亚商投顾-四部门发文!飞行汽车万亿蓝海擘画新篇章(附股)!
2024-03-28 18:04:10
导读/核心观点
①四部门:鼓励飞行汽车技术研发、产品验证及商业化应用场景探索;
②2025年中国低空经济的市场规模有望达到1.5万亿元。事件驱动:工业和信息化部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》。其中提出,适应未来城市空中交通需要,支持依托长三角、粤港澳等重点区域,以eVTOL为重点开展应用示范,支持举办相关赛事活动。
作为低空经济的一个重要赛道,eVTOL(电动垂直起降)航空器(俗称“飞行汽车”)正在加速快跑。政策加持下,资本竞相追逐新风口,3月28日再度领涨市场。
行业透视
广义的飞行汽车包括陆空两用飞行汽车或用于城市空中交通的电动垂直起降飞行器eVOTL。当前产业处于从0到1的爆发前夕,政策端开始发力,产业趋势日渐清晰,是投资布局的良机。根据中国民用航空局数据,2025年中国低空经济的市场规模有望达到1.5万亿元,到2035年更是有望达到3.5万亿元。(文末附产业链及相关上市公司梳理)
一、概述
1.飞行汽车
飞行汽车是一种结合了汽车和飞行器功能的交通工具,能够在陆地上行驶和在空中飞行。它可以变换形态,在道路上像传统汽车一样行驶,同时也可以展开翼和推进系统,在空中进行飞行。
2.四种分类
按照结构和技术特点来分类,飞行汽车可以分为可转换型飞行汽车、垂直起降飞行汽车、固定翼飞行汽车和垂直起降与固定翼结合型。
当下最具代表性的飞行汽车就是 eVTOL(Electric Vertical Takeoffand Landing——电动垂直起降飞行器)。eVTOL 以电力驱动,不需要专门的跑道,可以实现垂直起降和空中悬停。
3.两种形态
飞行汽车主要以 eVTOL 与陆空两栖车两种形态存在。eVTOL,即电动垂直起降飞行器,指依靠电力等新能源作为飞行动力来源的新型交通工具,具备垂直起降或短垂飞行能力,是飞行汽车发展的主流方向。技术基础涵盖集成电路、半导体、锂电池、燃料电池等多个领域,这些近几十年发展成熟的技术使得这类飞行器得以设计和应用。陆空两栖车指兼具地面行驶和空中飞行功能的陆空两用交通工具,其构想和实践已有超过一百年的历史。这个建立在传统的航空和车辆机械设计的技术基础上的概念,其技术难点是解决行驶和飞行的功能切换。
4.优势
飞行汽车不仅能解决交通拥堵难题,其应用场景还可从日常出行的基本用途拓展到其他领域。在民用领域,可用于观光旅行、农药播撒等;在公共安全领域中,可用于勘察救援、抢险救灾等;在军事领域,可用于侦察巡逻、应急通信等。由于飞行汽车能够在多领域发挥其独特优势,且具有巨大的发展潜力,因此,越来越多国家加大了对其的重视力度,飞行汽车已经成为各国竞相研究的焦点,或可引发一次伟大的科技变革。
二、国内发展现状
1.国内 eVTOL 主要玩家
国内处于前列的飞行汽车主要玩家包括小鹏汇天、亿航智能、吉利沃飞长空、峰飞航空等。小鹏汇天在2024 年 CES 上宣布分体式飞行汽车“陆地航母”将于 2024 年四季度开启预订,并计划于明年四季度开始量产交付。亿航智能 EH216-S 型无人驾驶航空器于 2023 年 10 月获得中国民航局颁发的系统型号合格证(TC),也是全球首张无人驾驶的载人电动垂直起降航空器(eVTOL)型号合格认证;12 月,首批完成适航认证的 EH216-S 无人驾驶载人航空器分别在广州、合肥两座城市完成了商业首飞演示。吉利沃飞的 AE200eVTOL 验证机也获得了民航西南地区管理局颁发的特许飞行证。峰飞航空宣布 2024年将开始在亚洲运营其货运版航空器凯瑞鸥。
2.小鹏汇天前瞻布局飞行汽车,2025 有望实现商业化交付
小鹏汇天前瞻入局飞行汽车并深耕多年。小鹏汇天为亚洲规模最大的飞行汽车公司,自 2013 年开始入局飞行汽车领域,并于 2016 年飞行汽车原型机开启测试飞行,2019 年旅航者 T1 研制并试飞成功同年获得多个奖项,2023 年 10 月在小鹏汽车科技日上发布一体式飞行汽车最新造型,并发布分体式飞行汽车“陆地航母”。公司致力于为个人用户打造最安全的智能电动飞行汽车,借助小鹏汽车在电动化与智能化等领域积累的技术优势,在未来城市空中交通、个人出行、旅游观光等低空领域,为城市立体交通提供领先的产品和解决方案。
落地进展加速,2025 年有望实现商业化交付。随着公司技术的不断积累,以及政策的不断成熟,公司的飞行汽车落地进展在加速,尤其在 2023 年 10 月新一代分体式陆空两栖产品“陆地航母”发布以来,关注度不断提升,其中 2023 年 12 月嘉兴南湖交科院向小鹏汇天预订 100 台“陆地航母”飞行汽车,用于交通综合管理以及飞行营地体验、场站接驳运输。2024 年 CES 展会上公司管理层表示公司最新分体式飞行汽车“陆地航母”将于 2024 年年底接受预定,并计划于 2025 年四季度开始量产交付。
三、产业链梳理
飞行汽车产业链包含舵机、飞控系统、传感器、导航解决方案、电池、动力系统等环节。
以 eVTOL 为例,从产业链来看,飞行汽车行业短期更注重“飞行器属性”,长期看更像“智能汽车”终端。
根据腾讯研究院文章,民航监管机构要求载人级 eVTOL 的零部件和材料安全性对标民航客机,以德国Lilium 的 eVTOL 为例,为了满足欧盟适航认证的安全标准,75%以上的零部件、配件和复材来自全球一级航空航天供应商,包括美国霍尼韦尔、德国代傲、日本东丽、法国 Expliseat。所以中短期内eVTOL 供应链仍将以传统航空航天供应商为主;中短期由于严格的适航认证流程及 ToB 或 ToG 的商业模式,eVTOL 更注重“飞行器属性”。长期看,随着 eVTOL 应用范围向 ToC 拓展,智能化属性加强,更像会飞的“智能汽车”消费品移动终端,届时新能源汽车、智能汽车等产业链或占据主导地位。
当前国内 eVTOL 的供应链中,飞控、导航、机体部分集中了大量军机或者民机供应商,eVTOL 的发展会带动中上游相关企业的发展,同时随着国产大飞机产业的发展,也将加速我国低空飞行器产业链的培育。
1.上游:机身材料大量使用碳纤维复合材料,未来有望充分受益产业趋势放量
eVTOL 大量使用碳纤维复合材料,进一步减轻结构重量,缓解电池供电压力,提供更加安静的飞行体验,以 JobyS4 全机有约 600 个复合材料部件,核心承力结构大量采用东丽 T1100 和 T800 碳纤维,并采用自研的高韧性预浸料工艺。此外整机结构、推进系统和内部部件都大量使用了碳纤维,碳纤维复合材料未来有望充分受益 eVTOL 放量。
2.中游:关注高价值量与高壁垒环节,主要以航空领域系统为主
在飞控系统、航电系统及动力系统等关键系统领域,国内仍存在一定技术短板,与我国在大型飞机制造中面临的状况相似,很多核心系统仍需依赖国外技术,且这些关键系统价值量占比较高,技术壁垒和适航认证门槛也较高,短中期内或需依赖传统航空航天供应商提供软硬件解决方案。
1)飞控系统:飞控-飞管系统综合化设计为趋势,我国民机领域相对薄弱
飞控系统实现飞行器的感知、控制和决策。飞控系统实现飞行器的感知、控制和决策。eVTOL 的飞行控制需要解决基于多旋翼垂直起降、基于常规固定翼水平飞行以及垂直-水平两种飞行模态的平稳切换等技术难题,国内厂家通常只掌握了其中一项技术。未来自动飞行功能将成为 eVTOL 的必备,自动飞行功能的实现,需要通过飞行管理系统(FMS)和飞行控制系统(FCS)共同完成,而在 eVTOL 上,出于简化操作、轻量化、集成化和经济性的考虑,这两套系统的综合化设计将成为发展趋势。目前主要的飞控供应商有两类:1)传统飞控系统供应商,以军工单位、研究所及高校为主,如中航工业 618 所、北航、南航等;2)新兴民营企业,如边界智控、安胜等。
2)动力系统:分布式推进系统降本增效,有望受益于我国新能源汽车电机等技术外溢
eVTOL 的动力系统采用分布式推进系统,该设计能够提升动力系统的安全性冗余、有效降低本机噪音和最大限度提升动力系统的能源使用效率,维护成本也更低。推进系统主要有电机、电控组成,通过带动转子或风扇来驱动飞机,未来有望受益于我国新能源汽车相关技术外溢。随着 eVTOL 的新需求,高压动力套装的需求预计将急剧增加。
动力系统:①国内企业如 T-Motor(三瑞智能),专业从事研发,生产,销售安全可靠的无人机动力系统;②国外企业如 Pipistrel(已有产品完成适航认证)、赛峰、罗罗、MagniX 等(适航认证中)。
3)导航系统:多方式组合导航系统实现成本精度平衡,我国民品领域仍有待提升
导航系统:eVTOL 主流的方式是采用 MEMS 传感器、GNSS 等,通过数据融合算法提升性能和鲁棒性以满足飞机对导航系统的要求。
与民航客机相比,其动辄上百万的价格无法满足 eVTOL 成本结构的需求,与通航飞机相比,eVTOL 导航系统必须达到 DAL-A 级,通航级别的导航系统通常只是 B 级或 C 级。
高精度惯导:主要依赖军工体系研制,如中航工业 618 所及中国航天 13 所,16 所,33 所等,evtol 主要使用中高端 MEMS 惯性传感器,目前国际厂商在我国市场内占据垄断地位。
4)能量系统:对电池轻量化、高能量密度需求更高,我国具备产业优势
eVTOL 电池与新能源汽车相比尺寸相似,对于 eVTOL 电池来说,在能量和功率之间保持良好的平衡很重要,起飞和降落需要功率,通常比电动汽车加速所需的水平高出两到四倍。同时有足够的巡航范围需要能量,且电池自重不能太大,否则会增加飞行所需要克服的重力,要求电池有很高的能量密度。目前300Wh/Kg 能保证 200~300 公里航程。当前电池技术还不能完全达到满足 eVTOL 对运行场景的航程、生命周期、快充技术和能量密度等技术要素要求。
我国新能源电池产业属于全球领先的水平,电池厂商如宁德时代、孚能科技等逐步切入 eVTOL 产业链。
3.下游:应用于应急救援、货运物流、景区观光、城市交通等场景
飞行汽车目前主要解决人口密集的城市空间内、城郊及城际点对点的空中运输,在拥挤的城市内、城郊、都市圈进行短程通勤时具有显著的成本效益,可应用于包括应急救援、货运物流、景区观光、城市交通等诸多场景。预计未来随着电池、电机、电控等技术的不断发展,飞行汽车覆盖的市场范围将越来越广。
四、市场空间及驱动因素
1.市场空间:万亿市场未来可期
根据摩根、德勤、罗兰贝格等咨询机构的预测,2030 年飞行汽车全球市场规模将达到 3000 亿美元,2040 年更将突破 1 万亿美元。2050 年全球主要城市空中将有 9.8 万辆飞行汽车飞驰。未来总体可分解为三大核心市场:共享出行、货运、短途航空。
①共享出行领域:替代少量打车与传统商业直升机通勒市场,提供省时又经济的中短途出行,预测共享出行在 2040 年美国市场规模达 1280 亿美元,如飞行汽车超预期发展,规模可达3440 亿美元,如发展不及预期,规模将为 440 亿美元;
②货运领域:飞行汽车将优先发力替代一部分传统短途航空货运和中短途卡车货运,未来核心城市中央仓到郊区配送站点的交付市场,替代部分航空货运和中途卡车货运,及无人机偏远地区配送市场,预测市场规模达到 1440 亿美元。
③短途航空领域:新的飞行汽车运营公司将替代部分短途航班,但替代量非常有限;因短途飞行在航空旅行总量中占比小,且受限于电池技术,飞行汽车在短途航空领域 2040 年的市场规模为 50 亿美元。
2.驱动因素:低空经济蓄势待发,政策保驾护航
2023 年 12 月,中央经济工作会议强调,打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业。目前,多个省(区、市)发文表示支持低空经济发展。低空经济蓄势待发,飞行汽车、电动垂直起降航空器(eVTOL)为代表。
2024 年 1 月 8 日,成都市政府发布《关于前瞻培育未来产业构筑高质量发展新动能的实施意见》。意见提出,围绕未来交通,积极探索低空经济新形态。近期重点培育飞行汽车、新一代无人机、空天动力、商业航天等细分领域。1 月9 日,国家发展改革委、商务部、市场监管总局发布《关于支持广州南沙放宽市场准入与加强监管体制改革的意见》。意见提出,推动电动垂直起降飞行器(eVTOL)和智能网联汽车紧密连接,构建与技术发展适配的安全标准及管理规则,实现无人体系产业协同发展和技术跨界融合。2024 年伊始,深圳市通过了全国首部低空经济产业促进专项法规《深圳经济特区低空经济产业促进条例》,并将于 2 月 1 日起实施。该条例从基础设施、飞行服务、产业应用、技术创新、安全管理等方面做出明确规定。
《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》出台和亿航智能的试飞成功也给市场注入了信心。2023 年 5 月,中央出台《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》从生产制造、登记注册、运行管理等全生命周期对无人机飞行活动进行了规范,为无人机“飞得起来、飞得顺畅、飞得便捷、飞得安全”提供了有力支撑保障,同时为规范无人机产业发展、营造无人机应用生态提供了有力指导和良好环境。明确指出“国家鼓励无人驾驶航空器科研创新及其成果的推广应用,促进无人驾驶航空器与大数据、人工智能等新技术融合创新,并要求地方相关部门提供支持”。2023 年 12 月 28 日,亿航智能宣布,首批完成适航认证的 EH216-S 无人驾驶载人航空器分别在广州、合肥两座城市完成了商业首飞演示,EH216-S 在当地景区将开展常态化空中商业飞行。
五、产业链相关企业梳理
在政策与技术同频共振下,2024年有望成为低空经济元年,而以eVTOL(即电动垂直起降飞行器)为代表的飞行汽车产业有望实现蓬勃发展。
信达证券指出,飞行汽车和汽车产业链契合度较高,我国在飞机及新能源汽车领域积累的技术经验和产业链优势有望规模化转移至飞行汽车领域,我国低空空域管理改革持续推动下,飞行汽车产业商业化时点已经临近,关注产业链成长机遇。相关企业梳理如下:
风险提示:技术发展不及预期、商业化落地不及预期等
参考资料:20240129--慧博智能投研—飞行汽车行业深度报告;网络公开资料
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