低空经济产业整体发展概况

360影视 动漫周边 2025-04-17 17:59 2

摘要:低空空域通常是指 1000 米以内的空域,根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000 米以内,其中载人垂直起降飞行器飞行高度一般在300 米以下。低空经济是以低空空域为依托,以有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引,辐射带动低空制造、低空飞行、低空保障和

低空空域通常是指 1000 米以内的空域,根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000 米以内,其中载人垂直起降飞行器飞行高度一般在300 米以下。低空经济是以低空空域为依托,以有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引,辐射带动低空制造、低空飞行、低空保障和综合服务等产业融合发展的综合性产业形态。

发展低空经济的必要前提是空域合理分类,以便飞行器依法依规进行低空商业化活动。2023 年 12 月,民航局发布《国家空域基础分类方法》,依据航空器飞行规则和性能要求、空域环境、空管服务内容等要素,将空域划分为A、B、C、D、E 类 5 类管制空域和 G、W 类 2 类非管制空域。G 类和W 类空域通常用于低空经济活动,如物流运输、载人运输、农业植保、航拍等。

政策推动产业链格局初显,国内市场规模潜力巨大

政策从空域开放、基建支撑、法规完善、产业政策推动、适航审定等多方面为低空经济发展提供了全方位保障,成为推动低空经济快速发展的核心动力。低空经济已上升为国家战略。2023 年 12 月中央经济工作会议将低空经济定位为“战略性新兴产业”;2024 年 3 月《政府工作报告》描述其为“新增长引擎”。

党的二十届三中全会对发展低空经济提出了明确要求;工业和信息化部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030 年)》,建设现代化通用航空先进制造业集群;中国民航局、国家发展改革委等多个部门分别在机场建设、城市数字化等领域推出相关举措。2024 年 12 月,国家发改委专设低空经济发展司,统筹协调各方资源,推动低空空域规划、航空器适航、行业监管及基础设施建设等多领域可持续发展。

全国多地已将低空经济纳入政策支持体系,推动低空产业落地。2025 年,全国已有 30 个以上省、市、区将低空经济写入政府工作报告,并在低空基础设施建设、低空经济链企业引培、低空经济标准规范制定、低空经济人才保障、低空技术创新等多个领域给予政府补贴。当前,北京、上海、深圳、杭州等15 个城市已宣布共建低空经济生态圈,打造低空物流、空中览景、医疗急救、低空出行、应急救援等十大典型场景,计划到 2025 年打造 100 个行业标杆示范项目。

我国低空经济供应链已形成“上游自主突破、中游协同攻关、下游标准引领”的全链条发展格局,国产替代进程加速,核心技术攻关与国际化标准建设成为关键驱动力。供应链特点呈现三大趋势:

一是跨产业协同显著,与传统航天航空、新能源汽车、新材料产业链存在大量交叉,是传统产业端的延链展链。

二是政策驱动技术标准“双输出”,适航认证和部分基建、产品技术标准引领全球。

三是核心零部件国产化率持续提升,飞控系统、导航系统等核心子系统有望基于AI算法和 5G-A 通信网络的普及加速攻关实现自主可控,但高端传感器、精密元器件仍依赖进口,需持续强化“强链补链”。

以 eVTOL、无人机整机制造为核心,产业链呈现技术快速迭代与订单落地的产能扩张态势。目前 eVTOL 整机制造企业主要有三类:

1)波音、空客等传统航空巨头企业凭借其在航空航天领域的深厚技术积累和资源优势布局eVTOL 领域;

2)吉利、小鹏等汽车制造商凭借其汽车制造工业和供应链管理方面的经验,跨界进入eVTOL 领域;

3)亿航智能、峰飞航空等初创企业专注于eVTOL 技术的创新和突破,具有灵活的研发模式和创新能力。

亿航智能 EH216-S 成为全球首款获标准适航证的无人驾驶载人飞行器,峰飞航空成功实现深圳-珠海跨海飞行演示,小鹏汇天的“陆地航母”即将开启销售。此类整机企业在手订单充沛,依托整机厂的集成优势带动上下游协同制造。产业链下游主要为低空服务保障、运营维护和广泛的场景应用。

目前,低空经济的应用场景商业化程度正逐步推进,但整体仍处于早期探索阶段。

1)低空旅游作为新兴体验项目,已在国内多个城市开展试点,如亿航智能在广州、深圳等地实现低空旅游试运行,在全球累计完成超过 56000 架次的安全运行试飞。

2)物流配送是目前商业化应用逐渐拓展的场景,美团、顺丰等企业已实现无人机在城市物流中的常态化运营,显著提升了配送效率。

3)城市管理方面,无人机在应急救援、安防巡检、电力巡检等场景的商业模式已基本跑通。

各国政府和企业在低空经济领域持续投入,推动技术进步和基础设施完善,商业应用场景不断拓展,促进低空经济市场壮大。根据似乎研究院,全球低空经济市场规模在 2023 年达到约 2.08 万亿元,并在 2024 年预计增长至2.32 万亿元,显示出低空经济作为新兴经济模式的巨大潜力。麦肯锡预测2035 年全球低空经济规模预计突破 5000 亿美元。在技术发展、政策引领下,国内低空经济市场规模有望迎来指数级增长。

根据赛迪顾问数据,2023 年中国低空经济市场规模达 5059 亿元,同比增速达33.8%。其中,低空飞行器制造和低空运营服务占比接近 55%,贡献最大。2025 年我国低空经济整体市场规模将达到 8592 亿元。随着低空飞行活动的日益增多,预计到2026年低空经济规模有望突破万亿。根据中国民航局数据,到2035 年,中国低空经济的市场规模有望达 3.5 万亿元。

作为低空经济的重要物理载体,无人机在册数量逐年增加,未来市场规模会有可预见的增长。《2023 年民航行业发展统计公报》显示,截至2023 年底,国内在册无人机共 126.7 万架,比 2022 年底增长 32.2%。2023 年中国民用无人机市场规模为 1174.3 亿元,其中工业级无人机主导增长。根据思瀚产业研究院预测,2025年民用无人机市场规模将达 1691 亿元,整体市场突破2000 亿元。

eVTOL 技术路线百花齐放,整机存量市场规模可达2500亿

无人机、直升机和电动垂直起降飞行器(eVTOL,Electric Vertical Take-offandLanding)是低空经济三大物理应用载体。无人机广泛应用于航拍、测绘、物流、农业植保等场景,其小型化和多样化设计使其能够在复杂环境中快速部署,完成任务后可迅速回收,使用效率高。直升机依靠传统的燃油发动机驱动螺旋桨产生升力和推力,实现垂直起降和悬停。凭借良好的机动性和载重能力,直升机在应急救援、医疗运输、海上作业等领域发挥着重要作用,但是噪音大、运营成本高。

eVTOL 是以电力为主要动力源的新型飞行器。因其经济、环保、轻量化的特点,符合未来城市空中交通和物流运输的发展需求。相比于无人机,eVTOL 在实现了载人载物的基础上,功能更加广泛;相比直升机,eVTOL 则有低碳环保、噪声低、成本低、无需跑道、稳定性好等优势。

eVTOL 根据构型有三种主流的技术路线,分别为多旋翼、复合翼、倾转旋翼,在此基础上衍生出倾转涵道风扇+完全矢量控制和隐藏式推进系统+无翼设计等其他技术路线。

多旋翼构型通过电机驱动并调控旋翼产生升力和推力以实现飞行,其构造相对简单、成本较低、可靠性高的特点适合短距离飞行场景。然而,其较低的有效载荷和较短的航程也限制了它的商业化应用。复合翼构型结合了固定翼和多旋翼的优势,形成合式气动布局,搭载了水平推力系统,有效提高航程能力和飞行速度。体积更大,载人载物的能力也更强。待续航技术和能力突破后,应用场景更加宽泛,长期的商业化前景更广。

倾转旋翼构型通过旋翼的倾转来实现飞行器在垂直起降、悬停和平飞之间的切换,并具备较高的速度和航程,既可在城市中垂直起降,又可在长距离飞行时以高速巡航,适应不同出行需求。但技术复杂性和较长的研发周期对于许多初创企业而言是阻力。复合翼和倾转旋翼构型凭借更好的经济性和覆盖更多应用场景的能力逐渐成为eVTOL 主流构型。

根据美国垂直飞行协会(VFS),截至2024 年5 月,全球eVTOL概念产品数已超过 1000 个,来自全球 430 多家设计机构。其中倾转旋翼产品如时的科技 E20,零重力 ZG-T6、沃飞长空 AE200,数量为360 个,多旋翼构型产品如亿航 EH-216S、小鹏汇天的旅航者,数量为 302 个,占比分别为36%和30%,复合翼构型如峰飞航空盛世龙,占比为 17%。倾转涵道风扇+完全矢量控制型和隐藏式推进系统+无翼设计构型具有独特的气动布局和低阻力设计,但制造成本高,并非当前主流的构型选择。

eVTOL 产业链的核心子系统主要可以分为通导监系统、机体复合材料、飞行器制造和运营、能源系统、动力系统五大类,eVTOL 的核心子系统供应商组成了产业链的主要结构。

1)通导监系统等基础设施是 eVTOL 实现大规模商业化的必要条件,目前由政府主导,投入大量资金和资源进行建设。通讯系统用于实现eVTOL 与地面控制站、其他飞行器或空中交通管理系统的交互,通常采用 Wi-Fi、4G/5G 等无线通信技术。

导航系统用于确定 eVTOL 的飞行路径和位置,确保飞行安全,包括GPS 接收器等部件,能够实时获取飞行器的位置、速度和姿态信息。监视功能通过低空监视雷达、ADS-B、光电探测等手段,对飞行器进行实时监控,保障空域安全。这些技术手段共同构建智能化、高效化的低空飞行保障体系,实现空域的合理利用。

2)机体是 eVTOL 的主要承载结构,使用复合材料占比可达70%以上,具备轻量化和高强度特点。据中国复合材料工业协会引用 Stratview 的数据,空中汽车中超过 90%的复合材料为碳纤维,剩余约 10%为玻璃纤维。

3)飞行器制造环节涉及机体结构、航电系统、飞控系统等多领域的集成,需要协调上百套设备和多个子系统,并完成高标准、高要求的适航认证。飞行器运营商业化进程正逐步加速,目前的运营场景主要集中在景区观光、城市空中交通、应急救援和物流运输等领域,运营也需要符合严格的法规标准。

4)能源系统需要满足高能量密度、高倍率放电以及轻量化的要求,当前以锂电池为主,向固态电池和氢燃料电池等高能量密度方向发展,以突破航程限制并满足不同应用场景的需求。

5)动力系统是 eVTOL 的核心部分,从动力源可分为全电动、混合动力两大类,全电动类别包括锂电池、氢燃料电池、太阳能电池三种,混合动力类别包括串联式混动、并联式混动和混联式混动,混合电推进系统是以航空燃气涡轮发动机和电池共同提供能源的推进系统。

随着应用场景的逐步扩大,国内存量 eVTOL 市场空间潜力巨大。MorganStanley预计,全球 eVTOL 行业市场规模在 2025 年可达到 350 亿美元,2030 年增至3000亿美元。

中国低空经济联盟发布的《低空经济发展趋势报告》预计,到2030年我国 eVTOL 市场保有量有望突破 10 万架。从 5-10 年维度的中期存量市场空间来看,我们测算国内旅游观光场景、通勤场景可分别带来 2.4 万架和 8.5 万架的 eVTOL 需求,整机存量销售市场规模超2500亿。

1)文旅观光是 eVTOL 早期商业化的重要方向。目前亿航通航及合翼航空收到了由中国民航局颁发的全国第一批载人类民用无人驾驶航空器运营合格证,这意味着载人收费飞行体验商业模式的成功落地。目前国内共有A 级景区1.57 万家,假设渗透率为 15%,则有 2355 家,每个景区配套 10 架 eVTOL,测算得到观光场景需要2.35 万架 eVTOL。

2)通勤场景(如空中出租车)是 eVTOL 长期核心增长点。从价格上看,预计对网约车和出租车的专车以及豪华车形成部分替代效应。国内网约车和出租车活跃运营数量是 425 万辆,假设 eVTOL 渗透率为 2%,则 eVTOL 通勤场景运营量为8.5万架。

综合旅游观光和通勤场景对 eVTOL 的需求量,参照每架亿航EH216-S 每架eVTOL239 万元测算,测算 eVTOL 整机存量销售市场规模约为2594 亿元。

从 eVTOL 零部件价值量来看,以电机和电控为主要组成部分的动力系统在eVTOL核心结构中的集成成本占比最大。根据 Lilium 公司的数据,其eVTOL 成本结构中,eVTOL 的动力系统占比最高,约为 40%,结构和内饰占比约25%,航电和飞控占比约 20%,能源系统占比约 10%,装配件占比约 5%。

eVTOL 动力系统市场空间巨大,潜力有待开发。eVTOL 动力系统市场规模主要以eVTOL 整机需求规模为基准。随着亿航智能成为国内首个“四证集齐”的eVTOL主机厂,中国无人驾驶载人航空器将从试点迈向商业化,eVTOL 电机将随着eVTOL的商业化拓展也得到市场空间的提升。

从未来大规模商业化的潜力来看,测算中期存量国内旅游观光场景、通勤场景可分别带来 2.4 万架和 8.5 万架的 eVTOL 需求,整机存量销售市场规模超2500亿。根据 Lilium 的 eVTOL 成本结构测算,eVTOL 的动力系统占比约为40%,则中期存量 eVTOL 动力系统市场空间可达 1000 亿元的水平。

航空动力系统可分为传统航空动力系统和电推进系统

传统民航客机、军用战机等多采用传统航空动力系统,低空飞行器多采用电推进系统,这两种动力系统在短中长距离载人载物等场景中形成互补,发挥各自优势。传统航空动力系统以燃油发动机为核心,技术成熟,能够提供高功率输出,适合长时间和大载重的飞行,如支线通航、农林作业和中远距货物运输,但具有高能耗、高排放和高噪音问题。传统航空动力系统主要包括活塞发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机等。

2024 年 3 月 27 日,工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局印发的《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030 年)》提出,航空飞行器的新能源化为未来的主要技术方向,重点任务要以电动化为主攻方向,兼顾混合动力、氢动力、可持续燃料动力等技术路线,加快航空电推进技术突破和升级,开展高效储能、能量控制与管理、减排降噪等关键技术攻关。

加快布局新能源通用航空动力技术和装备,开展 400kW 以下混合推进系统研制,推进250kW 及以下航空电机及驱动系统规模化量产,以及 500kW 级产品应用验证。电推进系统以分布式电驱动技术为基础,包括燃油、纯电动、混合动力和氢能等多种技术路线。

1)传统燃油动力能量转化效率较低,且背离现代低碳可持续发展要求,正逐渐被淘汰。传统燃气涡轮航空发动机受材料限制,涡轮入口温度提升困难,导致发动机性能提高受到限制,此外,压气机和涡轮的功率、转速的宽范围匹配也是航空发动机发展的一大难题,需要新的解决途径。

2)纯电推进环保性好,能量效率高,且采用的分布式推进系统(DEP)飞行安全性高,因而成为低空经济厂商的主流选择。驱动电机是纯电飞行器的关键部件,要使电动飞行器有良好的安全性、加速性以及使用性能,驱动电机应具有调速范围宽、转速高、效率高且有动态制动强和能量回馈等特点。

3)混合电推进系统通过发动机驱动发电机产生电能并与电池相混合,共同带动电动机驱动涵道风扇产生推力,兼具提升能量转换效率和降低污染排放的优势。增程式混动 eVTOL 在垂直起降阶段采用电池驱动电机,在巡航阶段使用增程器发电驱动电机。增程式混动 eVTOL 可以大幅降低飞行对电池的损耗和依赖,在拓宽续航能力、降低运营成本、减少对基建设施的依赖性方面更具优势。

4)氢能兼具高能量密度和环保性,但受制于氢燃料的生产存储运输技术的限制,现阶段较难实现大规模商用,个别主机厂力争实现技术突破,有望在大机型上率先应用。

低空飞行器的动力系统多采用分布式电推进系统(DEP)。DEP 采用多台小型电动机分别驱动螺旋桨或涵道风扇,取代传统集中式发动机,多个小功率电机的总效率与大功率电机相当。其技术优势在于,分布式布局推进系统与气动外形深度融合,在 eVTOL 中采用倾转旋翼或复合构型,通过吹翼效应、边界层抽吸等技术降低阻力,提升飞机低速状态下的升力以实现短距起降,进而可以减小机翼面积从而降低飞机结构重量和巡航阻力以满足长航时飞行需求。同时,相较于传统燃油发动机 40%的能量利用效率,电能利用效率超过 70%,同时减少噪声和碳排放。

此外,分布式推进系统还能够在某些推进器发生故障时,通过调整其他推进器的输出来维持飞行,从而显著提高了飞行器的可靠性和生存能力。通过提高飞行器单种动力在宽工况(例如不同飞行速度、高度等)下的效率,可以降低其能量消耗,并大大提高续航时间,满足长航时的需求。

NASA 提出的 N3-X 涡轮发电分布式电推进飞机,机身上表面后缘有16 个由电机驱动的小型分布式推力风扇,电能由位于翼尖的两台涡轮发电机产生,通过分布式推力风扇加速机身边界层附近的气流,减少飞机阻力和燃油消耗并最大限度地降低噪音水平,该飞机相比于同类运输机能耗可以降低60%。

来源:思瀚研究院

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