔，预计到2026年市场规模将突破一万亿元，产业链已经初步形成，涵盖了航空器研发制造、飞行服务保障、基础设施建设等多个环节。随着技术进步和政策引导，低空经济将形成以绿色电动为方向的产业配套体系、低空智联为代表的运营支持体系、垂直体量为特征的基础设施体系、安全可控为目标的监管服务体系、跨界融合为趋势的产业组织体系。
图片来源：unsplash.com/pexels.com
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