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米乐M6·打造低空经济新引擎竞跑低空经济新赛道

发布时间:2024-06-12 16:26:31
来源:米乐APP在线 作者:米乐app官方网站

  发展低空经济,是塑造中国发展新动能新优势、打造经济增长新引擎的重要举措,或许将深刻的改变未来人类社会的出行方式和产业链格局。新能源行业作为国家重点支持的战略新兴行业和新质生产力的代表,与低空经济在多个维度将产生紧密的结合,具体包括:

  低空经济是以低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。所谓“低空”,通常指线米以下的空域,根据不同地区特点和实际需要可延伸至3,000米。低空经济作为新质生产力的代表,当前产业政策支持力度大,有望发展成国民经济增长新引擎。

  低空经济产业领域主要分为低空飞行器制造、低空运营服务和基础设施与配套保障,其对应的细分行业和具体产品情况如下:

  根据人民日报文章《科技引领,促进低空经济腾飞》,到“十四五”末,我国低空经济对国民经济的总和贡献值将达到3-5万亿元。央视网《新机遇里:低空经济 新质生产力“新赛道”》明确提到2025年低空经济对国民经济综合贡献值将达到3万亿至5万亿元。

  根据工信部下属赛迪研究院的最新数据显示,2023年中国低空经济规模已经达到5059.5亿元,同比增速33.8%。预计2026年,中国低空经济市场规模将进一步扩大,将突破万亿元大关,2023-2026年复合年增长率将达到30%。

  低空经济根据时间划分共经历了三个阶段,分别为概念提出期(2009-2010)、初步发展期(2011-2020)和快速发展期(2021年至今),标志着改革由浅入深,涉及方面从少到多,对低空经济的概念愈发全面清晰,低空经济的地位逐步提高。

  从政策端来看,我国对低空经济重视程度迅速提高,已经上升为战略性新兴产业。2021年,低空经济概念首次被写入国家规划。2023年,中央经济工作会议首提低空经济并将其列入战略性新兴产业行列。今年期间,低空经济首次被写入政府工作报告,并将作为新兴产业和未来产业,打造成为我国经济发展新的增长引擎。

  中央经济工作会议后,多地出台政策布局低空经济制造端新质生产力,已有超过27个省(区、市)将低空经济相关内容写入2024年政府工作报告。其中珠三角、长三角较为领先,明确2025年的短期量化发展目标。从各地政策来看,布局eVTOL和无人机的省份有较强的航空或电动汽车产业链基础,如广东、上海、四川等,多以补贴形式给予财政支持。其余大部分省市聚焦飞行基础设施和航线建设、应用场景拓展三方面,低空+旅游、低空+农业、低空+城市治理、低空+应急成为各省应用场景端的热点。

  电池及动力系统为低空飞行器核心部件,成本占比近50%。从功能角度,低空飞行器动力装置包括电推进系统、能源系统等,具体为电池、电机、电等部件,作为核心动力单元,电池及动力系统直接决定了eVTOL的电能利用率与推进能力。从成本角度,一台低空飞行器的推进系统、内部结构件、航空电子设备与飞行、能源系统、组装的成本占比分别约为40%、25%、20%、10%、5%,电池及动力系统成本占比达50%。随着在能量密度、倍率、安全性等方面性能更优的航空级锂电池逐步研发应用,电池所需成本将相应提升,预计未来能源系统成本占比将进一步提高。

  电池能量密度直接影响低空飞行器性能,锂电池或成主流。低空飞行器中电池的技术水平直接影响其性能,如电池能量密度越高,eVTOL在速度、航程、起飞重量等维度都有更好表现,常规构型电动垂直起降飞行器、多旋翼飞行器等构型均需高能量密度电池才具备应用前景。锂电池具备能量密度较高、循环稳定性较好、安全保障措施完善、自放电较低、无记忆效应与绿色环保等优点,被公认为低空飞行器领域主流电池选择。《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》中提出,推动400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产,实现500Wh/kg级航空锂电池产品应用验证。

  低空飞行器与新能源汽车产业链重合度高,有望凭借产业优势快速崛起。在上游矿产资源环节,低空飞行器同样需使用锂、镍、钴等金属元素,而新能源产业上游矿业公司经多年高速发展,已建立了完善的供应体系,各细分领域分工明确,产能充足。在中游原材料及零部件环节,我国新能源产业具备全球领先的电池和电机、电控技术,可规模化迁移至低空飞行器产业链,以动力电池为例,根据SNE Research,2023年中国企业动力电池装车量全球占比超60%,全球动力电池装车量十强厂商中中国企业占6席。

  低空飞行器使用航空级锂电池,性能要求高于电动汽车。低空飞行器与新能源汽车均使用锂电池作为动力来源,供应体系存在重叠,但航空级锂电池在能量密度、倍率、安全性等性能上要求更高,其中:能量密度方面,目前电动汽车用锂电池能量密度可达255Wh/kg,但《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》提出航空级锂电池能量密度需达400-500Wh/kg;倍率方面,低空飞行器涉及垂直起降等极端场景,对瞬间充放电倍率要求更高、须在5C以上,电动汽车用锂电池目前可达到4C;安全性方面,低空飞行器工作环境较电动汽车更为极端,对锂电池耐受性要求更严苛,尤其对电池热管理系统提出了更高要求。

  低空飞行器锂电池与动力电池技术同源,多家锂电企业积极布局。目前宁德时代、孚能科技、国轩高科等锂电企业已积极开展航空级锂电池研究布局,凭借动力电池技术基础切入低空经济领域,部分企业已取得技术进展,如宁德时代凝聚态电池能量密度已突破500Wh/kg。

  1、成本:亿航EH216-S售价仅为239万元人民币,对比类似规模传统直升机售价在千万元以上,成本降低80%,同时电力作为主要动力来源,其规模化运营成本远低于传统耗油直升机;

  4、噪音:eVTOL垂直起降噪音约为65dB,巡航状态下噪音仅约45dB,对比传统直升机起降噪音可达120dB改善明显;

  5、适用场景:eVTOL未来有望用于大型城市空中交通,为高频场景,而传统直升机针对场景较为小众;

  6、空间需求:eVTOL可垂直起降,无需占用跑道空间、运行空间小,且相比传统直升机停机坪,其起降点所需空间也更小。

  低空经济正迎来发展的浪潮,它不仅有望成为经济增长的新引擎,也将深刻影响未来的生活方式和产业格局。低空经济有望延续中国新能源汽车产业链的优势,从第一性原理出发,低成本、高安全、环保性等优势将促使电动化升级,渗透率有望快速提升。

  当前,eVTOL和新一代固定翼飞行器均在向电动化发展,电动化能够给低空飞行器带来可观的成本下降,同时能够提升安全性和智能化水平。低空经济的电动化进程中,三电系统的技术升级和创新是行业发展的关键因素之一。三电系统的升级聚焦高功率密度/高能量密度,提升飞行器载重、航程及安全性能eVTOL的三电系统包含电池、电机、电控。其中:(1)电池的功率密度和能量密度分别决定飞行器的载重能力和航程;(2)电机性能影响飞行器的能源利用率和推进效能;(3)电控系统的智能化水平则关乎飞行器的可靠性和安全性。因此,三电系统的优化和升级,是飞行器向更高技术水平迈进的关键。

  从新能源电池技术升级的角度出发,eVTOL电池供应体系与汽车重叠,性能要求较汽车更高,促进了电动化升级。根据《eVTOL电池技术的关键介绍》(刘典生等,【2022上半年亚太地区先进空中交通报告】),eVTOL对于动力电池的性能要求比电动汽车更高主要体现在高能量密度、高功率密度、快充及长寿命等方面。具体来讲:(1)功率密度(比功率)水平决定了飞行器的载重量;(2)能量密度(比能量)水平决定了eVTOL的航程;(3)充电速率为双刃剑,过快影响电池寿命,过慢会导致航班运行间隔变长。

  能量密度方面,从电池企业投入eVTOL应用的产品看来,目前eVTOL电池已达到285Wh/kg,高于常见的乘用车用锂电池的能量密度;但即便如此,285Wh/kg的性能指标尚不能满足要求,未来仍有上探空间。

  倍率性能方面,eVTOL的飞行需要经历起飞、巡航、悬停等阶段,各阶段对电池的放电倍率要求存在差异;其中,起降的特殊场景要求eVTOL电池的瞬间充放电倍率须在5C以上。

  安全性能方面,对于整体eVTOL而言,美国FAA的标准要求事故率为千万分之。


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