航空新物种:解码低空经济

978-7-115-67952-9
作者: 徐志豪
译者:
编辑: 林舒媛
分类: 其他

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本书系统阐述了低空经济这一新兴产业的核心理念、发展现状及未来趋势,深刻聚焦其作为“航空新物种”所蕴含的颠覆性潜力与广阔前景。全书以电动垂直起降飞行器(eVTOL)为核心载体,围绕低空经济的“五位一体”产业体系——即整机制造、供应链、基础设施体系、飞行运营、衍生服务——展开深入的分析。通过融合航空技术、电动化与智能化,低空经济不仅将重构现有的立体交通网络,更有望催生万亿级的庞大市场。同时,本书直面并系统解答了公众对于低空飞行的安全性、成本控制及行业监管等方面的普遍疑虑。 本书适合政府相关人员和产业政策制定者、低空经济领域从业者、投资者、高校研究者及低空经济爱好者阅读。

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书名:航空新物种:解码低空经济

ISBN:978-7-115-67952-9

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著    徐志豪

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内容提要

本书系统阐述了低空经济这一新兴产业的核心理念、发展现状及未来趋势,深刻聚焦其作为“航空新物种”所蕴含的颠覆性潜力与广阔前景。全书以电动垂直起降飞行器(eVTOL)为核心载体,围绕低空经济的“五位一体”产业体系——即整机制造、供应链、基础设施体系、飞行运营、衍生服务——展开全面而深入的分析。通过融合航空技术、电动化与智能化,低空经济不仅将重构现有的立体交通网络,更有望催生万亿级的庞大市场。同时,本书直面并系统解答了公众对于低空飞行的安全性、成本控制及行业监管等方面的普遍疑虑。 本书适合政府相关人员和产业政策制定者、低空经济领域从业者、投资者、高校研究学者及低空经济爱好者阅读。

前  言

航空新物种,开启新纪元

低空经济正在以超出人们预期的速度发展,迅速走进大众的视野,在全球范围内已形成中美引领、日韩参与、欧洲跟进但面临巨大挑战的竞争格局。在党中央、国务院及地方各级政府的大力支持下,低空经济发展如火如荼。新创办的低空经济企业、新研发的电动垂直起降飞行器(electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)和无人机产品、新开辟的低空运营场景加速涌现,国内低空经济进入爆发式增长阶段。低空出行未来必将成为立体交通出行的重要一环,为加速构建未来“天地一体化”的智能社会图景贡献力量。

低空经济是战略性新兴产业,是新质生产力的代表,是电动化、智能化趋势下,由飞行控制、气动构型、精确导航等先进航空技术,分布式电推进、高功重比电机、高性能电池等新能源技术,以及人工智能(Artificial Intelligence,AI)、5G、卫星互联网等先进数字技术组合而成的全新物种。

当然,低空经济也面临着不少质疑与挑战。首先,目前低空经济的概念宏大但微观感受不足,不少人对低空经济的理解存在偏差,认为其缺乏实体支撑,更像一个炒作的概念;其次,eVTOL等飞行器大都还在适航认证阶段,尚未形成规模化的应用;再次,也有不少人认为低空基础设施建设任重道远,低空经济离实现还很远,不值得过多关注;最后,很多人对低空飞行的安全性存在顾虑,认为容易发生事故且发生事故后的生还概率低,所以对低空飞行存在抵触心理。这些质疑都是新事物在萌芽和成长过程中必然会面临的。用正确的观点及时加以引导、解释、澄清,打造一个良好的社会舆论环境,有助于凝聚各方共识,集结各类资源,共同推动低空经济高质量发展。

作为国内低空经济领域最早的投资者和参与者之一,我亲身经历了全球低空经济从孕育、萌芽到爆发的整个历程。2017年以来,我们团队在低空经济领域做了多次布局:在美国收购并运营了全球首家飞行汽车公司,打造了既能在地面跑,又能在天上飞的第一代飞行汽车产品,拿到了美国联邦航空管理局全球首个飞行汽车适航证书;在欧洲投资了当时全球适航进程最快、全尺寸真机试飞次数最多的eVTOL公司;在国内投资孵化了做农林植保的无人机,做勘探、巡线的工业无人机,做车载跟拍的消费级无人机,投资了直升机运营公司,探索通航运营,还培育孵化了eVTOL头部企业。为布局低空经济,我们累计投入超30亿元,投资版图遍布亚、美、欧三大洲,投资领域覆盖低空飞行器的几乎所有大类,与众多行业合作伙伴也有深度交流。这些尝试中有的失败了,有的投资的企业已经成长为行业头部。在这个过程中,我们在打造低空经济产业链、孵化与经营低空创业企业、构建和培育产业生态等领域积累了丰富的经验,我对低空经济的本质和发展趋势也有不少感悟和体会,为更好地促进低空经济发展,特撰写本书与各位读者分享。

一、新物种开辟全新产业空间

为什么说低空经济是新物种?

首先,低空经济在技术上是全新的。在一个产品上融合电动化技术、航空飞行控制技术、多旋翼技术、智能驾驶技术和通信传感技术,这是前所未有的。这种技术的颠覆性创新,带来了不同于传统通航飞行器的安全、便捷、舒适、高性价比的空中交通体验,使更多人的飞行梦想成为现实,并进而打造出全新的立体交通出行空间。同时,在很多特殊应用场景中,低空载货飞行能提供快速、灵活、便捷的货物运输服务,减少对基础设施的依赖,避免地面交通网络的限制,提升货物运输效率。

其次,低空经济在制造模式、技术和供应链上是全新的。从制造模式上看,eVTOL将首次实现以汽车工业的大规模制造方式生产航空器,智能制造技术的应用将大幅提升制造效率,降低制造成本,由此生产的稳定可靠的飞行器产品将走入人们的日常生活。在技术和供应链上,欧美航空巨头凭借技术专利在传统民航领域构建较高壁垒,但在eVTOL等新型航空领域,中国凭借在新能源领域积累的电动化、智能化技术及产业链优势,在全球处于领先地位。

再次,低空经济在飞行运营模式上是全新的。eVTOL因其垂直起降特性,不再需要机场和跑道,同时低噪声的飞行设计可以让公园绿道、楼宇屋顶、地铁车站成为起降点。未来人们通过简单的飞行培训就能驾驶eVTOL,飞行资格将和现在的机动车驾驶资格一样较易取得,每个人都有机会开着飞机通勤和旅行。

最后,低空经济在空域管理领域也是全新的。大规模低空飞行需要全新的空域管理模式和航线预定模式,自动化、智能化的飞行服务和管理系统将成为低空飞行监管的主要系统。AI将在飞行路径规划、动态避障、协同控制方面发挥重要作用。比如通过AI应用,千架无人机表演也不会发生相互碰撞。另外,围绕低空飞行提供各类服务的新业态也将大量涌现,带动低空经济蓬勃发展。

综合以上对新物种的诠释,我们可以很清楚地看到,低空经济新物种的特性基本都是由eVTOL带来的,这也是为什么低空经济的爆发是eVTOL发展到一定程度的产物。我们将eVTOL看作低空经济的标志性产品,而eVTOL本身就是低空经济最大的新物种。

二、低空经济产业:万亿级体量、百万架规模

低空经济是一个大赛道,也是一个万亿级产业。根据赛迪研究院的预测,最快到2026年,低空经济产业规模有望突破1万亿元;到2030年,有望突破2万亿元。

在eVTOL制造领域,长期来看,每年的交付量将超过10万架。对比美国通航产业发展史,在美国通航产业的鼎盛时期,通航飞行器每年的交付量约1.8万架,而美国当时的人口只有2.3亿,人均GDP刚过1万美元。当中国低空经济进入鼎盛时期后,eVTOL年交付量完全有可能超过10万架。按照每架100万美元的价值测算,eVTOL制造就是一个千亿美元的市场。这还没有考虑行业级无人机和消费级无人机的规模。

在eVTOL的供应链领域,目前很多核心零部件还处于厂商自研和供应商定制阶段,供应链发展还很不成熟,传统航空巨头尚未在新领域形成技术和规模优势。这意味着每年交付量为10万架的eVTOL供应链是一个全新的供应链体系,三电系统、飞控系统、航电系统和航空复合材料等关键零部件都面临着全新的市场机遇,新的行业巨头有机会诞生,值得地方政府和初创公司重点投入。

在eVTOL的运营和服务领域,短期来看,低空货运服务将先行启动。未来3~5年内,低空载人出行将成为主流。长远来看,中国市场eVTOL保有量将超过100万架,大型城市将会出现万架eVTOL同时飞行的场景。参考摩根士丹利和罗兰贝格等咨询机构的预测,未来仅城市空中出行的营收就将达数百亿美元。另外,eVTOL的衍生服务领域也将给飞机托管、维修、保养、租赁、保险等服务带来全新机遇,带动一系列新业态发展。

由此可见,低空经济的规模和体量并非炒作,而是看得见的未来。低空经济借助eVTOL这一核心载具及其链主地位,通过技术创新、场景创新和模式创新,将为航空制造、供应链、交通出行和衍生服务带来全新机遇,成为经济高质量发展的新引擎。

三、低空出行:更便宜、更安全、更环保

一直以来,低空飞行服务是极少数人的选择,使用直升机服务动辄需要花费数万元,即便是20分钟的观光,价格也高达800~1000元/人次,这使得低空飞行服务给人留下了价格高的印象。同时在全球范围内,直升机、小型固定翼飞机等频发安全事故,也让社会公众对低空飞行有很强的安全焦虑。但以eVTOL为核心载具的低空飞行,完全颠覆了以往通航飞行价格高、噪声大、不安全的低空出行体验,这需要业界着力向社会公众宣传和解释,改变他们对低空出行的传统认知。

在运营成本方面,eVTOL的综合运营成本将只有直升机的1/10,这将带来低空出行费用的大幅下降。首先,eVTOL的单机成本远低于直升机,同样性能和安全标准的eVTOL的价格不超过直升机价格的1/3。长期来看,eVTOL大规模制造后,价格可能降至直升机的1/5,甚至更低。其次,eVTOL的飞行成本远低于直升机,类似新能源汽车和传统燃油汽车的对比,使用电能驱动的eVTOL的能源成本只有直升机的1/5。再次,飞行服务成本也会显著降低。驾驶直升机的飞行员门槛较高,年薪高达数十万甚至百万元,且大部分直升机需要双机长(飞行员),而驾驶eVTOL的飞行员门槛就没那么高,用人成本相对较低。最后是维修保养成本,直升机一直以高昂的维保费出名,而eVTOL由于采用电动化技术大幅简化了结构,在降低维保费用的同时,还提升了单机使用效率。因此,乘坐eVTOL出行的每座公里收费将有望降至10元以内,与网约车中的豪华专车收费接近。未来随着低空飞行网络加密,直线飞行距离缩短,低空飞行服务的价格将接近网约车专车价格,人们每日乘坐飞机通勤将成为现实。

在运营安全方面,电动化技术的应用将大幅提升eVTOL的安全性:一是电动系统相对传统机械系统,部件结构简单、维护方便,可靠性更高,使用寿命更长,飞行器整体更安全;二是电动化技术让eVTOL动力系统的冗余设计变成现实,主流eVTOL均配备多个独立的电动机,实现多套安全冗余,即使1~2个电动机发生故障,剩余电动机也能保障飞行安全;三是电动系统的电力供应比传统燃油动力输出的可控性更强,其通过先进的电池管理系统(Battery Management System,BMS)可以实现电力的精准分配,保持动力输出的稳定性;四是电动系统的响应速度更快,在应对突发气流干扰时能够实现飞行器的快速机动,更好地应对飞行变化;五是电动系统的飞行控制协同性更好,飞行控制系统与动力的集成度更高,飞行模式更多元,飞行更加平稳。除了电动化技术带来的安全性优势外,eVTOL在产品设计、材料选择、应急系统等方面也做了很多优化。一旦通过中国民用航空局的适航认证,未来eVTOL可以达到和民航机一样的安全标准,远高于传统燃油直升机的安全标准。社会公众可以打消疑虑,安心乘坐,享受低空出行革命带来的便利。

在噪声污染方面,相比于直升机等传统通航飞行器,eVTOL将大幅减少噪声污染。直升机依靠内燃机驱动,运行时发动机与旋翼会产生高强度噪声,尤其是在低空飞行和起降阶段,噪声可达100分贝,对周边环境和居民生活干扰极大,这使直升机无法在城市人口密集区大规模飞行。而eVTOL采用电动推进系统,电动机运转产生的噪声远低于直升机发动机,并且其多旋翼或分布式推进布局能更均匀地分散噪声,优化后的空气动力学设计还进一步减小了旋翼与空气摩擦产生的噪声。通常,eVTOL飞行时产生的噪声仅60~70分贝,几乎与日常城市交通噪声相当,在200米以上飞行时噪声几乎可以忽略不计,大大减少了对城市及周边环境的噪声污染,因此eVTOL可以实现大规模、高频率的低空飞行运营。

在乘坐体验方面,因为依靠电动机驱动,eVTOL的舱内噪声强度将大幅度下降,未来会接近于高铁内的噪声强度甚至更低,人们不用像乘坐直升机时那样需要佩戴隔音耳机。

四、低空生态:体系互补、政企同行

低空出行是立体交通网络的重要一环,是多式联运系统的重要补充,这是低空出行的一个基本定位。就拿低空出行和民航公共运输做对比,两者虽然都是航空运输方式,但在运营高度与范围、运输工具、应用场景、商业模式、监管模式等方面都存在显著差异。目前来看,两者并不存在竞争关系,反而有很强的互补性。例如,低空出行可以给机场提供更加高效的接驳服务,形成“空空联运”的出行方案,能将离机场较远的旅客快速接驳到机场。除了民航客运以外,低空出行在城市客运、物流配送等多个交通运输场景中都可扮演补充的角色,通过满足传统交通方式无法覆盖的交通运输需求,来更好地构建立体交通网络。

当然,低空经济在生态建设方面还面临着诸多挑战,例如与低空经济发展相适应的监管体系尚不完善,低空监管底座尚未构建,跨区域飞行网络尚未形成,相关的核心系统和关键零部件规模化生产能力还有待发展,低空飞行的运营场景还有待拓展,社会公众对低空经济的认知还有待提升,等等。这些问题单靠某一方面的力量很难解决,唯有政企勠力同心,才能形成合力,推动低空经济健康发展。

政府作为社会管理者和公共服务提供者,在引导低空经济发展中发挥着重要作用。党中央、国务院和地方各级政府致力于构建开放、包容、创新、多元的产业生态,鼓励和支持各类企业在技术研发、商业模式创新等方面积极探索,为低空经济的发展提供稳定的制度环境和坚实的产业基础。我们期待社会各界参与到低空经济的生态建设中来,抓住当前这个难得的发展机遇期,政府、科研院所、企业、行业协会相互赋能、共谋发展、携手共进,共同推动低空经济的跨越式发展,构建中国大航空产业繁荣发展的未来,在全球竞争中获得领先地位,为社会创造价值,为人民生活带来更多美好!

本书共9章,具体内容如下:第1章“低空经济概念”和第2章“全球低空经济进展”主要回答了低空经济是什么的问题,介绍了低空经济的核心概念和行业观点,并对比了中国与美欧发展低空经济的优劣势;第3章“低空飞行器”、第4章“低空技术与供应链”、第5章“低空基础设施”、第6章“低空飞行运营”、第7章“低空衍生服务”主要回答低空经济包含哪些内容的问题,从整机制造、技术与供应链、基础设施、飞行运营、衍生服务5个层面系统介绍了低空经济的上下游产业链和产业生态;第8章“低空安全保障”直接回应了社会公众对低空飞行安全存有顾虑的问题,从标准、技术和监管层面论证了eVTOL的产品安全性;第9章“低空经济的法律法规与政策”介绍了中央和地方在低空经济领域的各种法律法规和政策举措,给读者提供了理解产业发展的宏观视角。

本书是在业界和学界各类研究基础上写就的作品,作者在写作过程中参考使用了许多学者的著作与论文,已经在书中相应的位置做了标注,并在参考文献中列出。由于作者的水平有限,而且低空经济是一个新兴事物,处于不断创新发展之中,书中的观点可能有不妥之处,请广大读者和行业同仁不吝指正。

作者

2025年10月

文中部分英文缩写说明

eVTOL

electric Vertical Take-off and Landing

电动垂直起降飞行器

CAAC

Civil Aviation Administration of China

中国民用航空局

FAA

Federal Aviation Administration

美国联邦航空管理局

EASA

European Union Aviation Safety Agency

欧洲航空安全局

AI

Artificial Intelligence

人工智能

5G-A

5G-Advanced

5G增强

UAM

Urban Air Mobility

城市空中交通

CNS

Communication,Navigation, Surveillance

通信、导航、监视

ATM

Air Traffic Management

空中交通管理

ATS

Air Traffic Service

空中交通服务

ATFM

Air Traffic Flow Management

空中交通流量管理

ASM

Airspace Management

空域管理

ATC

Air Traffic Control

空中交通管制

FIS

Flight Information Service

飞行情报服务

AS

Alerting Service

告警服务

第1章 低空经济概念

1.1 什么是低空经济:航空新物种

什么是低空经济?低空经济为什么是航空新物种?让我们从低空的概念和低空经济的发展历程出发,理解低空经济的产业特点和新物种本质。

1.1.1 什么是低空:空域的划分

目前普遍认为“低空”是指与正下方地平面垂直距离在1000米以内的空域,根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000米。

2016年出台的《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》提出:“科学规划空域。及时总结推广低空空域管理改革试点经验,实现真高3000米以下监视空域和报告空域无缝衔接,划设低空目视飞行航线,方便通用航空器快捷机动飞行。”通用航空器的转场飞行、作业飞行和相对大型的通用航空器经常需要使用真高1000米以上空域,该文件将低空空域范围从真高1000米的垂直范围增大到真高3000米以下,这使大部分通用航空飞行可以满足在低空空域内飞行的条件。

2023年11月,中国民用航空局(Civil Aviation Administration of China,CAAC)发布《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》,将空域分为管制空域(A、B、C、D、E类)和非管制空域(G、W类)。低空空域内不同高度的飞行器与飞行活动如图1.1所示。A类空域通常为标准气压高度6000米(含)以上至标准气压高度20 000米(含)的空间。B类空域通常划设在民用运输机场上空。C类空域通常划设在建有塔台的民用通用机场上空。G类空域通常为B、C类空域以外真高300米以下空域(W类空域除外),以及平均海平面高度低于6000米、对军事飞行和民航公共运输飞行无影响的空域。W类空域通常为G类空域内真高120米以下部分空域。D类或者E类空域是除 A、B、C、G、W类空域外的空间,可以根据运行和安全需求选择划设。其中,标准气压高度20 000米以上统一划设为D类空域。在空域使用方面,使用A、B、C类空域应当向有关空中交通管理机构或者承担相应职责的单位提出空域使用申请;使用不涉及上述条例第十四条规定的空域类型的D、E、G、W类空域应当向有关空中交通管理机构或者承担相应职责的单位报备。

图1.1 低空空域内不同高度的飞行器与飞行活动

(图片来源:自制)

2024年11月18日,中国航空运输协会通航业务部、无人机工作委员会主任孙卫国在 2024国际电动航空(昆山)论坛上透露,中央空中交通管理委员会即将在6个城市开展eVTOL试点,将600米以下空域授权给试点地方政府审批。目前,600米是大部分eVTOL可以到达的高度,而且600米能覆盖中国绝大多数建筑物的最高高度(只有上海中心大厦高度超过600米,为632米)。因此,从实践的角度看,600米以下的空域将是低空飞行最主要的活动空域。

1.1.2 低空经济的发展历程

低空经济,是指以民用有人驾驶航空器和无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引,辐射带动航空器研发、生产、销售以及低空飞行活动相关的基础设施建设运营、飞行保障、衍生综合服务等领域产业融合发展的综合经济形态。

在2021年之前,对低空经济的讨论主要局限于通用航空业。2021年,低空经济概念正式进入国家文件,随后作为战略性新兴产业和新质生产力代表,迎来发展高潮。低空经济的发展历程如图1.2所示。

图1.2 低空经济的发展历程

(图片来源:自制)

2024年3月,低空经济第一次被写入《政府工作报告》:“巩固扩大智能网联新能源汽车等产业领先优势,加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展,积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。”

2025年《政府工作报告》再一次提出:“培育壮大新兴产业、未来产业。深入推进战略性新兴产业融合集群发展。开展新技术新产品新场景大规模应用示范行动,推动商业航天、低空经济、深海科技等新兴产业安全健康发展。”

连续两年的《政府工作报告》均对低空经济有明确的支持性表述,这对低空经济产业有两大重要意义:一是将低空经济定义为新质生产力的代表;二是指出低空经济是产业增长的新增长引擎,凸显了低空经济在高质量发展中的重要地位。

1.1.3 低空经济是航空新物种

低空经济是新兴产业,是新质生产力的代表。从产业形态上看,低空经济是在电动化、智能化、绿色化的发展趋势下,由最先进的航空制造技术和5G、AI、卫星互联网等数字技术、通信技术融合而成的全新产业。低空经济从产品形态、运行模式到商业逻辑,都与传统的通用航空截然不同,因此低空经济的产业体系要从新物种的角度去重新构建。

低空经济在产品技术领域是新物种。eVTOL等新型飞行器的出现是低空经济的重要标志。eVTOL融合了汽车、航空、新能源三大领域的技术,采用多旋翼、复合翼和倾转旋翼等先进构型。相比传统的直升机和通航飞机,在安全性、舒适性、性价比方面有全面提升。5G-A(5G Advanced,5G增强)、AI、北斗卫星导航系统、低轨卫星的发展,为低空飞行提供了“天地一体”的精确通信、导航和感知技术支撑。随着AI和传感器技术的发展,低空飞行器的自动驾驶和智能控制能力不断提升,能够实现自主飞行、避障、路径规划、线路预定等,提高飞行的安全性和可靠性,降低运营成本。

低空经济在制造模式、技术和供应链领域是新物种。从制造模式上看,eVTOL采用更接近于汽车的大规模工业制造体系生产,这从根本上提升了飞行器的制造效率,并大幅降低了飞行器制造成本,提升了产品质量的稳定性和可靠性。未来,eVTOL的价格将接近豪华汽车的价格,走进大众生活。从技术和供应链角度看,eVTOL颠覆了传统航空供应链的市场格局,全新的产品架构让美欧航空巨头不再拥有技术专利垄断优势,中国凭借新能源汽车领域积累的“三电”等方面的技术及供应链优势,有望实现航空领域的换道超车。

低空经济在飞行运营领域是新物种。在基础设施方面,eVTOL的垂直起降模式让其不需要专门的跑道和机场,低噪声的设计让公园、楼顶、车站都可以成为起降点。在飞行驾驶上,eVTOL的飞行员将从原来的专业飞行员逐步转换为大众飞行员。普通人通过相对简单的飞行培训,也可以获得飞行驾照,就和现在驾驶汽车一样,驾驶着eVTOL通勤和旅行。在运营成本上,eVTOL借助新能源优势,将有可能把每公里的运营成本降到原来直升机的1/10,从而走进每个人的生活。

低空经济在监管服务领域也是新物种。从空域管理看,现在有严格的空域分层管理,每个空域限定飞行器的数量;未来空域管理放开后,空域分层就会弱化,空域能够容纳的飞行器数量将大幅增加。从航线管理看,未来大规模低空飞行将改变现在的航线审批模式,城市低空航线完成规划后,就和现在的道路系统一样,支持eVTOL通过自动化的飞行管理系统随时起飞。从飞行监管看,未来大型城市将出现万架eVTOL同时飞行的场景,因此飞行监管就需要应对这种大规模飞行带来的各种挑战。

综上所述,低空经济这一新物种将完全改变现有的航空产业体系,并以eVTOL主机厂为核心,带动整个产业链,打造全新的低空产业生态和全新的万亿级产业空间,成为社会经济高质量发展的新引擎。

1.2 低空飞行是立体交通网络的重要一环

从低空经济的定位来看,低空飞行是立体交通网络的重要一环,是多式联运的重要组成部分。低空飞行是现有交通运输系统的重要补充,并不能取代现有的民航运输。

1.2.1 低空飞行不会取代民航运输

从业务形态的角度看,我们传统认知中的民用航空,主要是公共航空运输业,是指以飞机作为运输工具,通过高空空域运送旅客和货物的运输方式。低空经济的飞行活动与这类公共航空运输存在显著的区别,主要表现在以下4个方面。

第一,从运营高度与范围看,低空飞行活动主要在海拔高度1000米以下,公共航空运输通常在更高的海拔进行航班运营,飞行高度可以达到数千米乃至一万米以上。

第二,从交通工具看,低空经济主要采用eVTOL、无人机、轻小型固定翼飞机、直升机等小型飞行器,公共航空运输主要采用大型客机和货机。

第三,从应用场景看,低空经济涵盖了短距载人运输、短距物流配送、农业植保、影视航拍、环境监测、紧急救援等多个领域,应用场景更丰富,公共航空运输主要侧重于长途客运和长途货运服务。

第四,从商业模式看,低空经济尚未形成稳定的盈利模式,目前更加强调资源共享、运营成本低、创新模式多样,而公共航空运输商业模式较为成熟稳定,即通过大规模的人员和货物运输服务获取利润。

除了以上4个方面的差异外,从产业发展的角度看,低空经济作为民用航空领域的一个新兴分支,是民用航空领域的重要组成部分,尤其是随着电动垂直起降技术的发展,低空经济正在成为民用航空领域新的增长点。低空经济通过提供更加高效、灵活的服务,为传统民用航空运输提供了有力的补充。它能够更好地服务于特定的市场需求,在城市载人、城市物流配送、紧急救援等领域展现出独特的优势。

另外,从产业组织的角度看,低空经济和公共航空运输主要是互补关系。例如在短途的人员出行和物流配送方面,eVTOL、直升机、无人机和其他小型飞行器能够快速响应,提供点对点的高效服务。对于一些特定的任务,如农业植保、空中拍摄等,低空经济能够提供更加灵活和个性化的解决方案。在城市空中交通方面,低空出行可以给机场提供更加高效的接驳服务,形成“空空联运”出行方案。在技术创新上,低空经济还可以辅助公共航空运输,例如在空中交通管理、航空安全监控等方面提供技术支持。

1.2.2 低空经济比通用航空内涵更加丰富

尽管低空经济与通用航空存在着天然联系,甚至在低空经济概念最早提出的时候,两者几乎是等同的。但经过十多年的发展,低空经济和通用航空的差异已经逐渐明晰。[1]

[1] 覃睿.再论低空经济:概念定义与构成解析[J].中国民航大学学报, 2023, 41(6): 59-64.

第一,概念对象不同。通用航空的概念对象,主要包括从事通用航空活动的企业(主要指通用航空企业与航空俱乐部)、通用航空器及其零部件研发制造企业以及为这些企业提供支持的经济组织等。低空经济的概念对象则要广得多,不仅包括私人部门和公共部门的低空飞行活动及与之直接相关的经济社会活动,而且包括一切非市场化低空飞行活动及与之相关的经济社会活动。

第二,空域范围不同。通用航空飞行活动的空域范围比低空经济更大。通用航空飞行活动主要集中在3000米左右的空域,而低空经济关注的是主要活动在1000米以下的低空空域中的飞行活动(目前监管倾向于设定为600米以下的空域)。

第三,运营模式不同。《国家发展改革委民航局关于促进通用机场有序发展的意见》提出:“利用通用航空短途运输‘小机型、小航线、短航程、组织方式灵活’等特点,在距离最近的民用运输机场直线距离 100公里以上的偏远地区、地面交通不便地区布局通用机场,为人民群众提供‘飞得到、坐得起、用得上’的交通出行服务。”同时,通用机场之间通常也需要保持一定距离,避免空域使用冲突和飞行安全隐患,距离一般在数十公里以上,因此每个城市能够建设的通用机场是有限的。而直升机由于噪声大,起降点一般也要布局在远离人群的地方,且数量有限。因此,从整体上看,通用航空的运营是远离人群的。而低空飞行运营与通用航空相反,是接近人群的,要在人口密集区布局密集的起降网络,实现高频次、多架次的大规模飞行,让飞行服务便捷可达。因为在运营模式上的差异,低空经济和通用航空要采用完全不同的监管模式,而低空经济的监管要难得多。总之,低空经济是一个内涵更加丰富的概念。

1.3 低空经济的核心产业是eVTOL产业

低空经济新物种的特性,基本都是由eVTOL带来的。我们认为eVTOL是低空经济的标志性产品,eVTOL产业也是未来低空经济的核心产业。从短期看,因货运飞机适航审定程序相对简单,低空载货运输将先行启动,凭借快速、灵活、便捷的优势提升货物运输效率。从中长期看,低空载人运输是低空飞行的主体,未来与eVTOL相关的研发、制造、供应链、基础设施、运营服务的产业规模将达数万亿元。

1.3.1 eVTOL是低空经济的标志性产品

相较于直升机、固定翼轻型运动飞机等传统飞行器,eVTOL在能源利用效率、飞行可靠性、噪声控制、乘坐体验、单机价格、起降设施与时效性、运营成本等方面有显著优势。

在能源利用效率方面,eVTOL采用了分布式电推进系统,与传统飞行器采用的燃油推进系统相比更加高效和灵活。一般航空燃油发动机对燃料的利用效率不到40%,而电推进系统对电能的利用效率超过70%,显著高于燃油发动机,这种高利用效率主要得益于电机的直接驱动和能量回收系统的应用。

在飞行可靠性方面,eVTOL的分布式电推进系统是将多个小型电动推进器分布在飞行器的不同部位,以实现更优的推力分配和控制,这种设计可以减少对单一推进器的依赖,提高飞行器的可靠性和安全性。

在噪声控制方面,直升机依靠内燃机驱动,运行时发动机与旋翼会产生高强度噪声,尤其是在低空飞行和起降阶段,噪声可达100分贝,对周边环境和居民生活干扰极大。而eVTOL飞行时产生的噪声仅60~70分贝,与日常城市交通噪声强度相当,且eVTOL在200米以上飞行时,在地面看来其噪声几乎可以忽略不计,大大减少了对周边环境的噪声污染。

在乘坐体验方面,因为依靠电机驱动,eVTOL的舱内噪声强度将大幅度下降,未来会接近于高铁内的噪声强度甚至更低,人们不用像乘坐直升机时那样需要佩戴隔音耳机。

在单机价格方面,尚未规模化量产时,eVTOL的售价已控制在千万元级甚至几百万元,若规模化量产,预期价格会更低。电池、电机及其控制系统是eVTOL的核心组件,随着电池能量密度的提升和生产规模的扩大,电池成本预计将逐渐降低。电机的自研和生产成本降低将对整机成本降低产生积极影响。采用新型材料如非晶材料替代硅钢片,可以提高电机的功率密度,从而可能降低成本。据预测,到2040年左右,2人座eVTOL的购买成本有望降至200万~300万元,6人座会降到500万~700万元。直升机和通航飞机的购置成本则已形成成熟的市场定价机制,从几百万元到几千万元不等,均高于同级别的eVTOL。

在起降设施与时效性方面,eVTOL将以其垂直起降的能力有效降低起降点建设成本,提升城市内部及短途旅行的效率。eVTOL的设计巡航速度为200~250公里/时,高于传统直升机。eVTOL飞行前置时间相对于通航飞机明显缩短,并且不需要跑道,能够实现垂直起降。因此在50~400公里的中等距离通行中,eVTOL耗时最短,在舒适性、私密性等方面也具有优势,有望在100~300公里的城际交通中替代城际大巴、汽车、高铁等运输工具。在货运方面,低空载货飞行不受地面道路网络限制,可按直线规划路径,大大缩短运输距离,节省运输时间。低空载货飞行对地面基础设施依赖小,在山区、海岛等基础设施不完善、地面交通不便的地方不受地形限制,可跨越山脉、河流将货物送达。

在运营成本方面,由于采用电动化和智能化设计,eVTOL的预期运营成本低于传统飞行器的1/3。eVTOL的动力能源主要是电能,而直升机和通航飞机则主要依赖于航空燃油。一般电能成本低于航空燃油成本,这使得eVTOL在能源消耗方面具有显著的成本优势。据光锥智能数据,eVTOL在高速巡航状态下的百公里电耗可以降至31千瓦·时,若按照1元/(千瓦·时)的电价计算,其百公里的运行成本为31元。相比之下,同级别的燃油小飞机百公里油耗约为10~15升,以9元/升的油价来算,其百公里成本则在100元左右。eVTOL的电动化还减少了机械部件的使用,从而减少了维护需求和降低了相关成本。此外,eVTOL的无人智能化设计还可以大幅降低人力成本。

eVTOL与直升机的产品特性对比如表1.1所示。基于相关数据对比,我们认为eVTOL具有起飞设施要求低、时效性高、运营成本低、低碳环保等优势。随着技术进步,特别是电池与电机技术的革新,预计eVTOL的运营经济性将进一步增强。根据麦肯锡的预测,若eVTOL得到大规模应用,每可用座公里的运营成本可降低至10元,远低于直升机的运营成本,有利于提升运营者的盈利水平。

表1.1 eVTOL与直升机的产品特性对比

产品特性

eVTOL

直升机

适航高度

100~600米

2000~4000米

安全性

搭载多个螺旋桨的分布式电推进系统,电机驱动,安全性高

单个螺旋桨,机械传动,故障风险高

功能性

可全自动飞行,避免人为失误

飞行员驾驶,有人为失误导致事故的风险

经济性

价格合理、低驾驶员成本、低维修成本

价格高昂、高驾驶员成本、高维修成本

环保性

低噪声、零排放、环境友好

高噪声、高排放、污染环境

便利性

体积小,方便起降

桨片大,需要大空间起降

1.3.2 载人运输是低空飞行活动的主体

(1)eVTOL是未来低空经济的核心载具

我们可以从飞行模式、飞行用途、飞行场景、飞行载具4个维度拆解低空飞行活动,如图1.3所示。

飞行模式可以分为有人驾驶和无人驾驶两种。目前来看,由于无人机产业发展较早,无人驾驶是当前低空飞行的主体。随着eVTOL的上市和普及,有人驾驶将逐渐成为低空领域的重要飞行活动,但是对于已经实现高度自动驾驶(L4)的飞机,飞行员实际上变成了安全员。

图1.3 低空飞行活动的拆解

飞行用途可以分为载人飞行、载物飞行和无载重飞行三大类。由于载人飞行器适航审定时间较长,目前低空领域还仍然以载物飞行和无载重飞行(消费级无人机、行业级无人机)为主。

飞行场景可以分为两大类:一类是交通运输场景,结合飞行用途的分类,这又可以分为载客运输和载货运输两种场景;另一类是行业应用,包括旅游观光、休闲体育、公共服务、农林植保、巡检巡查、海油服务等。

在飞行模式、飞行用途和飞行场景三大维度的分类下,我们就可以最终看到低空飞行活动的核心载具有哪些。例如,在有人驾驶的载人交通、载人作业、载物运输、载物行业应用等场景中,核心载具主要是eVTOL和直升机,按照之前对eVTOL和直升机的对比分析,未来的核心载具应该是eVTOL。而在无人驾驶模式下,考虑到安全问题,目前主流用途是载物飞行(载人飞行也可以实现无人驾驶,但要有安全员),核心载具是中大型的物流无人机和即时配送的快递无人机,这类飞行的应用场景要远远少于有人驾驶的eVTOL。因此,从飞行活动的类型来看,eVTOL是未来低空经济的核心载具。

(2)载人运输是未来eVTOL的主流应用市场

根据头豹研究院的预测数据,到2030年,中国eVTOL潜在服务市场规模将达到2247亿元。其中短途定期运输市场规模为1203亿元,约占53.54%;载货运输市场规模为737亿元,约占32.80%;企业和私人包机市场规模为193亿元,约占8.59%;观光旅游市场规模为83亿元,约占3.69%;医疗转运市场规模为31亿元,占1.38%。[2]2030年eVTOL运营市场规模占比预测如图1.4所示。

[2] 头豹研究院.中国eVTOL潜在服务市场规模测算逻辑模型[R/OL]. (2024-05-31)[2025-04-07].

可见,到2030年,载人运输服务(包含短途定期运输、企业和私人包机)的潜在市场份额将超过60%,这还不包括私人购买eVTOL出行的市场规模。未来随着eVTOL价格下跌并进入大众消费领域,相信eVTOL载人运输服务的市场规模占比将进一步扩大。

图1.4 2030年eVTOL运营市场规模占比预测

(数据来源:头豹研究院)

1.3.3 未来中国eVTOL市场规模将达到数万亿元人民币

(1)低空经济的市场规模

低空经济通过对低空空域的利用,创造了一个新的产业空间,蕴含着巨大的产业发展潜力。赛迪顾问预测,到2026年,中国低空经济规模将突破1万亿元。CAAC副局长韩钧在国务院新闻办公室新闻发布会上介绍,2030年低空经济规模有望达到2万亿元。

(2)eVTOL的市场规模

我们可以通过中国和美国通用航空市场的对比,对eVTOL市场规模做简单的测算。美国通用航空于1970—1980年达到鼎盛期,其中飞行器的交付量在1978年达到顶峰,年交付量达1.8万架,而1978年美国的人口为2.23亿,人均GDP约为1.06万美元。对照这一发展趋势和人口比例,中国可能会在2040—2050年达到低空经济的鼎盛期,如果按照人口比例来看,届时我国eVTOL的年交付量应该是美国鼎盛期年交付量的5倍左右,即9万~10万架。从保有量来看,美国通航产业进入成熟期后,通用航空飞机保有量维持在20万~21万架,2023年的保有量为21万架。中国低空经济达到成熟期后,eVTOL保有量至少能达到美国成熟期的5倍,即100万架左右,这还是没有充分考虑城市空中交通大发展的估算数据。因此从长期来看,中国eVTOL市场年交付量超过10万架,保有量达100万架的规模是完全可以达到的。

在这一规模下,按照每年交付10万架eVTOL、每架eVTOL产生100万美元的产值测算,每年仅eVTOL制造环节就将产生1000亿美元的产值。千亿美元级的整机制造还将带动千亿美元级的供应链市场以及千亿美元级的运营服务市场,也即eVTOL的整体经济产值可以达到数万亿元人民币的规模,因此可说eVTOL产业是未来低空经济的核心产业。

1.4 低空经济“五位一体”的产业体系

基于对低空经济的认知与实践,我们将低空经济产业体系分为5个板块——整机制造、供应链、基础设施体系、飞行运营和衍生服务。另外,围绕低空经济产业体系,还有国家的法律法规、产业政策、行业标准等制度体系,引导和规范企业的发展,如图1.5所示。

图1.5 低空经济产业体系

1.4.1 整机制造

低空经济的整机制造主要包括主机厂的飞行器研发、生产和质量控制3个部分,整机制造企业类似传统民航业中的波音、空客。飞行器研发包括飞机需求分析和概念设计,对飞行器各个系统的详细设计,开展关键技术研发与创新,提升飞行器的性能和竞争力。飞行器生产包括核心零部件制造与加工,按照装配工艺流程进行总装和调试,确保飞行器整体性能符合设计要求。飞行器质量控制包括制定严格的质量标准和检验规范,建立完善的质量控制管理体系,对整机进行严格的质量检验,确保飞行器质量稳定可靠。

1.4.2 供应链

供应链体系是整机制造的技术及零部件配套体系,包括关键材料(金属合金、碳纤维复合材料、特种钢、高温合金、电池材料)、元器件(航空继电器、发动机点火器、电路保护电器、航空接触器等)、飞控系统(自动飞行控制系统、无人飞行控制系统、其他飞控系统)、动力系统(三电系统、中小微型航空发动机、高功率密度燃料电池、混合动力系统)、机载系统(感知系统、通信导航系统、智能座舱系统等)和抗干扰系统等。同时,企业还要关注产业链上下游之间的协同供应和风险保障策略。

1.4.3 基础设施体系

低空经济的基础设施体系包括3个部分:一是物理设施体系,主要包括通航机场设施、eVTOL起降场地、无人机起降场地,以及各类场地设施需要配置的设备;二是低空感知及通信体系,包括低空网络设施(用于通信、定位、导航、监控、识别飞行器)和低空数据设施(用于实现数据采集、数据管理、数据应用、数据安全等功能);三是飞行服务保障体系,包括数字空域和航线预定及管理系统、空中交通管理系统和空中飞行服务系统等。

1.4.4 飞行运营

飞行运营有4个方面:一是飞行运营模式,包括飞行运营主体及其他各类主体的业务模式;二是飞行运营场景,主要有空中出租车、私人飞行和行业应用飞行三大类;三是飞行器运营管理,包括飞行器资产管理、飞行器托管和飞行器维修;四是飞行培训,通过简单且规范的培训,大量个人将拥有飞行驾照,实现私人飞行梦想。

1.4.5 衍生服务

衍生服务主要是指从产业生态的角度看低空飞行活动中的各类保障和服务,包含以下几类:一是飞机租赁,为飞行器购买与运营提供融资便利;二是低空保险,为飞行器和飞行活动提供安全保障;三是产业投融资,为低空企业创新创业提供资金支持;四是航空会展服务,推动产品技术推广和低空市场培育;五是产业规划咨询,支持各地政府因地制宜发展低空产业。

1.4.6 制度体系

低空经济的制度体系从效力来看可以分为法律、行政法规、行业规章等;按照出台机构的层级又大致可以分为国家层面和地方层面两大类。

其中国家层面的法律有《中华人民共和国民用航空法》,行政法规有《通用航空飞行管理条例》《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》等,行业规章有《一般运行和飞行规则》(CCAR-91-R4)、《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》等。另外,规范性文件有《特定类无人机试运行管理规程(暂行)》等,产业规划有《国家综合立体交通网规划纲要》。

地方层面的法规有《深圳经济特区低空经济产业促进条例》《湖南省通用航空条例》等,规范性文件有《深圳市民用微轻型无人机管理暂行办法》《海南省民用无人机管理办法(暂行)》《浙江省无人驾驶航空器公共安全管理规定》《苏州市低空飞行服务管理办法(试行)》等,以及多地出台的各种旨在促进产业发展的指导意见、发展规划、行动方案等。

除了这些由立法和行政机关出台的各类规章制度,低空经济的产业政策还包括部队联合颁布的空域管理规定、航空领域的适航审定政策、各类行业协会出台的标准等。这一系列政策、制度、规范、约定明确了低空经济发展的整体导向、具体内容、业务边界和行为规范。

本章小结

低空经济是航空领域的全新物种,eVTOL是低空经济的标志性产品,eVTOL产业是未来低空产业的核心。从产品技术看,eVTOL融合了汽车、航空、新能源三大领域的技术,相比传统的飞行器,在安全性、舒适性、环境友好性方面有全面提升;从制造模式、技术和供应链看,基于eVTOL类似于汽车工业的大规模制造体系和“三电”等新能源技术及产业链优势,中国有望在航空领域实现如新能源车一样的换道超车;从飞行运营看,低空飞行将逐步形成网络化的基础设施和运营组织形态,飞行运营成本将降到现在直升机的1/10甚至更低水平;从监管服务看,未来空域管理将以更加开放、更加智能、更加便捷的模式满足低空经济的发展需要,从而实现城市立体交通的升级。

同时,我们也要认识到,低空经济是立体交通网络的重要一环,并不会取代民航运输,低空经济与现有的其他交通运输方式共同构成了多式联运体系。未来,随着低空经济“五位一体”产业体系的不断衍生发展,低空经济有望发展为一个万亿元级的庞大产业生态,成为我国经济社会高质量发展的新引擎。

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