2024低空经济与新材料发展行业报告

1.低空经济:政策助力多领域发展,市场空间广阔

1.1.政策简介:2009年首次提出,政策助力行业快速发展

2009年首次提出,十余年探索,政策助力行业快速发展。2009年,中国民航大学李卫民副教授首次提出“低空经济”这一概念术语。2010年,《关于深化我国低空空域管理改革的意见》的发布,拉开了低空空域管理改革的序幕。由此,低空经济行业由概念提出期进入到了初步发展期。经过了10年的探索发展,低空经济行业如今已经进入快速发展期。在此期间,中国也颁布了多项政策,支持与规范低空经济行业,从而助力中国低空经济高质量发展。

1.2.应用场景:低空空域满足多种应用场景需求,物流巡检安防处于快速增长阶段

非管制空域划分为低空经济试点运行及商业化落地奠定基础。2023 年12 月,由国家空管委组织制定的《国家空域基础分类方法》发布,为eVTOL 等通用航空划定了合法的低空空域G 空域和W 空域。新规定相较于2004 年《民用航空使用空域方法》,新规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,将空域由A、B、C、D 四类划分扩充为A、B、C、D、E、G、W 七类,其中,A、B、C、D、E 类为管制空域,G、W 类为非管制空域,对应真高分别为300、120 米以内。从飞行要求的角度,W 类空域可供微型、轻型、小型无人驾驶航空器飞行,操控员需取得操控员执照,相较前几类空域而言,我们认为W类空域飞行要求更低,飞行管理相对更加自由。


低空空域满足多种应用场景需求。目前已经进行商业化探索的应用领域有物流、农业、旅游等。此外,潜在的低空飞行场景还有许多,可以按照生产作业类、公共服务类、航空消费类这三类进行细化产业门类和服务链条的拓展。

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1.2.1.低空经济+农业:平稳增长为主低空经济+农业领域主要使用植保无人机。农业领域使用飞行器主要是集中于300米以下,分为W类空域(低于120米,应用于农业生产)及G类空域(120-300米,应用于林业管理)。使用场景主要是山地,森林及耕地等,主要应用为播种、施肥灭虫、植保及人工促雨扑火;相较于人工能够节约90%水及50%农药用量、高效作业等。


安阳全丰航空植保科技股份有限公司研发的全丰3WQF120-12智能悬浮植保机便应用于此领域。全丰航空第三代植保无人机3WQF120-12于2016年正式问世,具有作业效率高、载荷大、续航时间长等特点,其飞行高度2米-4米,喷幅宽度可达5-8米。整机净质量30kg,主旋翼采用碳纤维等复合材料。


市场规模增速——平稳增长为主:根据农业机械工业协会的数据显示,2017-2022年,我国植保无人机的销量由11万台增长至22万台,无人机的销量稳步上升。农作物播种面积保持17千公顷不变,而每架无人机可覆盖的播种面积逐年下降,由1521万平方米降至757万平方米。究其原因,可能在于药液喷洒量加大,导致每小时喷洒的面积减小。以植保无人机销量增速来看,2019年后保持在5%-15%之间,以平稳增长为主。


1.2.2.低空经济+物流:起步阶段,增速较快低空经济+物流领域主要使用消费级无人机和小物流无人机。物流领域使用飞行器主要是集中于300米以下,分布于G类空域(真空高120-300米)。主要应用为小批量、高频次、即时性货物配送,配送要求为直线距离10km以内,载重在5kg-20kg的货物;可以实现快捷配送,加速商业化进程等。


丰翼科技(深圳)有限公司研发的“丰舟90”应用于此领域。丰舟90型无人机采用了固定翼+四轴的创新设计,其最大起飞重量达到95千克,载重能力高达20千克,能够携带大量的货物进行长距离运输。丰舟90型无人机已经在珠海和深圳之间的首条无人机低空快递物流航路进行了试运行,比传统的陆路运输方式节省了一半以上的时间。


市场规模——起步阶段,增速较快:随着电子商务的迅速发展和消费者对快速配送的需求增加,物流无人机市场规模逐渐扩大。2019-2022年,我国物流无人机数量由0.9万架增长至2.6万架。物流无人机市场规模显著增加,由0.1亿元增长至69亿元,而相关联的快递业务,也增长至2022年的1105亿件。以增速来看,物流无人机数量及市场规模均保持了较快增长,特别是2022年,无人机数量增速63 %及市场规模增速109%,均实现较快增长。

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1.2.3.低空经济+旅游:平稳增长为主低空经济+旅游领域主要使用载人eVTOL。旅游领域使用飞行器主要是集中于6000米以下,分布于E类空域(真空高300-6000米)。主要满足旅游休闲、探险、运动等消费需求,处于发展初期阶段,规模较小;可以提供新业态机会,带动周边产业发展。


广州亿航智能技术有限公司研发的EH216-S无人驾驶航空器应用于此领域。EH216-S无人驾驶航空器是全球首个获得适航认证的国产自主研发的无人驾驶载人航空器,其最快飞行速度可达130公里/小时,续航时间为25分钟,设计航程30公里。采用共轴双桨设计,桨叶运用碳纤维等复合材料。


市场规模增速——平稳增长为主:目前载人eVTOL运用于旅游领域较少,主要是热气球及滑翔伞。2019-2022年,我国热气球市场规模整体保持稳定,略有波动。滑翔伞市场规模由6亿元增长至12.4亿元,旅游直升机市场规模略有提升,由200亿元增长至220亿元。由此可见,旅游领域的飞行器市场规模没有显著变化,这或与其价格高昂、数量较少等因素有关。


1.2.4.低空经济+巡检:快速增长阶段低空经济+巡检领域主要使用无人机和无人直升机。巡检领域使用飞行器主要是集中于6000米以下,分布于G类空域(高120-300米)以及E类空域(真空高300-6000米)。主要进行化工、电力等工业环境的定期检查,可以替代人工检查、隐患排查、盲区监测等;同时应用了新技术,将AI智能视觉算法、AR可视化、区域链等与低空巡检相结合。


深圳市大疆创新科技有限公司研发的经纬M300 RTK无人机便应用于此领域。经纬M300 RTK拥有超强的灵敏度和目视识别能力,可以充分发挥智能功能和人机交互优势,安全可靠,提升作业效率。目前,经纬M300 RTK最大起飞重量为9kg,最大飞行高度可达5000米。


市场规模增速——快速增长阶段:2018-2022年,我国巡检无人机市场规模显著上升,由24亿元增长至78亿元。巡检无人机的销量也稳步提升,由2 .1万架增长至7.7万架。无人机市场规模及销量2019年后均保持了较快增长,基本保持了30%以上增速(除2022年巡检无人机市场规模增速28 %略低于30%)。可以预见,无人机所搭载的GPS系统和报警信息技术,有望将会带动无人机在监测数据、防爆检测等方面进一步发展。


1.2.5.低空经济+安防:显著增长,增速较快低空经济+安防领域主要使用无人机和直升机。安防领域使用飞行器主要是集中于6000米以下,分布于G类空域(高120-300米)以及E类空域(真空高300-6000米)。主要应用于消防定期检查和及时救援,可以替代人工检查、隐患排查、盲区监测等;同时应用了新技术,将机载AI技术与远程控制平台结合,重点实现无人机自动巡检。


中航直升机有限责任公司研发的AC312型直升机应用于此领域。AC312是中航工业研制的双发4吨级中型多用途民用直升机,具有内部空间大、巡航速度快、可靠性高、运行成本低等特点。在直9系列直升机的基础上,采用了全复合材料座舱罩和舱门,以及4片复合材料桨叶星型柔性桨毂系统。目前,AC312最大巡航速度可达到280公里/小时。


市场规模——显著增长,增速较快:2018-2022年,我国安防监控无人机市场规模显著上升,由9亿元增长至87亿元。安防救援无人机的销量也稳步提升,由9.1万架增长至13万架。可以发现,由于无人机在应急通讯、信息采集、交通监视等方面的显著优势,以无人机为代表的无人系统与安防业务持续融合已是大势所趋。

1.3.市场规模:整体稳健增长,无人机数量或快速增加

根据云图智行披露的信息,2022年中国低空经济行业市场规模为2. 5万亿元,对于整个低空经济市场未来的发展,中央在十四五规划发布的《国家立体交通网络规划纲要》中明确,到2035年国家支撑经济发展的商用和工业级无人机预期达到2600万架,同期,无人机驾驶员也将增长到63万名。到2035年,中央对国家低空经济的产业规模预期达6万多亿元。由此测算出2022-2035年中国低空经济行业市场规模年均增长率为6.9%,前瞻产业研究院预测,到2028年,中国低空经济行业市场规模将达到3.7万亿元。

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无人机市场规模——增速放缓,规模较大:中商产业研究院发布的《2024-2029中国无人机行业市场研究及前景预测报告》显示,2022年中国民用无人机市场规模达1196亿元,同比+37.63%。据中商产业研究院预计,2023年规模将增至1650亿元,同比+37.96%,2024年至1765亿元,同比+6.97%。


市场结构上以工业级无人机为主。民用无人机分为工业级和消费级两大方向,202 2年,我国工业级无人机市场规模达72 7亿元,占比61%;消费级无人机市场规模469亿元,占比39%。


无人机注册数量未来或将迎来较快增长。中商产业研究院发布的《2023-2028年中国无人机行业市场研究及前景预测报告》显示,截至2022年底,全行业注册无人机共95. 8万架。据中商产业研究院预计,2023年注册量将达113.2万架,2024年将达131.0万架。中央“十四五”规划到2035年国家支撑经济发展的商用和工业级无人机预期达到2600万架,以此数及中商产业研究院预测2024年数据测算,2024-2035年无人机注册数量CAGR+31%。


无人机执照数量将保持10%左右增速。截至2022年底,全行业无人机有效驾驶员执照15.28万本,同比增长26.49%。据中商产业研究院预计,202 3年有效驾驶员执照将达17.5 7万本,2024年将达20.3万本。2035年,无人机驾驶员将增长到63万名。以此数及中商产业研究院预测2024年数据测算,2024-2035年无人机注册数量CAGR+11%。


中国eVTOL市场仍处于起步阶段,市场规模增速保持较高水平。中商产业研究院发布的《2024-2029全球与中国飞行汽车市场现状及未来发展趋势》数据显示,202 3年中国eVTOL市场规模达到9.8亿元,同比+77.3%,主要集中在中南、华东、华北等地。另预测,2024年中国eVTOL市场规模将增至17.2亿元,同比+76%。

1.4.竞争格局:国有企业主导通用航空,无人机及eVTOL百花齐放

通用航空领域主要由航空领域的国有大型企业集团主导。我国通用航空领域主要由航空领域的国有大型企业集团主导,历经数次专业化重组,形成中国航空工业集团、中国航发、中国商飞以及中外合资企业为主,众多原材料和零部件配套供应商为辅的企业格局。


无人机领域企业众多,细分赛道均有龙头。民用无人机行业应用领域众多,当前市场竞争格局已呈现出各自挖掘细分赛道优势的局面,消费领域的大疆创新,物流领域的顺丰科技、京东物流,农业领域的极飞科技,巡检领域的科比特,测绘领域飞马科技。竞争点在于不断挖掘新的业态,以打造自身竞争优势。


航空企业、车企、互联网巨头等纷纷入局eVTOL。我国从中央到地方,已出台多项政策促进eVTOL(电动垂直起降航空器)、飞行汽车商业落地,航空企业、车企、互联网巨头等纷纷入局。我国eVTOL主要布局厂商包括亿航智能、小鹏汇天、峰飞航空、沃飞长空、时的科技、御风未来等。

2.eVTOL航空器:多地试点开启,行业腾飞在即

2.1.eVTOL对起降场地要求较低,目前使用最多eVTO L航空器使用广泛,有多种类型。使用最多的是对起降场地要求最低的eVTOL,eSTOL/eCTOL类航空器使用较少。eVTOL航空器可以基于运行模式、载荷分类和用途、动力能源、整机构型等进行分类。根据整机构型划分,eVTOL航空器可以分为矢量推进/倾转、升力+巡航/复合翼、多旋翼类eVTO L和其他(eSTOL、eCTO L等)类型。


2.2.中国企业发展现状:多为初创公司,更倾向于采用复合翼方案国内有30家以上企业进入eVTOL整机研发领域。不完全统计,现有15家载人eVTOL整机研发企业完成数千万元以上融资;有15家完成1:1样机下线并投入测试。中国的eVTO L整机企业大部分为科技型初创公司,甚至有5家成立不满3年进入了1:1原型机测试阶段。中国整机企业更倾向于采用复合翼方案。在腾讯研究院调研的32家eVTOL整机企业中,采用复合翼方案的有15家(46.9%),采用倾转/矢量推进方案的有11家(34.3%),采用多旋翼方案的有11家(34.4%)。


亿航EH216适航取证进展较快,大部分eVTOL通过TC。2023年10月12日,中国民航局为亿航颁发了全球首个eVTO L航空器型号合格证。此外,中国民航局在20 24年3月22日也为峰飞航空科技研制的V2 00ocG eVT oL颁发了TC,成为率先取得TC的吨级以上eVTOL无人驾驶航空器,也是中国民航系统颁发的首个无人驾驶吨级eVTO L航空器型号合格证。除了亿航216之外,还有多个在研型号也在接受或完成了中国民航局的审定,主要在审定的eVTOL航空器进展如下:


2.3.eVTOL城市群运营试点进展2.3.1.粤港澳大湾区城市群:进展较快,产业链配套较完善传统航空+无人机产业发展,eVTOL进展较快。粤港澳大湾区传统的通用航空产业发达,拥有通航制造业的国家队领导性企业中航通飞,也拥有中信海直、南航通航等直升机运营头部企业。无人机头部厂商有大疆、顺丰丰翼、极飞等;同时eVTOL行业参与者亿航智能、小鹏汇天、广汽等厂商亦坐落于此,且通过政策和场景先行先试吸引了德国eVTO L制造商Lilium落地。


粤港澳大湾区的低空市场需求较大,应用场景多元,可容纳很多家运营企业提供不同的服务。粤港澳大湾区低空经济市场主要分为四款需求,其中产业方面主要集中于石油海上平台飞行和港口直升机引航,占据全国90%的业务量;同时积极发展商业及公共服务业需求。


2.3.2.长三角城市群:创新氛围浓厚,但处于早期阶段长三角的eVTOL运行和城市空中交通还在早期阶段,只在少数城市做过验证试飞或演示飞行活动,但创新氛围浓厚。长三角地区的通用航空机场、无人机试验院校、航空航天院校和科研院所数量较多。当前长三角成为中国eVTOL和UAM创业氛围最浓厚、科技创新企业最多的地区,有利于研发企业的试飞测试、研发和试飞的协同。合肥组建了全国首个城市“场景创新促进中心”,为创新资源找场景。以“骆岗公园全空间无人体系应用示范项目”为例,2 023年12月,亿航EH216-S落地骆岗公园,进行全球商业运行首次飞行演示。

3.相关材料运用:碳纤维

3.1.主要使用大丝束纤维,目前用量不大民用航空可使用大丝束纤维。在军用航天领域,飞机结构上一般采用的是小丝束碳纤维复材,以3K的碳纤维为主。通常小丝束碳纤维的生产必须采用价格昂贵的特种聚丙烯睛PAN原丝。小丝束碳纤维产品的市场容量相对小,目前主要用于军工产品。通过美国Zol tek的48K大丝束与东丽T300的3K小丝束的对比试验,证明了在强度性能上,二者差异不大。但在模量性能上,特别是纵向拉伸和纵向压缩模量上,大丝束比小丝束低15%左右。因此,目前大丝束尚难以用到军机的主承力构件或者次承力构件上,但可以在通用航空领域、无人机和其他民用领域应用。


通用飞机,无人机领域碳纤维价格较军用较低。碳纤维价格从每千克几十元至上千元不等,部分特种用途碳纤维价格甚至达到了每千克万元,例如用于军工领域(3K、6K)的产品单价达到1000-3000元/千克。原因是由于高品质小丝束纤维的工艺流程长、控制精度高、生产效率低,导致出品单位质量纤维的能耗成倍增长。此外,军工领域用碳纤维,有时候需要专线专用,使得生产成本更加高昂。


与低空经济相关的碳纤维用量占比不大,未来或受益于行业快速增长。从细分市场看,航空航天碳纤维主要用于商用飞机、军用飞机、公务机、直升机、无人机、通用飞机、航天等领域,其中商用飞机份额最大。据《2023年全球碳纤维复合材料市场报告》,2023年与低空经济相关的无人机,通用飞机及飞行汽车的碳纤维需求量分别为400 0/700/200吨,合计4900吨。未来或受益于行业快速增长。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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