【国金证券】军工行业研究：低空经济万亿市场，基础设施和飞行器制造核心受益.pdf

2024-03-17

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1.低空经济新质生产力代表，万亿市场兑现正当时

1.1 什么是低空经济：涵盖制造、运营、保障的综合经济形态

低空经济是新质生产力代表，是万亿级别市场。一般来讲，“低空”是指“垂直范围原则为真高 1000 米以下，可根据不同地区特点和实际需要，具体划设高度范围”的空域，随着低空应用的深入发展，管理部门和业内普遍将高度上升至 3000 米。“低空经济”是指以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为主，以载人、载货及其他作业等多场景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，具有辐射面广、产业链条长、成长性和带动性强等特点，在拉动有效投资、创造消费需求、提升创新能级方面具有广阔空间。据前瞻产业研究院，2035 年低空经济的产业规模预期达 6 万亿元，市场空间广阔。

低空经济涵盖制造、飞行、保障及综合服务四大领域，与通用航空形成包含关系。从产业构成来看，低空经济主要包括低空基础设施、低空飞行器制造、低空运营服务和低空飞行保障等产业。低空基础设施主要为低空飞行活动提供基本保障，包含通用机场、起降平台、监管设施等多个方面，低空飞行器制造主要是为低空飞行活动提供航空器产品，包含整机制造及材料零部件等，低空运营服务对整个低空经济发展起着牵引和带动作用；低空飞行保障包括地面保障服务、空中保障服务、检验检测服务等。从飞行器制造交付来看，eVTOL、直升机、小型飞机和各式各样的无人机是低空经济重要载体。

低空经济进入蓬勃发展阶段，应用场景逐步拓展。随着低空飞行器制造技术的逐步成熟以及相关法律法规的逐步健全，从全球角度看，低空经济已经从早期应用探索以及规范化发展阶段，进入普及应用阶段。我国低空经济发展目前面临多重挑战，存在以通用航空为代表的低空经济主体基础薄弱、顶层设计不足和军地协同机制不够完善、低空经济政策保障较为薄弱、核心技术国产化率较低的问题，随着我国政策的逐步完善和技术的快速突破，各个短板有望快速补齐，低空经济也将迎来蓬勃发展。

1.2 为什么当下时点关注：政策端与产业端均出现重要边际变化

低空经济纳入国家规划，中央政策频出。2021 年 2 月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指出要大力推进新型工业化，发展数字经济，加快推动人工智能发展，打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业，配套的规范性政策也陆续出台。今年全国两会，低空经济首次出现在政府工作报告中，彰显中央发展低空经济的决心。

地方政府响应中央号召，结合自身优势抓住低空经济发展机遇，2023 年共有 15 个省市将低空经济写入工作报告，广东、上海、四川、湖南、海南等省市均提出相应行动。我们认为随着两会结束，更多省份将提出更明确的低空经济发展路线规划。

产业端新型飞行器成熟度提升，为低空经济发展提供支撑。2023 年 12 月 21 日，亿航智能宣布其 EH216-S 无人驾驶载人航空器获得民航局颁发的标准适航证，成为全球首个获得适航证的无人驾驶载人 eVTOL。2024 年 2 月 27 日，上海峰飞自主研制的 eVTOL“盛世龙” 在深圳-珠海实现跨海飞行，是全球首条跨城跨湾 eVTOL 电动垂直起降航空器航线的公开首次演示飞行。

2. 低空基础设施建设先行，空管系统空域管理核心

2.1 低空基础设施是低空经济发展基础，空管系统起重要作用

低空基础设施建设先行，其主要构成包括“设施网”、“空联网”、“航路网”和“服务网”。其中，设施网指支撑低空飞行业务的各种物理基础设施，如起降站，能源站等；空联网指通信、导航和感知等信息基础设施，是将低空数字化成可计算空域的关键；航路网指提供空域和飞行数字化管理和服务能力的核心平台（操作系统）；服务网指组合数字化管理和服务能力而构建的赋能各低空经济管理和业务主体（如政府方、空管方、管理方、运营方、业务方等）的应用。复盘通用航空的发展，我们可以看到以空管系统为代表的基础设施是率先受益的板块。

空管系统是国家实施空域管理、保障飞行安全、实现航空运输高效有序运行、捍卫我国空域权益的战略基础设施，也是国土防空体系的重要组成部分，对促进国家经济发展和维护国家安全具有深远的战略意义。空管系统作用于飞行器起飞至降落全过程，是民航空中交通管理系统的核心，全称为通信、导航、监视与空中交通管理系统，简称 CNS/ATM 系统，其中通信、导航、监视(CNS)部分属于外围设施范畴，空中交通管理系统(ATM)是空管人员实际用于管理空中交通运输的信息处理系统，由空中交通服务（ATS）、空中交通流量管理（AFTM）以及空域管理（ASM）组成。随着低空空域逐步放开，空中飞行器数量大大增加，对于空管系统要求进一步提高，我国现有的通信、导航和监控(CNS)基础设施仅能满足对高空飞行器的管理需求，能力亟待提升。

城市空中交通（UAM）新型场景，对空管系统提出新要求。现代城市内部高楼林立，空中环境较为复杂，传统空管一、二次雷达对航路覆盖受到地形影响，对于低空区域无法实现完整覆盖，通感一体、北斗、ADS-B 等多种技术路径是解决未来城市内交通管制的有效手段。通感一体：据相关报道，我国行政村 98%通光纤、4G 网络覆盖率 98%、建成 5G 基站超 70 万个、5G 用户占全球 85%，基于移动通信网络建设空管一体化系统具备优势。据人民邮电报信息，中国移动利用 5G 基站对无人机低空探测验证，单基站对无人机探测半径达到 1000 米，多基站可以无缝连续探测，对无人机目标探测精度可达到米级，单个基站可对 1280 个目标同时进行跟踪探测。北斗+低轨通导一体化：随着低空运行进入到大容量高密度的发展阶段，飞行和飞行监控必然都不可能仅依赖人的参与控制，需要更加智能化的系统能力，提升航线规划、飞行避障、多任务协同、监管调度等各个方面的数字化水平，北斗+低轨通导一体化可以解决定位精度不足、数字化导航能力确实和监视信息质量较低的问题。 ADS-B：广播式自动相关监视技术（ADS-B）将自身所接收到来自卫星导航设备、飞行管控等系统的信息通过多种的数据链路通信模式周期性、自动地向外广播。安装了相关接收设备的地面站或飞机能够收到相关的报文，对其分析后可得到实时的信息，从而达到监视飞机的效果。与传统监视雷达技术相比，ADS-B 具有运行成本低、地面站建设灵活、定位精度高等优点，受到地理环境等因素影响小，若将此技术运用到低空空域的飞行之中，并加以推广则可能更好的对低空空域中的航空器进行监视，实现对无人机私人飞机等低空飞行器进行有效地管理，从而减少低空飞行安全事故的发生，构建安全高效的低空空域管理系统。

2.2 空管系统建设助力美国通航发展，我国低空空管系统市场预计超 400 亿

美国低空产业发展具备坚实基础，主要受益于空域开放、基础设施完备。美国广泛开放的低空空域，为航空器提供了广阔的飞行空间，促进了航空活动的发展和增长。基础设施建设方面，不仅有充足的机场资源确保飞行器的顺利起降，还具备完善的基础服务设施，为飞行器提供了诸如航油服务、维修服务以及各类飞行导航和气象信息等关键支持，为低空产业的健康发展提供了坚实基础。美国 2020 年通航飞机总保有量约为 22 万架，总飞行作业时间约为 2500 万小时，而中国的飞机总量仅占美国的 1.31%，飞行作业时间仅占美国的 4.26%。

美国推行低空空域开放步伐较早，为通航产业和低空经济发展做好前提条件。早在 20 世纪 60 年代，美国政府就开放 3000 米以下的空域允许通用航空使用，并在之后多次发布相关法案规范空域管理规则。美国空域管理规则也与时俱进，2012 年，出台《2012 年联邦航空管理局现代化和改革法》，要求 FAA 构建无人机融入美国国家空域系统的顶层框架。 2023 年 5 月，FAA 发布《城市空中交通运行概念 2.0》白皮书，设计了 UAM（城市空中交通）管理体系架构，迎合低空经济发展需求。目前美国空域划分为 A、B、C、D、E、G 六个等级，A-E 级为管制空域、G 级为非管制空域和临时性限制空域。美国 85%的空域为民用空域，仅部分限制区和禁飞区属军管。通用航空器可飞行的空域主要在 E 类和 G 类空域，占空域的 80%。

美国完备的基础设施建设是通航产业和低空经济发展的根基。在机场建设方面，据《国家一体化机场系统计划（2019～2023）》，FAA 列出了 2941 个通用航空机场，划分为国家级、地区级、本地级、基本级和未分类五大类，分别适用于不同地区和场景，以满足美国通航不同需求的飞行活动。在空管系统方面，美国 FAA 早在 1998 年就制定了详细的空中交通流量管理（TFM）长期发展计划，尤其注重通信、导航和监视设备等外围设备的改善。

我国低空空域迈出重要一步，基础设施建设箭在弦上。2023 年 12 月，民航局发布《国家空域基础分类方法》，对我国空域划设和管理使用进行规范，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、G、W 7 类，其中，A、B、C、D、E 类为管制空域，G、W 类为非管制空域。空域管理改革为低空发展奠定基础。据《新时代军民融合战略下通用航空发展的思考》，基建不足是制约我国通航发展的主要因素之一。面对低空经济发展浪潮，随着低空空域逐步放开，相关配套基础设施建设已经刻不容缓。

我们综合考虑机载和地面设施并分别进行市场测算。考虑到 eVTOL 的商业化运营节奏以及相关政府规划试点，我们将 2030 年作为时间节点进行测算，预计到 2030 年低空相关空管系统市场规模 406 亿元。

1）通用航空飞行器：考虑到大部分喷气公务机的飞行空域超出低空空域范围，我们仅考虑涡桨通用飞机、活塞通用飞机和民用直升机。据航空工业集团预测，到 2041 年我国涡桨通用飞机、活塞通用飞机、民用直升机需求量分别为 1440 架、13000 架、5234 架。参考美军披露的涡桨运输机 P-5A 的 CNS 设备成本 88 万美元，根据国内情况进行一定修正，假设涡桨通用飞机、活塞通用飞机、民用直升机搭载空管系统设备价格分别为 100 万、50 万、50 万元。

2）无人机：根据 FAA 数据，美国目前登记在册无人机数量 79 万架，每百人保有量 0.24 架，其中商用无人机约 37 万架；而我国 2023 年无人机注册数量约为 118 万架，每百人保有量 0.08 架。假设 2030 年我国人均无人机保有量追赶至美国目前水平，内部结构与美国类似。参考美国 Autel 工业级无人机搭载 ADS-B 系统超过 500 美元，假设无人机搭载空管系统价格为 5000 元。

3） eVTOL：根据《客运 eVTOL 应用与市场白皮书》，至 2030 年我国 eVTOL 需求有望达到约 1.6 万架。据《2023 中国垂直出行市场展望报告》，目前 eVTOL 主要加装 ADS-B、 TCAS 等空中防撞设备解决自身安全间隔保持能力，未来可能会针对低空空域的特殊要求进行调整。目前国外产品 JOBY-S4 价格 250 万美元，造价仍较高，假设每台 eVTOL 搭载空管系统价格约为 50 万元。

4）通用机场：截至 2023 年我国登记在册通用机场数量为 449 个，未来 5-10 年将会是我国通用机场建设高峰期。据莱斯信息一轮回复函，我国第一批国产空管设备陆续到达使用年限后将进行升级更新，空管系统具有存量更换逻辑。未来据民航局《全国通用机场布局规划》，到 2030 年我国通用机场总量约 2038 座。据前瞻产业研究网，单个通用机场投资额约为 1.5 亿元，其中随着空管设备升级换代，其投资额占比约为 8%。

5）城市内起降点：未来随着 eVTOL 产业发展，城市内起降点建设需求较大。假设我国主要城市人均 GDP 复合增速维持 3%，则 2030 年共有 141 座城市人均 GDP 超过 7 万元，假设每座城市需要建设 10 个城市内起降点，参考《亿航智能城市空中交通系统白皮书》，假设每个起降点成本 1000 万元，空管系统投资额占比 8%。

3. eVTOL 低空经济主力军，潜在应用场景广泛

3.1 eVTOL 实现提效省时，多技术路线齐头并进

eVTOL 即电动垂直起降飞行器，是低空领域的新型飞行器，潜在市场潜力大。eVTOL 的核心在于电动和垂直起降。作为航空电动化的代表，展现出高安全、低成本、低噪音和智能化等四大优势，目标应用场景包括载人客运、载物货运、国防军事、公共服务、警务安防、私人飞行等。eVTOL 具备：1）与民航客机等同的安全性，通过多电池、多电机驱动实现安全冗余，安全性相比传统直升机提升了 1000 倍，达到十亿分之一的安全水平；2）与出租车相近的成本，规模化运营后每公里价格 2~3 元，比传统直升机低了 100 倍；3）略高于说话的噪音，约为 65 分贝而低于街道噪音，比传统直升机低 100 倍；4）更容易实现自动驾驶功能。

根据目前的 eVTOL 开发情况，可以将其分为多旋翼构型、复合翼构型、倾转构型、倾转涵道风扇+完全矢量控制、隐藏式推进系统+无翼设计等 5 种主要技术路线。目前，很难判断何种技术路线最佳，行业各参与方也尚未达成共识，复合翼方向兼顾实现可行性及先进性，倾旋翼方向更为先进，但实现的技术难度更大，今后也可能出现具有多种方案优点的新技术路线。

eVTOL 整机由能源系统、动力系统、飞控系统、航电系统以及机体组成，推进系统价值量最高。根据《LILIUm Analyst Presentation》，其 eVTOL 单机价值量为 250 万美元，推进系统、航电与飞控价值量占比大分别为 40%、20%。

当前 eVTOL 面临一些技术难点和发展瓶颈亟待突破。技术方面，态势感知、空中避障、智能驾驶、航路规划及高能量密度电池等关键技术对 eVTOL 性能及安全目标至关重要，性能提升亟待突破。此外，城市低空空中交通管理、地面基础设施建设、适航认证及法规标准完善、提升公众认知等也是发展瓶颈。这种情况要求技术和制度双轮驱动，以及行业内外合作，共推 eVTOL 在未来城市交通中的安全、环保、高效发展。

3.2 研发及取证周期有望随成熟度提升而缩短，产品有望陆续迎来取证

eVTOL 产品开发需经历四大阶段，过程较为复杂。eVTOL 制造商开发并生产一款具体的产品通常需要经历可行性验证、概念与技术发展、产品发展和运营服务四个主要阶段，各个阶段内围绕市场拓展、适航取证和工程发展三条主线展开。在适航证方面，对于有人驾驶 eVTOL，其取证可分为取得型号合格证（TC）、生产许可证（PC）以及适航证（AC）。其适航证可分为标准适航证、特殊适航证和实验类适航证，依据航空器的商业用途与否进行选择。实验类适航证适用于非商业用途，允许快速实现技术迭代，而标准适航证和特殊适航证则适用于预期包含商业运行的 eVTOL，具体选择取决于是否进行运输运行。另一方面，无人驾驶 eVTOL 由于其特殊构型和分布式控制系统，其适航取证路径需遵循中国民航局发布的《民用无人驾驶航空器系统适航审定管理程序》，根据航空器的用途和运行场景，分为正常类、运输类和限用类，进一步决定适航证的种类。

eVTOL 研发及取证周期较长，商业化运营后周期有望缩短。目前取得适航证的 eVTOL 产品较少，我们选取亿航 EH216-S 以及 Joby-S4 研制及取证周期进行复盘，总结得一款新型 eVTOL 研制周期需要 4-7 年左右，取证周期需要 4-7 年左右。随着未来技术成熟度的提升以及审查程序的适当简化，这一周期有望缩短。

其他厂商积极申请取证，预计 2026-2027 年密集落地。随着各家 eVTOL 主机厂产品成熟度提升，主力产品取证已提上日程表。复盘国内部分 eVTOL 型号发展历程，假设各机型取证周期与亿航类似，则预计 2026-2027 年国内 eVTOL 产品谱系将快速丰富，助推行业快速发展。

3.3 应用场景逐步拓展，2030 年有望达 500 亿市场

eVTOL 有望 2030 年实现商业化运营。随着相关政策陆续出台以及产业端产品成熟度的不断提升，eVTOL 商业化进展有望加快，据德勤相关研究，2030 年载人 eVTOL 将实现商业化运营，载物 eVTOL 则有望在 2030 年前完成商业化运营。我国相关政策文件也对 eVTOL 的发展进程提出明确时间节点，《绿色航空制造业发展纲要（2023-2035 年）》中提出，2025 年实现电动垂直起降航空器试点运行，2035 年实现以无人化、电动化、智能化为技术特征的新型通用航空装备实现商业化、规模化应用。

载人 eVTOL 市场前景广阔，我国 2030 年市场空间有望超 500 亿元。相较于地面交通方式，空中交通更为立体，有容纳更多交通工具的潜力，据 Markets and Markets 预测，2030 年全球 eVTOL 市场有望从 2023 年的 12 亿美元增长至 2030 年的 234 亿美元；据 Precedence 预测 2030 年全球 eVTOL 市场达 283.4 亿美元。我国将是全球 eVTOL 市场的重要组成部分，据保时捷管理咨询预测，仅考虑日常通勤和差旅等持续性需求，中性情景假设下 2030 年我国 eVTOL 市场规模预计 500 亿元，占全球份额的 25%。

1）固定路线载客：eVTOL 的重要应用场景之一就是短途定期载客陆行，包括城内以及城际短程旅行。假设 2030 年 eVTOL 主要在一线和二线城市铺开使用，不同级别城市所开放和设置的航线数量有所差异。参考《客运 eVTOL 应用与市场白皮书》中以虹桥-临港航线为例的分析结果，中性假设每个航线需要 25 架 eVTOL 满足通航要求，则对应 eVTOL 需求量 19375 架。

2）景区低空游览飞行：据前瞻产业研究院，目前国内旅游相关航线超过 98 条，随着政策的不断完善、游客对体验感逐日提升的极致追求、旅游市场的不断发展与繁荣以及 eVTOL 带来的较低票价，低空旅游产业有望迎来高质量发展的“黄金期”，海南作为我国低空空域开放较早的省份，提出大力发展低空旅游业，目前三亚湾旅游观光航线 9 条，海棠湾航线 8 条。据中国景区网数据，我国 5A 级景区 290 个，4A 级景区 3645 个，3A 级景区 1060 个，考虑到 5A 级景区的人流量较大，假设分别有 50%、30%、20%的 5A 级、4A 级、3A 级景区设置空中游览项目，对应 eVTOL 需求量 5082 架。

3）包机出行：过去由于直升机运行成本较高，包机出行市场发展缓慢，eVTOL 可有效解决这一问题，包机出行市场有望快速发展。据 2022 胡润财富报告，中国内地家庭总财富超过 600 万的家庭数量超 550 万，考虑这部分高净值人群的包机出行需求，参考《客运 eVTOL 应用与市场白皮书》相关假设，假设 20%的家庭每两个月使用一次出行服务，高净值家庭出行次数有所调整，到 2030 年 eVTOL 能够获取 15%的包机市场份额，每架 eVTOL 每年可提供 350 次包机服务，对应 eVTOL 需求量 3248 架。目前取得适航证的 eVTOL 产品较少，亿航智能生产的全球首款取得型号合格证和标准适航证的产品 EH216-S 目前中国市场官方指导价为 239 万元/架。考虑到未来批产后价格会有所下降，假设 eVTOL 平均价格 200 万元/架，则对应上述应用场景市场空间合计 554 亿元。

4.无人机是低空经济主导产业，工业级无人机迎来快速发展

4.1 无人机产业快速发展，工业级无人机市场占比高

无人机产业是低空经济的主导产业，市场规模快速增长。我国无人机发展起步于军用无人机，进入 20 世纪后逐步从军用转入民用领域。2012 年，大疆无人机发布第一台消费级无人机引爆民用无人机市场，此后中国民用无人机市场呈爆发式发展。无人机产业逐步完善，加上成熟的 5G 技术、大数据、云计算和物联网技术，无人机将成为低空经济拓展新场景新业态的有力工具，产业将迎来快速发展。据中商情报网，2024 年我国民用无人机市场规模将达 1765 亿元。

无人机制造产业链包括上游原材料及零部件生产制造，中游主要包括无人机组件以及整机研发、制造及服务，下游为不同应用场景及配套服务。我国无人机产业发展情况较好，国内无人机已有较多产品。

工业级无人机是民用无人机市场主体，市场规模快速增长。随着无人机普及度提升，目前无人机向消费市场的扩张已经遇到门槛，未来工业级无人机将接力打开长期成长空间。工业无人机属于民用无人机的一种，主要用于协同或代替人工完成多种商业领域的任务，其通常搭载为完成作业飞行活动的装置或设备。据央视网报道，工业和信息化部赛迪研究院预测 2025 年我国民用无人机产业规模将突破 2000 亿元，工业级无人机将成为主力机型。

4.2 农林植保、地理测绘、快递物流领域工业无人机需求旺盛

工业无人机下游应用领域逐步拓展，农林植保、地理测绘、巡逻巡检为目前主要应用场景。工业无人机主要应用领域包括电力巡检、应急救援、航空摄影、水利应用、农药喷洒、航空测绘、国土资源、旅游业、管线巡查、医疗业、海事监察、农业林业、物流运输、交通管制、气象监测、反恐防暴等。且随着工业无人机技术水平的不断提升，各行各业对无人机应用需求的提升，工业无人机应用领域将更加深化、细化，应用领域将不断扩大。据中商产业研究院，我国工业级无人机主要应用于农林植保、地理测绘、巡检领域，市场占比分别为 30.7%、22.6%、18.8%。

农林植保无人机主要用于农林植物保护作业，主要起到事前预防（如森林资源调查、荒漠化检测）、事中解决控制（如病虫害检测及防治、火灾监测及动态管理）、事后补救（人工增雨）的作用。无人机在农作物的播种（授粉）、洒药、施肥，以及长势和病虫害的监测等方面无论与人工相比，亦或是与传统机械相比均具有明显优势。无人机可进行远距离操控，工作人员无需与农药进行接触，在降低成本的同时安全性也得到提高，同时无人机工作效率也比传统人工作业高的多，因此在这一细分领域得到快速应用。据前瞻产业研究院预测，2027 年我国植保无人机市场规模有望达 400 亿元。

无人机可以搭载多种遥感设备，具有分辨率高、成本低、响应快、高频观测、操作简单、起降场地要求低等优点。我国对于无人机测绘应用研究较早，最早在 20 世纪 90 年代，中国测绘科学研究院开始民用无人机研制，并将其应用于测绘领域。近年来我国地理测绘需求快速增长，地理测绘领域无人机市场规模逐年提升，据前瞻产业研究院预测，2027 年我国测绘领域工业无人机市场规模有望达 642 亿元。

无人机在巡逻巡检领域的应用场景包括能源（如电网、风机、光伏），交通、城市安防等场景，由于其具有安全性高、效率较高的优势，应用得到快速普及，据《浅析低空智联网与无人机产业应用》，仅南方电网 2018 年利用无人机进行巡检线路长度超过 20 万公里。据前瞻产业研究院预测，2027 年我国巡逻巡检工业无人机市场规模有望达 452 亿元。

低空运输是无人机交通范式，无人机应用于快速物流领域可充分发挥自身优势，提高物流效率，降低运营成本，打破道路限制。目前快递物流领域无人机美国发展较为领先，我国处于快速赶超过程中，2022 年交运部批准发布《无人机物流配送运行要求》，标准的逐步完善助力无人机物流业务进一步发展。根据深圳市无人机行业协会预计，到 2024 年，无人机在国内的市场规模将达1600亿元，其中快递物流方面的无人机市场规模约300亿元。

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