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低空经济深度研究报告:政策支持奠定低空发展,国内eVTOL进展领先全球

电气设备2024-05-12黄麟、梁旭华创证券程***
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低空经济深度研究报告:政策支持奠定低空发展,国内eVTOL进展领先全球

中央地方政策频频出台,低空空域管制放开助推发展。继2023年12月低空经济被定位为战略性新兴产业,2024年3月被写入政府工作报告后,低空经济的发展被提上新的高度,多省市政府陆续发布低空经济产业规划及相关支持措施,其中珠三角/长三角地区依靠已有的产业基础,引领行业发展,呈现出较为显著的先发优势。与此同时,新空域分类方法对空域进行了更为细致的划分,且放开了对G/W空域的管制,为低空经济的发展奠定了基础。 eVTOL:电动垂直起降飞行器,低空发展的重要载体 与传统固定翼/直升机相比,更安全、更高效、更经济。eVTOL由于采用电力驱动,不受传统燃油飞机机械故障的影响,且无需依赖机场跑道实现起降,呈现出了更安全、更高效的特点。与直升机和固定翼飞机相比,购买成本及使用成本均更低,经济性优势显著。 从动力生产方式来看,可分为多旋翼、复合翼、倾转旋翼、倾转涵道类型。 复合翼、倾转旋翼、倾转涵道性能表现更优,但后两种技术难度更高,目前国内多采用复合翼和倾转旋翼,而海外多为倾转旋翼和倾转涵道机型。 1)多旋翼:垂直起降和巡航阶段均依靠旋翼提供升力。自重轻、技术难度小,但航程、速度、有效载荷均受限。 2)复合翼:使用独立螺旋桨分别实现垂直起降和巡航。巡航效率/航程/速度均有所提升,但垂直升力系统在平飞阶段产生额外阻力。 3)倾转旋翼:通过改变推力方向实现垂直起降和巡航。巡航效率/航程/速度更优,但飞控等技术难度加大。 4)倾转涵道:通过改变推力方向实现垂直起降和巡航。噪音小,且消除了开放性螺旋桨在安全方面的隐患,但技术难度更高、巡航模式下阻力更大。 国内主机厂进展全球领先,2026年有望迎百花齐放局面。航空器需通过专门的航空安全机构进行适航认证,如中国的民用航空局(CAAC)、美国的联邦航空局(FAA)、欧盟的欧洲航空安全局(EASA)。目前美国和中国均尚未针对eVTOL推出专用的适航认证评审方法,但国内eVTOL主机厂取证进展已领先全球,根据民航局规定,主机厂批量生产及销售需获得TC/PC/AC三证。 亿航智能EH216-S成为了全球eVTOL行业内首个集齐民用航空器三证的企业;上海峰飞V2000CG是全球首款取得型号合格证的吨级eVTOL。根据国内各公司的申请进度,预计2026年后多款eVTOL可获得TC证。 低空经济产业链覆盖环节多、应用前景广。 1)上游:原材料和核心零部件。如飞行器的动力核心电机、能量来源电池、智能控制中枢飞控系统等。 2)中游:整机制造及配套和基础设施建设。整机制造涵盖了eVTOL主机厂、通航飞机、直升机和无人机等多种机型,为了保障飞行器的安全运行,还需建设包括空管系统、导航系统、通信系统在内的基础设施,以及提供地面保障服务,如维护检修、保养和能源补给等。 3)下游:低空经济与各产业结合后形成的多样化应用场景。如物流运输、农林牧渔、应急救援、观光游览等。 风险提示:法规和政策推进不及预期的风险,技术安全风险,市场竞争和市场接受度风险等。 投资主题 报告亮点 本报告从低空经济发展的驱动因素、核心发展载体eVTOL及低空产业链三大角度出发进行分析。1)驱动因素:国家及地方的政策支持叠加低空空域管制逐步放开和配套规章制度的完善。对低空经济从被提出到成为重点发展产业的过程进行梳理,并对利好低空发展的规章制度进行简要分析。2)eVTOL:从其自身优势、构型分类及国内外主机厂不同的技术路径和取证进度进行比较分析。3)产业链:简要分析产业链上中下游的构成并列出核心标的。 投资逻辑 顶层政策支持低空发展,国内主机厂进展领先。随着低空经济的发展被提上新的高度,各地政府纷纷响应,已成为未来重点发展的产业之一。其中eVTOL作为低空领域的重要载体,自身性能优势显著,叠加国内主机厂取证进度较快,有望领先全球实现“从0到1”的商业化应用。 一、低空经济:顶层政策支撑快速发展,低空空域管制逐步放开 (一)中央出台顶层设计,地方政府积极拥抱 顶层设计奠定发展基调,低空经济跃上新台阶。2021年2月,低空经济概念被首次纳入国家规划。2023年12月低空经济被定位为战略性新兴产业;2024年3月全国两会中首次将低空经济写入政府工作报告,自此低空经济的发展被提上新的高度。同时,工信部等四部门基于顶层设计的维度对发展方向及目标进行了进一步的明确,如计划到2025年实现eVTOL试点运行;到2027年以无人化、电动化、智能化为技术特征的新型通用航空装备在多领域实现商业应用等,低空经济有望进入快速发展时期。 图表1低空经济政策梳理 低空经济进入发展元年,珠三角/长三角省市加速领跑。2024年以来,广东、安徽、江西、上海等地陆续发布低空经济产业规划及相关支持措施。我国珠三角及长三角地区依靠已有的产业基础,在低空领域具备一定先发优势,其中以广东、安徽省为首,广东深圳年初发布的《深圳经济特区低空产业促进条例》标志着我国首部低空经济专项法规的出台;安徽计划打造合肥、芜湖两个低空经济核心城市。 图表2 2024年以来各地区低空经济相关政策 (二)低空空域管制逐步放开,低空飞行器应用受益 低空航空器含无人机/eVTOL等,可满足多种应用场景需求。我国低空空域通常指真高1000米(含)以下的空域,根据不同地区的特点和实际需要,这一定义可以延伸至3000米。低空空域飞行器主要包括无人机、eVTOL、直升机,其中无人机主要位于真高300米以下空域,eVTOL和直升机则位于300米以上的低空空域,可广泛应用于旅游、消防、巡检、物流等领域。 图表3低空航空器图谱 G/W空域管制放开+配套规章逐步完善,助推无人机产业迎新风口。2023年12月,《国家空域基础分类方法》发布,原民用航空使用空域办法仅将我国空域分为A/B/C/D四类,此次新的空域分类方法对其进行了更为细致的划分,且增加了E/G/W三个空域,其中G/W为非管制空域,W类空域的飞行要求之一即为微型、轻型、小型无人驾驶航空器。 2024年以来,随着《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的施行,《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》、《民用微轻小型无人驾驶航空器运行识别最低性能要求(试行)》先后发布,无人机规章制度不断得到完善。 图表4国家空域基础分类示意图 图表5新旧民用航空使用空域分类方法对比 二、eVTOL:低空发展核心载体,国内主机厂进展领先 (一)eVTOL多项性能优势明显,复合翼/倾转旋翼构型为发展主线 海外启动较早,国内进展迅速。eVTOL(电动垂直起降飞行器)一般指使用储能电池、电机和螺旋桨推进,同时具备垂直起降能力的新颖独特设计航空器。早在2009年,eVTOL概念即出现在了NASA的一则动画视频中,同年美国Joby公司成立,是全球最早布局该领域的公司。2016年,Uber提出的空中出租车计划引领了欧美市场eVTOL的浪潮。几年后,国内外多个eVTOL企业成功上市,如亿航智能、Joby、Lilium等。2023年以来,国内eVTOL发展迅速,亿航智能成为电动垂直起降飞行器行业内全球首个三证齐全的企业;峰飞货运版eVTOL获型号合格证。 图表6发展历程 安全性、高效性、经济性优势突出。与传统航空器相比,由于eVTOL采用电力驱动,不受传统燃油飞机机械故障的影响,且起降无需依赖机场跑道,因此表现出更安全、更高效的特点。此外,选取罗宾逊R22直升机、Van’s RV-7固定翼飞机与Joby S2对比可见,无论是购买成本还是使用成本,eVTOL的经济性显著更优。 图表7 eVTOL优势 综合考虑性能及技术难度,复合翼/倾转旋翼有望成为未来主流机型。从动力生产方式来看,eVTOL可分为多旋翼、复合翼、倾转旋翼、倾转涵道类型。其中多旋翼型自重轻、技术难度小,但航程、速度、有效载荷均受限;复合翼型和倾转旋翼型在巡航效率、航程、速度方面有明显优势;倾转涵道型虽噪音低、安全性更高,但研制风险和成本较高,短时间难以商业化。综合来看,未来复合翼型和倾转旋翼型有望成为eVTOL主流构型。 图表8 eVTOL不同构型对比 国内多为复合翼和倾转旋翼,海外多为倾转旋翼和倾转涵道。从目前国内主机厂设计的eVTOL性能来看,除亿航EH216-S为多旋翼构型外,其余均为复合翼和倾转旋翼机型,最大起飞重量大多超2吨,设计航程多位于200-300km,巡航速度多位于200-300km/h,以上各项参数均明显优于多旋翼机型,且倾转旋翼机型的巡航速度高于复合翼机型。对比来看,海外主机厂主要有美国Joby/德国Volocopter/德国Lilium/英国Vertical/美国Archer,除Volocopter公司外,其余公司eVTOL构型均为倾转旋翼和倾转涵道。 图表9国内主机厂eVTOL产品统计 技术密集型产品,动力系统、航电及飞控系统、能源系统成本占比达70%。eVTOL是典型的技术密集型产品,技术系统包含动力系统、能源系统、飞控系统、航空电子、整机结构等。据Lilium,eVTOL动力系统、结构和内部件、航电与飞控、能源系统、装配成本占比分别为40%、25%、20%、10%、5%。 图表10 eVTOL成本构成 (二)国内主机厂进展全球领先,2026年有望迎百花齐放局面 EASA率先推出eVTOL适航认证评审方法,国内航空器制造商批量生产及销售需获得TC/PC/AC三证。欧洲航空安全局(EASA)率先发布了eVTOL适航认证的审定方法; 美国联邦航空局(FAA)则倾向于在已有适航法规基础上,结合相应的专用条件来解决eVTOL的适航问题;中国民航局(CAAC)也尚未针对eVTOL监管专项立法,但依据CCAR-21《民用航空产品和零部件合格审定规定》及CCAR-92《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》,对于航空器制造商而言,通常需要获得TC(型号合格证)、PC(生产许可证)和AC(适航证),其中TC是最先开展且最难获得的,TC、PC针对的是某一种型号的飞行器,而AC针对的是飞行器个体,类似于每一架飞机的出厂合格证,若主机厂要实现批量生产,需获得PC。 图表11 eVTOL适航认证 国内eVTOL取证进展领先全球,2026年起有望迎百花齐放的局面。目前国内获得TC的eVTOL企业共两家,其中亿航智能EH216-S于2023年10月获TC后,2023年12月获AC,2024年4月获PC,成为了全球eVTOL行业内首个集齐民用航空器三证的企业; 上海峰飞V2000CG于2024年3月获TC,是全球首款取得型号合格证的吨级eVTOL。 从获得TC的周期及中国民航局受理各公司TC申请的时间来看,预计2026年起将成为我国eVTOL百花齐放的起始年。 图表12国内eVTOL TC申请进度 三、低空经济产业链覆盖环节多、应用前景广 (一)低空经济产业链由提供核心零部件的上游、负责整机制造及基础设施建设的中游,以及与不同产业结合形成多样化应用场景的下游组成 低空经济产业链是一个多层次、多环节的复杂体系,按照生产和应用的不同,被划分为上游、中游和下游三个部分。上游主要是原材料,中游是整机制造及配套和基础设施建设,下游是实际应用场景。上游主要聚焦于电机、电池和飞控系统等核心零部件。中游主要聚焦于整机的研发、生产、制造和配套基础设施的建设。下游是低空经济与不同产业相结合形成的实际应用场景,将会随着低空经济的发展不断扩大细分领域。具体来看: 上游环节主要负责提供制造低空飞行器所需的原材料和核心零部件,这些包括但不限于电机、电池和飞控系统等关键技术组件。电机作为飞行器的动力核心,其性能直接关系到飞行器的飞行效率和安全性;电池则是飞行器的能量来源,其容量和续航能力是决定飞行器使用范围的关键;而飞控系统则是飞行器的智能控制中枢,负责飞行器的稳定飞行和精准导航。 中游环节则专注于整机的研发、生产和制造,同时还需建设配套的基础设施。整机制造涵盖了eVTOL主机厂、通航飞机、直升机和无人机等多种机型,这些机型虽然在应用领域和功能上有所区别,但在制造过程中却有