“低空經(jīng)濟(jì)”憑什么代表新質(zhì)生產(chǎn)力
作者
車行運(yùn)
eVTOL是目前最容易落地的低空經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)品
2023年9月,總書記考察調(diào)研黑龍江時,提出新質(zhì)生產(chǎn)力概念,是指創(chuàng)新起主導(dǎo)作用,擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長方式、生產(chǎn)力發(fā)展路徑,具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征,符合新發(fā)展理念的先進(jìn)生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)。如今最具代表性的就是年初逐步走向臺前的“低空經(jīng)濟(jì)”產(chǎn)業(yè)。
今年4月18日,工信部副部長單忠德,工業(yè)和信息化部新聞發(fā)言人、總工程師趙志國,工業(yè)和信息化部新聞發(fā)言人、運(yùn)行監(jiān)測協(xié)調(diào)局局長陶青,在國務(wù)院新聞辦公室舉行的新聞發(fā)布會上確認(rèn)了這一觀點(diǎn),并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)低空經(jīng)濟(jì)“是培育發(fā)展新動能的重要方向,具有創(chuàng)新引領(lǐng)、綠色低碳、數(shù)實(shí)融合等特點(diǎn)。”
低空經(jīng)濟(jì)這一概念,最早于在2021年被寫入《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》,2023年被列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),2024年首次寫入政府工作報告,并納入新質(zhì)生產(chǎn)力范疇,同年發(fā)布政策且各地跟進(jìn)推出落地細(xì)則,正式推出商用產(chǎn)品及服務(wù),低空經(jīng)濟(jì)在國內(nèi)只用三年,就從概念成長為具備高成長性的新興產(chǎn)業(yè),有望進(jìn)一步助力經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長。
通常情況下,低空經(jīng)濟(jì)是依托1000米以下,部分特殊區(qū)域可延升至3000米以下空域,以各種有人駕駛和無人駕駛航空器的低空飛行活動為牽引,輻射帶動相關(guān)領(lǐng)域融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài),既包含通航、警用和軍用等傳統(tǒng)領(lǐng)域,也包括使用電動垂直起降飛行器(eVTOL)為主的城市空中交通(UAM)等新興應(yīng)用場景。
其中通用航空是低空經(jīng)濟(jì)的主體產(chǎn)業(yè),無人機(jī)產(chǎn)業(yè)將是未來低空經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),兩者結(jié)合的城市空中交通UAM是發(fā)展熱點(diǎn),eVTOL則是UAM的主流形式,在當(dāng)前背景下,這也是最為容易實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。
在eVTOL領(lǐng)域,億航智能EH216-S無人駕駛載人航空器,于3月份登上淘寶平臺正式開售,小鵬、吉利、廣汽等均在該領(lǐng)域有所布局,僅在這一細(xì)分賽道,就需要汽車、航空、新能源三大領(lǐng)域的技術(shù)協(xié)同,以及基建設(shè)備的更新,這也是低空經(jīng)濟(jì)作為新質(zhì)生產(chǎn)力典型代表的底氣。
時至今日,低空經(jīng)濟(jì)概念已經(jīng)深入人心,市場對低空經(jīng)濟(jì)的認(rèn)可度與日俱增,9月低點(diǎn)以來板塊漲幅超60%,板塊內(nèi)3連板及以上企業(yè)7家,其中中化巖土10連板,25個交日易內(nèi)漲幅超300%,股票漲幅超100%的公司17家。本文將著重闡述
01
低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)推動基礎(chǔ)設(shè)備大換血
我國在2023年將低空經(jīng)濟(jì)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)后,12月正式發(fā)布了《國家空域基礎(chǔ)管理法》,各地方陸續(xù)出臺低空經(jīng)濟(jì)支持政策,從規(guī)劃和補(bǔ)貼角度支持低空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),多地成立專項(xiàng)產(chǎn)業(yè)基金,規(guī)模10億元-200億元不等。
由于現(xiàn)階段低空經(jīng)濟(jì)處于起步階段,基礎(chǔ)設(shè)施和飛行保障的發(fā)展?jié)摿ι形闯浞诛@現(xiàn),但是隨著低空飛行活動的日益增多,低空基礎(chǔ)設(shè)施投資拉動成效的逐步顯現(xiàn),有機(jī)構(gòu)預(yù)計到2026年低空經(jīng)濟(jì)有望達(dá)到10644.6億元,2030年我國低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模有望達(dá)到2萬億元,保守測算,預(yù)計2030年國內(nèi)低空基建市場規(guī)模(保有量)將達(dá)5045億元。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,最重要的就是先確定垂直起降場選址和完成土建工程,整個起降場一般包含起飛降落區(qū)、停車場與航站樓、機(jī)場信標(biāo)臺、通訊導(dǎo)航、充電與維保等設(shè)施,和傳統(tǒng)通航飛機(jī)起降點(diǎn)相比,eVTOL不需要固定跑道,和直升機(jī)起降點(diǎn)相比,對面積、周圍環(huán)境、投資規(guī)模的要求大幅降低。
自2024年5月,起降點(diǎn)規(guī)范確立后,各地紛紛發(fā)布基建規(guī)劃,單省份的總規(guī)劃接近500個,發(fā)達(dá)城市的規(guī)劃在200個,相比原先通航機(jī)場基本相差兩個數(shù)量級,在各地政府低空建設(shè)補(bǔ)貼推動下,未來三年有望快速普及。在規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域,得益于專業(yè)程度較高,且業(yè)內(nèi)具備資質(zhì)的企業(yè)較少,直接利好各地工程設(shè)計公司,有助于設(shè)計院結(jié)合自身優(yōu)勢做產(chǎn)業(yè)鏈拓展打開增長空間。
垂直起降場土建施工完畢后,就需要硬件設(shè)備進(jìn)場,包括通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、氣象、算力等組成部分,可以通過對低空空域和飛行器信息數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)對低空所有飛行器的精細(xì)化監(jiān)測、識別、定位和報送。
由于適航空域較之前不同,因此原有通信網(wǎng)絡(luò)無法適配低空基建,需解決空域連續(xù)覆蓋、時延等問題,5G-A性能和經(jīng)濟(jì)性大幅度提升,通感一體契合無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求,有望成為低空通信主流方式。
因?yàn)槭窃诘涂湛沼蝻w行,低空經(jīng)濟(jì)對及時定位跟蹤飛行器的需求更為迫切,目前監(jiān)視技術(shù)可分為一次監(jiān)視雷達(dá)、場面監(jiān)視雷達(dá)、二次監(jiān)視雷達(dá)、廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)、基于衛(wèi)星的廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(星基ADS-B)等,其中ADS-B監(jiān)視范圍廣、監(jiān)視精度高、性價比高,有望在低空領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,星基ADS-B拓展全球無盲區(qū)監(jiān)視,有望成為后續(xù)發(fā)展方向。
除監(jiān)視領(lǐng)域外,低空經(jīng)濟(jì)也對導(dǎo)航領(lǐng)域提出新的要求,這一點(diǎn)國產(chǎn)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)足以應(yīng)對,在氣象領(lǐng)域,低空氣象條件苛刻,而我國此前將高效相控陣?yán)走_(dá)的價格“打下來”了,因此高效相控陣?yán)走_(dá)也有望搭著低空經(jīng)濟(jì)的東風(fēng)普及應(yīng)用。
最后就是軟件方面,空中交通管制系統(tǒng)是應(yīng)對所有航空器的核心軟件,可以防止航空器相撞,防止航空器與地面障礙物相撞,低空飛行密度大、環(huán)境復(fù)雜、自主性高,構(gòu)建新型空管系統(tǒng)十分急迫,國內(nèi)目前已經(jīng)有萊斯信息、四川九洲、新晨科技等企業(yè)陸續(xù)布局該領(lǐng)域。
除空管軟件外,空域數(shù)字化(空域建模)、基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字孿生(對現(xiàn)實(shí)模擬仿真)、數(shù)字低空規(guī)劃、管理與運(yùn)營關(guān)鍵技術(shù)(空域空間規(guī)劃)、北斗網(wǎng)格碼計算效率大幅提升,拓展時間維度等技術(shù),有望為低空提供時空網(wǎng)格框架,為最終打造“一站式”低空飛行綜合監(jiān)管服務(wù)平臺打下基礎(chǔ)。
02
eVTOL是新能源行業(yè)集大成之作
為低空經(jīng)濟(jì)配套的基礎(chǔ)設(shè)備準(zhǔn)備好后,最容易落地的產(chǎn)品就是電動垂直起降飛行器(eVTOL)。
eVTOL其實(shí)是整車制造、航空、新能源三大技術(shù)的集大成產(chǎn)品,我國有機(jī)會憑借在新能源領(lǐng)域的技術(shù)積累,在eVTOL領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)純國產(chǎn)化。
eVTOL技術(shù)遷移自傳統(tǒng)飛機(jī)及新能源三電供應(yīng)鏈,主要構(gòu)型包括多旋翼、復(fù)合翼和傾轉(zhuǎn)旋翼三類。eVTOL等中、大型無人機(jī)的銷售需要先取得型號合格證(TC)、生產(chǎn)許可證(PC)和適航證(AC)。
國內(nèi)廠商多采用研發(fā)周期較短的多旋翼及復(fù)合翼構(gòu)型,其中億航智能多旋翼型載人EH216-S取證進(jìn)度全球領(lǐng)先,分別于2023年10月/2023年12月/2024年4月取得TC/AC/PC,峰飛航空復(fù)合翼型載物V2000CG于2024年3月取得TC,其余頭部企業(yè)載人產(chǎn)品如時的科技E20、沃蘭特航空VE25-100、沃飛長空VE25-100、峰飛航空V2000EM等均已在中國民航局完成TC受理,據(jù)國海證券估算,預(yù)計將于2026-2027年完成取證。
圖注:億航智能多旋翼型載人EH216-S
從技術(shù)角度來看,多旋翼eVTOL研發(fā)周期最短,但是復(fù)合翼和傾轉(zhuǎn)翼性能更好。具體而言,多旋翼型eVTOL采用分布式旋翼設(shè)計,因其結(jié)構(gòu)輕便、設(shè)計相對簡單,是發(fā)展最早、目前技術(shù)最為成熟的eVTOL,代表產(chǎn)品包括億航EH216-S、小鵬X2、Volocopter VoloCity等;但具備巡航速度慢、航程和載重小的缺點(diǎn),是旅游觀光和消防救援的主要選擇。
復(fù)合翼eVTOL在多旋翼的基礎(chǔ)上配備了機(jī)翼和水平推進(jìn)螺旋槳,有效提升巡航效率和航程,且規(guī)避傾轉(zhuǎn)過渡過程,大幅提高安全性,可用于通勤和物流等。代表產(chǎn)品包括峰飛V2000CG、Wisk Cora、Bata Alia-250r等。
傾轉(zhuǎn)翼型eVTOL以一套動力系統(tǒng)執(zhí)行垂直起降、懸停和平飛,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)能效,可實(shí)現(xiàn)的航程與速度最大,但具有動力冗余不足的特征;由于構(gòu)型復(fù)雜,目前大部分機(jī)型仍處于驗(yàn)證階段。代表產(chǎn)品包括時的E20、Lilium Jet等。
但是多旋翼構(gòu)型受限于載荷和航程,所面對的應(yīng)用場景相對固定。復(fù)合翼型和傾轉(zhuǎn)翼型為未來UAM應(yīng)用的主力軍,二者在性能上限方面沒有明顯差異;但在相同能量密度下,傾轉(zhuǎn)旋翼的航程和速度表現(xiàn)明顯優(yōu)于復(fù)合翼型。
現(xiàn)階段,國內(nèi)廠商除億航智能發(fā)布產(chǎn)品采用多旋翼構(gòu)型外,多數(shù)采用復(fù)合型構(gòu)型,億航智能EH216-S采用多旋翼構(gòu)型,產(chǎn)品設(shè)計及推進(jìn)較快,但續(xù)航里程有限,多用于游覽、應(yīng)急救援等短途通行領(lǐng)域;峰飛航空等國內(nèi)廠商多采用復(fù)合翼構(gòu)型,定位區(qū)域客運(yùn)的目標(biāo)市場;海外廠商使用傾轉(zhuǎn)翼構(gòu)型居多。
值得注意的是,EH216-S續(xù)航短也不完全是構(gòu)型問題,飛行器搭載的電池需要更高的能量密度,以提供足夠的動力支持飛行。根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù),新能源車三元鋰電池的能量密度(電池單位重量提供的能量)為200Wh/kg,面向城市空中交通的eVTOL至少需要達(dá)到400Wh/kg;而目前成熟的eVTOL電池能量密度僅有285Wh/kg。
除電池能量密度低外,eVTOL在起降時對瞬時峰值功率、循環(huán)充放電、快充以及特殊情況下的安全性要求,也比新能源車應(yīng)用場景要求更高,因此,短期來看提升電池能量密度,是提高eVTOL普及率的關(guān)鍵。
目前動力電池主流的產(chǎn)品是液態(tài)鋰離子電池,理論密度峰值是300Wh/kg,各家電池制造企業(yè)已經(jīng)嘗試了改良電極材料、拓寬SOC區(qū)間等方式極力提升動力電池密度,但依舊無法達(dá)到eVTOL應(yīng)用場景的需求,故此理論能量密度可以達(dá)到500Wh/kg的固態(tài)電池終將成為主流。目前國產(chǎn)動力電池廠中,寧德時代已經(jīng)具備一定技術(shù)積累,公司預(yù)計2027年將小批量生產(chǎn)固態(tài)電池,并加速研發(fā)8噸級電動飛機(jī)。
縱觀整個產(chǎn)業(yè)鏈,高功率密度航空電機(jī)也是限制eVTOL發(fā)展的重要零部件,目前該產(chǎn)品還依賴進(jìn)口,國產(chǎn)替代空間較大。
一般情況下,工業(yè)無人機(jī)及1-2座eVTOL的功率密度要求為2kW-30kW,4座eVTOL要求為50kW-175kW,十幾座到幾十座的支線飛機(jī)要求為200kW-1MW以上。國外電機(jī)龍頭賽峰集團(tuán)的ENGINeUS可提供幾瓦-500kW的輸出功率;國內(nèi)航空電驅(qū)動領(lǐng)先企業(yè)臥龍電驅(qū)于2023年中旬推出70kW動力系統(tǒng)產(chǎn)品,已經(jīng)可以滿足eVTOL的使用下限。
再次背景,我國今年3月發(fā)布的《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案(2024-2030年)》,特別提及推進(jìn)250kW及以下航空電機(jī)的規(guī)模化量產(chǎn),以及500kW級產(chǎn)品應(yīng)用驗(yàn)證工作,在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同下,500kw級產(chǎn)品有望快速商用。
雖然目前eVTOL產(chǎn)品仍有部分發(fā)展瓶頸,無法做到家用車般的價格,但在公共交通領(lǐng)域性價比優(yōu)勢明顯。在50-400km內(nèi),eVTOL巡航速度優(yōu)勢明顯,綜合用時短于汽車,eVTOL有可能對汽車、地鐵等傳統(tǒng)交通方式形成替代效應(yīng)。而對于100-300公里左右的城際交通運(yùn)輸需求,eVTOL將主要與城際大巴、汽車、高鐵等形成競爭。
圖注:小鵬匯天飛行汽車
至于家用領(lǐng)域,當(dāng)前階段eVTOL產(chǎn)品確實(shí)單價較高,不適合大多數(shù)家庭消費(fèi),且有條件起降eVTOL的家庭也極為有限,但伴隨相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈愈發(fā)完整,eVTOL單價降至普通家庭可消費(fèi)的范圍也未可知,畢竟曾經(jīng)價格“高高在上”的BBA們,如今在國產(chǎn)廠商的“性價比”攻勢下,部分產(chǎn)品已經(jīng)開始跌破20萬元大關(guān)。同時伴隨eVTOL的普及,未來能提供eVTOL起降條件的社區(qū)也會越來越多。
假以時日,今天看起來還具有一絲科幻概念的低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè),勢必會成為推動我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長的新動能,且這一天不會太遠(yuǎn)。
© THE END
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