eVTOL——电动化浪潮从汽车向 航空扩散,成本、效率优势助推商业落地
eVTOL——低空经济核心品类
eVTOL(电动垂直起降飞行器)是一种以电动机为动力、能够垂直起降的飞行器。eVTOL不依赖跑道,可以在空间有限的城内、 城际范围内开展空中载人、载货作业,应用场景主要包括低空旅游、日常通勤、空中物流、消防救援、医疗救助等中短途(20- 300km)、低空(<300m)应用。
eVTOL飞行空域介于民航客机与小型无人机之间
从空域划分来看,3,000米以上一般为民航客机空域,由空中交通管控中心进行统一管理和调配。而垂直起降飞行器属于低空通用 航空空域,由无人驾驶交通管控中心进行统一管理,其中载人垂直起降飞行器飞行高度一般在300米以下,载货垂直起降飞行器飞 行高度一般不高于120米。
eVTOL运营成本有望降至直升机的1/5
与直升机相比,电动化使得eVTOL的整机、运维成本大幅降低,叠加更低的人工(自动驾驶)、场地成本,麦肯锡预测eVTOL规 模化运营后成本将降至0.5-2.5美元/座/英里,约为直升机成本的1/5。
eVTOL与其他出行方式对比:以上海-苏州为例
根据保时捷管理咨询数据,以上海-苏州约80-90km的中短途出行为例,豪华汽车用时90分钟、价格约900元;高铁商务舱用时90 分钟(包括到达/离开高铁站)、价格约286元;直升机用时50分钟、价格约30000元;eVTOL用时42分钟、价格约1500元。与汽 车、高铁等相比,eVTOL高效便捷;与直升机相比,eVTOL具有明显的成本和环保优势。
eVTOL资本市场关注度持续提升, 主要玩家包括航空厂商、汽车公司、初创企业三类
2017年后eVTOL初创企业开始快速增长
根据航空产业网数据,2009-2016年全球仅有5家eVTOL企业,自2016年Uber提出“Uber Elevate”项目后,行业进入爆发期,陆 续有40余家企业相继加入。目前全球已有百余家eVTOL企业,其中已研发或正在研发适航阶段产品、取得实质性进展的企业共约 50家。
eVTOL融资向头部集中趋势明显
根据航空产业网数据,eVTOL行业积累融资额已达110亿美元以上, 其中JOBY、ARCHER、LILIUM等融资额前十企业占比达81%。 从国内情况来看,除已在美股上市的亿航,小鹏汇天融资总额最高, 超过5亿美金,峰飞融资总额达1亿美金,御风未来、时的、沃兰特 等融资总额也都达到1亿元。
eVTOL主要玩家包括航空厂商、汽车公司、初创企业三类
eVTOL处于汽车、飞行器、自动驾驶等技术交叉领域,全球主要玩家包括传统航空领域的波音、空客、贝尔、中航工业等,汽车 领域的丰田、吉利、小鹏等,初创公司Joby、Archer、LILIUM、亿航智能等。
技术路径:主要分为多旋翼、复合翼、倾转翼三类
基于推进动力方式,目前eVTOL可分为多旋翼、升力与巡航复合型(复合翼)、倾转旋翼/机翼型和倾转涵道型(倾转翼) 三大类 。三类设计结构的不同导致不同产品最大航程、最大时速、飞行高度、乘客数量等参数的不同,进而带来不同的应用 场景、服务范围。
技术路径:多旋翼最先放量,未来复合翼有望成为主流
从技术路径来看,多旋翼结构简单最为成熟,有望最先实现商业化;矢量推力/倾转旋翼难度最大性能更优,复合翼介于两者之间。 根据航空产业网对全球eVTOL重点型号的统计,目前垂直起降固定翼/复合式占比最高,达44%;其次为矢量推力型,占比约33%; 多旋翼占比最少,为17%。
我国将低空经济列为战略性新兴产业,eVTOL适航审批有望提速
型号合格证(TC)为适航审批流程的关键
民用航空器只有经民航局适航审定合格才能进入中国民用航空市场。根据《中华人民共和国民用航空法》和《中华人民共和国适 航管理条例》,任何单位或者个人设计民用航空器,应当向民航局申请并获得型号合格证 (TC);制造民用航空器,需要经生产 许可审定并获得生产许可证 (PC) ;使用民用航空器,需要经单机适航检查并获得单机适航证(AC)。根据《通用航空经营许可 管理规定》,从事经营性通用航空活动的企业,应当取得通用航空经营许可。 一般来说,一款eVTOL的适航审批流程为适航证AC(试飞)-型号合格证TC(机型可商业化,但每架产品需单独申请AC)-生 产许可证PC(批量化AC授权)-运营合格证OC(运营商需取得)。
政策支持、法规完善下eVTOL适航审批有望提速
2020年12月,亿航EH216-S向中国民航局提交TC申请,到2023年10月,亿航EH216-S获得全球第一张eVTOL飞行器的 型号合格证,历时三年。 从审批所需时间来看,一般多旋翼<复合型<矢量推进型。 我们判断,在政策支持、法规完善下,随着相关部门审批经验不断积累,未来eVTOL资质审批有望加快。
eVTOL单机价值量从百万~千万 不等,预计2025-2030年全球市场年均复合增速为41%
eVTOL价值量:百万~千万不等,电机、电池、航电占比70%
根据eVTOL品类的不同,单机价值量在百万~千万不等。亿航EH-216S(多旋翼eVTOL)中国官方价格为239万元,参考其年 报毛利率水平。按60%计算,则单机价值量近100万元;参考Lilium数据,其矢量推力eVTOL单机价值量为250万美元。
价值量拆分:参考Lilium数据,其矢量推力eVTOL单机价值量为250万美元,其中推进系统(电机)占比40%、结构与内部件占比 25%、航电与飞控占比20%、能源系统(电池)占比10%、装配占比5%。 在Lilium供应商中,机翼、机身和结构来自Aciturri,航电和飞行控制系统来自霍尼韦尔,复合材料来自东丽。
预计2025-2030年全球城市空中交通市场CAGR=41%
市场空间:跟据摩根士丹利预测,全球城市空中交通市场规模有望从2025年的100亿美元增长至2030年的550亿美元,年均复 合增速41%,并在2040年达到1万亿美元,在2050年达到9万亿美元。其中中国城市空中交通市场规模有望从2025年的60亿美 元增长至2030年的260亿美元,年均复合增速34%。 根据Roland Berger预测,全球城市空中交通载客无人机数量有望从2025年的3000架增长到2030年的12000架;保时捷管理咨 询预测,2030年中国eVTOL市场份额将占到全球的25-30%。则2025-2030年国内eVTOL年均需求有望达到近500架。
报告节选:
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