近年來,低空經(jīng)濟(jì)成為備受市場(chǎng)關(guān)注焦點(diǎn),預(yù)計(jì)到2050年全球低空經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)規(guī)模將超過60萬億人民幣。低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的飛行器制造、中游的服務(wù)運(yùn)營(yíng)商和下游的應(yīng)用端,其中飛行器制造是核心基礎(chǔ)。低空飛行器包括無人機(jī)、直升機(jī)、eVOTL(電動(dòng)垂直起降航空器)等。
1 相關(guān)政策
2021年至今,多份中央經(jīng)濟(jì)文件提及“低空經(jīng)濟(jì)”,而2024年“低空經(jīng)濟(jì)”更是首次被寫入政府工作報(bào)告,并被視為“新增長(zhǎng)引擎”之一。
與此同時(shí),全國(guó)20多個(gè)省、市、自治區(qū)亦將“低空經(jīng)濟(jì)”有關(guān)內(nèi)容寫入2024年政府工作報(bào)告。這使得作為“低空經(jīng)濟(jì)”最新興、最重要的載體——電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)獲得廣泛關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)eVTOL主要應(yīng)用場(chǎng)景可分為短途定期載客飛行、企業(yè)與私人包機(jī)、空中游覽飛行、醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)四類,其中,短途定期載客飛行為eVTOL運(yùn)營(yíng)的重要模式之一。
據(jù)Morgan Stanley預(yù)計(jì),全球eVTOL行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2030年將增至3000億美元,2040年有望超過萬億美元,市場(chǎng)潛力巨大。
1 固態(tài)電池或?yàn)閑VTOL理想路線
作為eVTOL技術(shù)的核心組件,航空電池技術(shù)的要求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電池。具體來看,電池功率密度決定了eVTOL是否可以安全起飛和著陸,能量密度大致決定了eVTOL的航程范圍。eVTOL垂直起飛所需要的動(dòng)力是地面行駛的10-15倍,當(dāng)前eVTOL電池能量密度可達(dá)285Wh/kg水平,但目前市面主流eVTOL續(xù)航僅約20分鐘-1.5小時(shí),商用門檻高達(dá)400Wh/kg,且未來能量密度要求將會(huì)達(dá)到1000Wh/kg,遠(yuǎn)高于當(dāng)前車用動(dòng)力電池的能量密度,eVTOL電池能量密度仍有待進(jìn)一步提高。
能量密度較低為當(dāng)前鋰電池核心技術(shù)難點(diǎn),固態(tài)電池或?yàn)槠凭种ā?/strong>目前技術(shù)成熟并且商業(yè)化程度較高的鋰電池主要為液態(tài)鋰離子電池,其在電池包層面的能量密度上限為250-300Wh/kg,可以滿足載人數(shù)量較少、續(xù)航里程較短的eVTOL的使用需求,但仍難以達(dá)到eVTOL對(duì)于電池包能量密度400-500Wh/kg的理想要求。
為了打破鋰電池理論能量密度上限、滿足eVTOL能量密度要求,當(dāng)前市場(chǎng)主要從電池材料創(chuàng)新來提升能量密度的上限,其中負(fù)極主要采用高能量密度的鋰金屬,電解液由電解液向固液混合以及固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)化。由于鋰金屬負(fù)極與液態(tài)電解質(zhì)界面副反應(yīng)較多,而固態(tài)電解質(zhì)可以更有效兼容鋰金屬負(fù)極,因此目前eVTOL電池研發(fā)的主要方向?yàn)楣虘B(tài)/半固態(tài)電池。
數(shù)據(jù)指出,2023年中國(guó)eVTOL產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到9.8億元,同比增長(zhǎng)77.3%,預(yù)計(jì)2024年eVTOL產(chǎn)業(yè)將迎來第一輪商業(yè)化爆發(fā)周期。eVTOL將成為固態(tài)電池商業(yè)化的助推劑。
1 電池企業(yè)爭(zhēng)相進(jìn)軍低空經(jīng)濟(jì)
在低空經(jīng)濟(jì)賽道火熱的趨勢(shì)下,業(yè)內(nèi)不少目光逐漸向相關(guān)供應(yīng)鏈企業(yè)聚集。其中,動(dòng)力電池廠商是最為矚目的一環(huán)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前,包括寧德時(shí)代、力神電池、億緯鋰能、國(guó)軒高科等多家電池企業(yè)已經(jīng)入局低空經(jīng)濟(jì)。
寧德時(shí)代于2023年4月發(fā)布凝聚態(tài)電池,能量密度突破500wh/kg,并于同年7月19日宣布與中國(guó)商飛、上海交大企業(yè)發(fā)展集團(tuán)共同成立商飛時(shí)代(上海)航空有限公司。今年6月25日,寧德時(shí)代宣布已經(jīng)成功試飛4噸級(jí)民用電動(dòng)飛機(jī),正在“積極投入”并加速8噸級(jí)研發(fā)。該8噸級(jí)飛機(jī)預(yù)計(jì)于2027-2028年發(fā)布,屆時(shí)可支持約2000到3000公里的航程。該項(xiàng)目使用的電池是凝聚態(tài)電池;
國(guó)軒高科與億航智能于2023年末簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將共同開發(fā)基于億航智能eVTOL產(chǎn)品的動(dòng)力電芯、電池包、儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電基礎(chǔ)設(shè)施,探索產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展新模式。
中創(chuàng)新航與小鵬汽車深度綁定,針對(duì)低空出行開發(fā)的新銳9系高鎳/硅體系電池,在保證高功率、高快充能力的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了輕量化和安全性能的跨越式提升。
資料來源于:綠研院、中國(guó)政府網(wǎng)、民航局、全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)、澎湃網(wǎng)、新華社、信達(dá)證券研發(fā)中心、高工鋰電、低空經(jīng)濟(jì)、數(shù)據(jù)寶