全球低空经济发展:年度十大进展回顾及展望

|产业经济 作者:腾讯研究院 2024-01-23

从全球范围来看,近年来无人机和电动垂直起降飞行器(eVTOL)等低空经济产业发展如火如荼。在技术进步、政策加持的推动下,低空载人空中出行有望在2024年正式启动商业运行。回顾2023年,全球低空经济和未来空中交通(AAM)在多个方面取得里程碑式进展,本文从整机研发与制造、适航与监管、市场与投资等角度对此进行盘点,并展望2024年的发展趋势。

 

2023年全球低空经济主要进展回顾

(一)整机研发与制造

1.  多家eVTOL厂商完成全尺寸飞机的首次飞行测试

截止至2023年底,Joby、Archer、Beta、Volocopter、Lilium、Vertical、亿航、沃飞、峰飞等头部eVTOL厂商推进全尺寸验证机型的首次飞行测试,展示了垂直起降、高速巡航、悬停飞行过渡到前飞等各项主要飞行任务,向公众宣告eVTOL技术的可行性和未来的商业化潜力。2024年预计会有更多eVTOL厂商推出全尺寸的原型机并开展试飞。

Lilium的试飞视频[1]

2.  eVTOL厂商与航空航天一级供应商合作加速上游产业链成型

航空航天一级供应商霍尼韦尔(Honeywell)在迪拜航展上宣布已经在未来空中交通(AAM)业务上累计获得了价值100亿美元的订单[2],相关订单将带动整个上游产业链对eVTOL零部件的研发投入,加速低空产业生态成型。

3.  eVTOL厂商加速建设生产制造产线并完成产品交付

Joby宣布在美国俄亥俄州代顿市建立其首个eVTOL飞机的生产工厂,预计每年交付500架飞机,工厂将于2025年正式投入使用,此外已经将首架生产原型机按照合同交付给美国军方[3]。Lilium也开始在德国慕尼黑的工厂生产线上制造生产原型机,将会用于适航认证的各项飞行测试活动[4]。巴航工业旗下的Eve Air Mobility也宣布将其首个eVTOL产线设立在巴西圣保罗[5]

4.  电池厂商开始布局适用于电动飞机的高能量密度电池

高能量密度电池技术被航空界认为是提升电动飞机续航里程的关键性技术。4月,宁德时代发布了单体能量密度500Wh/kg的凝聚态电池,用于民用电动载人飞机项目的合作开发。海外的电池厂商如美国Amprius和德国Ionblox也在研发可用于eVTOL的超高能量密度(约400Wh/kg)的硅阳极锂离子电池。

宁德时代发布高能量密度凝聚态电池[6]

(二)适航与监管

5.  全球民航部门加速完善eVTOL监管体系

中国民用航空局(CAAC)、欧盟航空安全局(EASA)、美国联邦航空管理局(FAA)积极推动eVTOL监管政策体系完善、分别取得重要进展,为行业发展提供方向和指引。中国发布了具有标志性意义的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条》,CAAC公示了多家厂商的飞行器的适航基础文件。EASA在适航认证专用条件(SC-VTOL)基础上还从监管角度定义了飞行器运行要求、电池电量储备要求、飞行员执照、空域整合及合规要求等。FAA首次提出城市空中交通的管理框架,发布了针对eVTOL的适航审定专用条件(SC),提出专门的人员培训和考核标准。

6.  全球eVTOL厂商与监管机构合作推进适航取证

我国民航局颁发全球首个多旋翼无人驾驶eVTOL适航证,发布首个有人驾驶eVTOL适航标准。10月,中国民航局为亿航智能EH216-S型号载人无人驾驶eVTOL颁发型号合格证,成为全球首例适航证。亿航随后也在广州、深圳、合肥等地举行了EH216-S型号eVTOL的商业载人首飞演示。另外,中国民航局针对沃飞长空的型号合格审定项目推出了全国首个有人驾驶的eVTOL项目专用条件并成立了审查组。

亿航智能在广州、合肥开展商业飞行演示[9]

国外eVTOL厂商在适航取证上取得重要进展。例如,Joby的原型机已经取得FAA颁发的特许适航证(Special Airworthiness Certificate)和美国空军适航审批(Airworthiness approval),完成提交FAA认证流程五个阶段中的前三个阶段的文件[7];Lilium获得了EASA的设计组织批准(Design Organization Approval,DOA)和FAA颁布的G-1适航审定基础文件[8],离欧美双重取证更进一步。

7.  我国探索空域开放条件下的空中交通管理智能化

11月,粤港澳大湾区数字经济研究院(IDEA)发布了《低空经济发展白皮书2.0-全数字化方案》,分享“异构、高密度、高频次、高复杂度”低空飞行安全和效率问题的解决思路,同时打造的相关管理平台[10],为未来空域管理数字化提供了新的思路和探索新的方案。

来源:WSTDF第五届世界科技与发展论坛

(三)市场与投资

8.  eVTOL厂商积极进入全球市场抢占国际化先机

eVTOL厂商早期的战略合作对象集中在欧美市场,和欧美通航产业比较成熟、政策完善有关。然而随着新兴市场国家在绿色航空的关注度和投入大幅提升,各大企业陆续启动与中国、新加坡、迪拜等地政府和企业的合作。具有代表性的进展:Lilium与深圳宝安区和大湾区多家通航公司签订战略协议布局亚太地区业务,Volocopter与新加坡政府合作大力推进空中观光服务及未来空中的士服务,亿航、峰飞将参与2024巴黎奥运会启动的城市空中交通试运营。

9.  eVTOL厂商启动城市人口密集场景的飞行演示

11月,Joby在美国纽约曼哈顿地区的直升机场开展了城市环境内的首次演示飞行活动,纽约市政官员称此次试飞是纽约交通网络现代化进程的重要一步。在此之前,大部分厂商的飞行器主要在郊区或农村等人烟稀少的地方进行测试。2024年巴黎奥运会和2025年大阪世博会主办方也确定使用eVTOL提供空中出租车服务,这预示着空中交通距离大众日常生活越来越近。

Joby在纽约曼哈顿中心演示飞行[11]

10.  航空巨头加强行业投资引发产业竞争加剧

2023年最受瞩目的eVTOL行业投资事件是飞机制造商巨头波音全资收购无人驾驶eVTOL制造商Wisk。波音此前投资了Wisk,随着去年停止运营的电动飞机制造商Kitty Hawk(投资人之一是谷歌创始人拉里·佩奇)退出,波音收购了其余股份,有可能加速Wisk在无人驾驶eVTOL的研发和适航进展,与空客CityAirbus NextGen、巴航工业的Eve形成更强的竞争态势。

 

行业发展展望

低空经济的核心是飞行器与各类场景的融合与应用,无人机配送与eVTOL载人客运最具市场增长潜力。无人机配送方面,亚马逊、美团和顺丰已经在物流配送中采用无人机,并继续在不同配送场景推广。载人客运方面,与汽车、高铁相比,eVTOL在特定路程范围内,具有高效便捷、低噪音、低碳排放、舒适私密等优点;与直升机相比,具有明显的成本和环保优势。部分厂商对于未来运营成本的预计是单座位~2美金/公里[12],据此可估算,单程60公里的飞行距离单座定价约为120美元(约合850人民币),用时约为15分钟,对于时间敏感型的高净值人群是性价比较高的出行选择。

eVTOL在关键核心技术仍处于验证比较、市场选择到大规模应用的“前夜”,而电动化、长续航、智能化是下一阶段重要的创新方向。首先,eVTOL的动力装置电推进系统向更高效、更轻量级的方向发展,基于电推进系统的多种构型中矢量推进构型成为业界主流方案。其次,高能量密度的锂电技术在接下来的突破有望推动eVTOL续航里程大幅提升,氢原料电池技术的创新突破也是推动航空业实现净零排放和超长续航值得关注的方向。最后,短期内有人驾驶是兼顾安全和乘客接受度的主流选择,但无人驾驶eVTOL有利于降低后期运营成本,未来eVTOL的竞争力关键既包括飞行器的设计和性能,也包括决策AI为核心的智能驾驶软件,同时还需要配备高效的数字化空中交通管理系统。

适航进展快的头部企业或将进一步巩固其行业地位,但航空、汽车、物流、新能源企业利用已有业务优势切入行业也可能引发洗牌。对物流企业而言,使用无人机替代人力或者作为运力补充是出于商业考量,但实际运行还面临运输成本较高、运力有限的瓶颈。对民航公司而言,通过与eVTOL公司进行战略合作布局从机场到市中心“最初/最后一公里”的空中出租车接驳服务,这将在激烈的价格竞争中为民航公司增加利润增长点和巩固比较优势。对汽车企业而言,eVTOL的制造生产的标准目前介于汽车和民航客机之间,汽车企业可发挥原有的产能/产线优势,Joby早期也选择丰田在加州搭建eVTOL产线;其次诸如本田、现代等公司希望建立eVTOL与地面移动性协调融合的 “移动生态系统”,重新定义出行。对新能源企业而言,将电池核心技术及低成本量产能力嫁接在低空产业生态可以拓展业务范围。

美国、欧洲和中国对未来空中交通和低空经济的行业支持继续加强,但支持的侧重点和力度会逐步调整。eVTOL技术最早诞生在美国官方科研机构NASA,NASA也借助科研项目支持了eVTOL的研发。随着技术成熟,最近官方的支持主要体现在通过订单来支持本土企业。例如,Joby和Archer获得了美国空军“敏捷至上”项目的支持之外,前者从国防部获得价值1.31亿美元订单,后者获得美国空军1.42亿美元的订单,两大订单使得两家企业在适航取证之前已经锁定业务收入。

相较于美国,欧盟在通过订单支持产业发展方面稍显落后。欧洲头部厂商高管直接在公开场合提出欧盟缺乏对企业的公共资金资助,企业“在紧缩的市场中依靠稀缺的私人资本”可能会让欧洲失去电动航空的领先地位[13]。然而,欧盟并非忽视行业发展,甚至最早制定eVTOL专用条件作为适航认证基础、为Volocopter等发了DOA。这种现象反映了欧盟对行业监管前瞻性与资本市场对市场的认知滞后的鸿沟,不利于行业和政府形成合力。

我国目前从空域开放、产业支持、适航认证多个方面给予全方位的政策支持,预示着我国在空中交通领域的重视程度以及潜在发展前景。2023年来,我国接连出台《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》、《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035年)》等文件,并且颁发全球首个无人驾驶eVTOL适航证,积极传递发展低空经济的信号。地方层面超过10个省份将低空经济、通用航空等相关内容写入政府工作报告,也将为2024年低空经济进一步爆发提供助力。

 

本文作者:陈楚仪 腾讯研究院高级研究员

 

腾讯即将发布《2024数字科技前沿应用趋势》报告,报告也关注低空出行科技趋势,敬请期待。
感谢张雪琴、杨钟灵、陈佳龙在本文写作过程中给予的建议!
参考资料来源:

[1]https://youtu.be/ywJWka1evH8?si=u3jt5IcAL4ic4gnc

[2https://www.honeywell.com/us/en/press/2023/11/honeywell-s-advanced-air-mobility-business-reaches-10-billion-in-wins-to-help-build-the-future-of-sustainable-flight

[3]https://www.jobyaviation.com/news/joby-selects-dayton-ohio-first-scaled-manufacturing-facility/

[4]https://lilium.com/newsroom-detail/2023-lilium-year-in-review?_gl=1*1wq3o5k*_up*MQ..*_ga*MjMzMDYxMDQ1LjE3MDQ5Mzk3Mjg.*_ga_9YC7ETNZ98*MTcwNDkzOTcyOC4xLjEuMTcwNDkzOTc0MS4wLjAuMA..

[5]https://eveairmobility.com/eve-air-mobility-and-embraer-announce-first-evtol-production-location-in-brazil/

[6]https://www.catl.com/news/7140.html

[7]https://www.futureflight.aero/news-article/2023-07-06/joby-finishes-submitting-evtol-aircraft-certification-plans-faa

[8]https://lilium.com/newsroom-detail/2023-lilium-year-in-review?_gl=1*1wq3o5k*_up*MQ..*_ga*MjMzMDYxMDQ1LjE3MDQ5Mzk3Mjg.*_ga_9YC7ETNZ98*MTcwNDkzOTcyOC4xLjEuMTcwNDkzOTc0MS4wLjAuMA..

[9]https://www.youtube.com/watch?v=upv5-VUrGVo

[10]https://mp.weixin.qq.com/s/cn8RumoK247z0WKdLHI6FQ

[11]https://youtu.be/PDfCFeXqGBs?si=w484Dcbo6VjXofIg

[12]https://investors.lilium.com/Lilium_Corporate_Presentation

[13]https://www.urbanairmobilitynews.com/government-investment/europe-risks-losing-electric-aviation-race-to-publicly-funded-competitors-lilium/

前沿杂志
互联网前沿61

2022年,从引爆AI作画领域的DALL-E 2、Stable Diffusion等AI模型,到以ChatGPT为代表的接近人类水平的对话机器人,AIGC不断刷爆网络,其强大的内容生成能力给人们带来了巨大的震撼。

2023-05-12

全站精选