“低空经济”凭什么代表新质生产力

贝克街探案官 11-08

贝克街探案官作者车行运eVTOL是目前最容易落地的低空经济支柱产品2023年9月，总书记考察调研黑龙江时，提出新质生产力概念，是指创新起主导作用，摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径，具有高科技、高效能、高质量特征，符合新发展理念的先进生产力质态。如今最具代表性的就是年初逐步走向台前的“低空经济”产业。今年4月18日，工信部副部长单忠德，工业和信息化部新闻发言人、总工程师赵志国，工业和信息化部新闻...

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 由于现阶段低空经济处于起步阶段，基础设施和飞行保障的发展潜力尚未充分显现，但是随着低空飞行活动的日益增多，低空基础设施投资拉动成效的逐步显现，有机构预计到2026年低空经济有望达到10644.6亿元，2030年我国低空经济规模有望达到2万亿元，保守测算，预计2030年国内低空基建市场规模（保有量）将达5045亿元。基础设施建设方面，最重要的就是先确定垂直起降场选址和完成土建工程，整个起降场一般包含起飞降落区、停车场与航站楼、机场信标台、通讯导航、充电与维保等设施，和传统通航飞机起降点相比，eVTOL不需要固定跑道，和直升机起降点相比，对面积、周围环境、投资规模的要求大幅降低。自2024年5月，起降点规范确立后，各地纷纷发布基建规划，单省份的总规划接近500个，发达城市的规划在200个，相比原先通航机场基本相差两个数量级，在各地政府低空建设补贴推动下，未来三年有望快速普及。在规划设计领域，得益于专业程度较高，且业内具备资质的企业较少，直接利好各地工程设计公司，有助于设计院结合自身优势做产业链拓展打开增长空间。垂直起降场土建施工完毕后，就需要硬件设备进场，包括通信、导航、监视、气象、算力等组成部分，可以通过对低空空域和飞行器信息数字化，实现对低空所有飞行器的精细化监测、识别、定位和报送。由于适航空域较之前不同，因此原有通信网络无法适配低空基建，需解决空域连续覆盖、时延等问题，5G-A性能和经济性大幅度提升，通感一体契合无人机网络架构需求，有望成为低空通信主流方式。因为是在低空空域飞行，低空经济对及时定位跟踪飞行器的需求更为迫切，目前监视技术可分为一次监视雷达、场面监视雷达、二次监视雷达、广播式自动相关监视（ADS-B）、基于卫星的广播式自动相关监视（星基ADS-B）等，其中ADS-B监视范围广、监视精度高、性价比高，有望在低空领域广泛应用，星基ADS-B拓展全球无盲区监视，有望成为后续发展方向。   除监视领域外，低空经济也对导航领域提出新的要求，这一点国产北斗导航系统足以应对，在气象领域，低空气象条件苛刻，而我国此前将高效相控阵雷达的价格“打下来”了，因此高效相控阵雷达也有望搭着低空经济的东风普及应用。最后就是软件方面，空中交通管制系统是应对所有航空器的核心软件，可以防止航空器相撞，防止航空器与地面障碍物相撞，低空飞行密度大、环境复杂、自主性高，构建新型空管系统十分急迫，国内目前已经有莱斯信息、四川九洲、新晨科技等企业陆续布局该领域。除空管软件外，空域数字化（空域建模）、基础设施数字孪生（对现实模拟仿真）、数字低空规划、管理与运营关键技术（空域空间规划）、北斗网格码计算效率大幅提升，拓展时间维度等技术，有望为低空提供时空网格框架，为最终打造“一站式”低空飞行综合监管服务平台打下基础。02eVTOL是新能源行业集大成之作为低空经济配套的基础设备准备好后，最容易落地的产品就是电动垂直起降飞行器（eVTOL）。   eVTOL其实是整车制造、航空、新能源三大技术的集大成产品，我国有机会凭借在新能源领域的技术积累，在eVTOL领域实现纯国产化。eVTOL技术迁移自传统飞机及新能源三电供应链，主要构型包括多旋翼、复合翼和倾转旋翼三类。eVTOL等中、大型无人机的销售需要先取得型号合格证（TC）、生产许可证（PC）和适航证（AC）。国内厂商多采用研发周期较短的多旋翼及复合翼构型，其中亿航智能多旋翼型载人EH216-S取证进度全球领先，分别于2023年10月/2023年12月/2024年4月取得TC/AC/PC，峰飞航空复合翼型载物V2000CG于2024年3月取得TC，其余头部企业载人产品如时的科技E20、沃兰特航空VE25-100、沃飞长空VE25-100、峰飞航空V2000EM等均已在中国民航局完成TC受理，据国海证券估算，预计将于2026-2027年完成取证。图注：亿航智能多旋翼型载人EH216-S从技术角度来看，多旋翼eVTOL研发周期最短，但是复合翼和倾转翼性能更好。具体而言，多旋翼型eVTOL采用分布式旋翼设计，因其结构轻便、设计相对简单，是发展最早、目前技术最为成熟的eVTOL，代表产品包括亿航EH216-S、小鹏X2、Volocopter VoloCity等；但具备巡航速度慢、航程和载重小的缺点，是旅游观光和消防救援的主要选择。复合翼eVTOL在多旋翼的基础上配备了机翼和水平推进螺旋桨，有效提升巡航效率和航程，且规避倾转过渡过程，大幅提高安全性，可用于通勤和物流等。代表产品包括峰飞V2000CG、Wisk Cora、Bata Alia-250r等。   倾转翼型eVTOL以一套动力系统执行垂直起降、悬停和平飞，实现最优能效，可实现的航程与速度最大，但具有动力冗余不足的特征；由于构型复杂，目前大部分机型仍处于验证阶段。代表产品包括时的E20、Lilium Jet等。但是多旋翼构型受限于载荷和航程，所面对的应用场景相对固定。复合翼型和倾转翼型为未来UAM应用的主力军，二者在性能上限方面没有明显差异；但在相同能量密度下，倾转旋翼的航程和速度表现明显优于复合翼型。现阶段，国内厂商除亿航智能发布产品采用多旋翼构型外，多数采用复合型构型，亿航智能EH216-S采用多旋翼构型，产品设计及推进较快，但续航里程有限，多用于游览、应急救援等短途通行领域；峰飞航空等国内厂商多采用复合翼构型，定位区域客运的目标市场；海外厂商使用倾转翼构型居多。值得注意的是，EH216-S续航短也不完全是构型问题，飞行器搭载的电池需要更高的能量密度，以提供足够的动力支持飞行。根据高工锂电数据，新能源车三元锂电池的能量密度（电池单位重量提供的能量）为200Wh/kg，面向城市空中交通的eVTOL至少需要达到400Wh/kg；而目前成熟的eVTOL电池能量密度仅有285Wh/kg。   除电池能量密度低外，eVTOL在起降时对瞬时峰值功率、循环充放电、快充以及特殊情况下的安全性要求，也比新能源车应用场景要求更高，因此，短期来看提升电池能量密度，是提高eVTOL普及率的关键。目前动力电池主流的产品是液态锂离子电池，理论密度峰值是300Wh/kg，各家电池制造企业已经尝试了改良电极材料、拓宽SOC区间等方式极力提升动力电池密度，但依旧无法达到eVTOL应用场景的需求，故此理论能量密度可以达到500Wh/kg的固态电池终将成为主流。目前国产动力电池厂中，宁德时代已经具备一定技术积累，公司预计2027年将小批量生产固态电池，并加速研发8吨级电动飞机。纵观整个产业链，高功率密度航空电机也是限制eVTOL发展的重要零部件，目前该产品还依赖进口，国产替代空间较大。   一般情况下，工业无人机及1-2座eVTOL的功率密度要求为2kW-30kW，4座eVTOL要求为50kW-175kW，十几座到几十座的支线飞机要求为200kW-1MW以上。国外电机龙头赛峰集团的ENGINeUS可提供几瓦-500kW的输出功率；国内航空电驱动领先企业卧龙电驱于2023年中旬推出70kW动力系统产品，已经可以满足eVTOL的使用下限。再次背景，我国今年3月发布的《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》，特别提及推进250kW及以下航空电机的规模化量产，以及500kW级产品应用验证工作，在产业链协同下，500kw级产品有望快速商用。虽然目前eVTOL产品仍有部分发展瓶颈，无法做到家用车般的价格，但在公共交通领域性价比优势明显。在50-400km内，eVTOL巡航速度优势明显，综合用时短于汽车，eVTOL有可能对汽车、地铁等传统交通方式形成替代效应。而对于100-300公里左右的城际交通运输需求，eVTOL将主要与城际大巴、汽车、高铁等形成竞争。图注：小鹏汇天飞行汽车至于家用领域，当前阶段eVTOL产品确实单价较高，不适合大多数家庭消费，且有条件起降eVTOL的家庭也极为有限，但伴随相关产业链愈发完整，eVTOL单价降至普通家庭可消费的范围也未可知，毕竟曾经价格“高高在上”的BBA们，如今在国产厂商的“性价比”攻势下，部分产品已经开始跌破20万元大关。同时伴随eVTOL的普及，未来能提供eVTOL起降条件的社区也会越来越多。假以时日，今天看起来还具有一丝科幻概念的低空经济产业，势必会成为推动我国经济稳定增长的新动能，且这一天不会太远。查看原图 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