eVTOL发展历程、技术路线、市场空间及产业链拆解

最佳答案 匿名用户编辑于2024/09/12 11:42

引领航空电气化革命,产业进展 超预期。

1.VTOL场景发展节奏预测,或将依次经历导入→爆发→普及三大阶段

根据《客运eVTOL应用与市场》,eVTOL发展预计可分为三个阶段: 1)导入阶段(2025-2030):市场应用在某些特殊场景落地,以空中游览飞行、医疗转运为主,UAM逐步开始试点; 2)爆发阶段(2030-2035):UAM快速发展“空中出租车”、“空中小巴”等模式出现并普及; 3)普及阶段(2035-):eVTOL开始步入个人及家庭消费,私人飞行器逐步兴起。

发展阶段:我们认为当前eVTOL所处阶段或类似于新能源汽车2010-2012年,此时新能源汽车处第一轮推广应用实施。该阶段国家战略层面提出 汽车业电动化技术转型战略,明确新能源汽车为战略新兴产业。  对于eVTOL,后续有望复制新能源汽车发展路径: 1)政府可能会出台一系列政策,包括研发资助、税收优惠、补贴等,以促进eVTOL技术的研发和市场应用。 2)可能会有示范项目和试点运行,以展示eVTOL技术的可行性和效益,类似于新能源汽车的早期推广。 3)或建立相应的基础设施,如垂直起降场、充电站和维护设施。

2.eVTOL技术路线比较,长期看倾转旋翼的技术路线或是更优解

多旋翼型:悬停时间长,载重小、能耗高,飞行范围只有30-65千米, 巡航速度约60-100千米每小时,适用于短途,有望在旅游市场率先放量; 复合翼:设计、控制等相对简单,技术难度低,商业化落地或更快,但 升力系统在平飞阶段是死重产生额外阻力,速度方面较倾转翼慢。 倾转翼:在综合考虑航程、巡航速度和载重比方面优势明显,未来产品 化后在参数上更优,但技术难度更大。倾转旋翼为目前国外多数eVTOL 主机企业的选择。

3.eVTOL市场空间测算(2024-2030年) 假设说明

我们将eVTOL使用场景分为短途定期载客飞行、观光旅游、企业和私人包机、医疗转运、载物五种,测算假设说明如下:

数量假设:短途定期载客飞行(1.2万架)、观光旅游(中性0.49万架)、企业和私人包机(0.26万架)、医疗转运(476架)、载物(0.7万架)。

短途定期载客飞行:参考《客运eVTOL应用与市场白皮书》截止于 2022 年,全国具有 4000 辆以上出租车的城市共计34个,共约40万辆,全国网约车运输证 203 万本,至 2030 年第一阶段末期,根据《中国网约车市场分析报告 2019》(易观千帆发布),2018年网约车中专车交易占比为20%,假设全国eVTOL定班载客飞行运输量若达到出租车/ 网约车量的 0.5%,则需要eVTOL1.2万架。

光旅游:参考《中国旅游景区发展报告 (2019-2020)》,备注:自然生态类景区4507,历史文化类4123,现代游乐类1975,其他类型1797,假设潜在可应用景区约6500, 假设至2030年,分乐观/中性/悲观情景eVTOL渗透率为20%/15%/10%,假设每个景区配备5架,则中性情景下则需要eVTOL0.49万架。

企业和私人包机:参考《客运eVTOL应用与市场白皮书》,根据 2021 年《胡润财富报告》,中国家庭总财富达到 600 万以上的家庭约500万个,假设其中20%的家庭每两个 月使用一次航行距离在150公里左右的出行服务,年度出行量为600万次。假设到2030年,eVTOL能够获取其中15% 的市场,即为90万次,以每架eVTOL每年可以提供350次包机 服务计算,则需要超过2570架。

医疗转运:参考《客运eVTOL应用与市场白皮书》,2020年日本人口每百万人口拥有约 0.42 架。假设中国航空医疗救援能力在 2030 年达到日本 2020 年水平,按人均比例 简单推算,将需要约 595 架医疗救援飞机,假设eVTOL为渗透率80%,则需要超过476架.

载物:2023公路货运量403亿吨,假设每年增长3%,则2030年为496亿吨,《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030)》27年实现物流配送实现规模化应用,聚焦无人机 “干-支-末”物流配送需求,在长三角、粤港澳、川渝、内蒙古、陕西、新疆等重点地区,鼓励开展无人机城际运输及末端配送应用示范,假设2030年载物eVTOL渗透率为 0.01%,参考峰飞凯瑞鸥最大载荷达500公斤,载物eVTOL平均载荷假设为400公斤,每天运输次数6次,一年运行300天,则需要载物eVTOL0.7万架。

价格假设:旅游场景eVTOL价格参考亿航能EH216-S适当下浮假设200万元/架,载物eVTOL价格假设为500万元/架,短途定期载客飞行、企业和私人包机、医疗转运大型载人 eVTOL假设为载物eVTOL价格的1.5倍,即750万元/架。

4. eVTOL产业链拆解

以eVTOL产业链为例,短期更注重“飞行器属性”,长期看或更像“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。

航空属性安全要求突出,零部件核心壁垒在于适航认证,少数兼顾成长潜力和格局稳定特征赛道

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。 eVTOL的核心部件如碳纤维、电推进、电池、航电飞控等均需要进行严格适航流程,因此eVTOL制造产业链核心壁垒在于取证。因 为取证完成后一般不更换供应商,虽然核心部件与新能源产业链有重合,但有适航门槛,格局更加优化。

螺旋桨:决定航空器飞行性能与噪声水平,螺旋桨变距技术、低速大扭矩设计为趋势

旋翼和螺旋桨是动力系统中非常重要的子系统。螺旋桨气动效率往往是对应航空器设计中的关键指标,螺旋桨性能的高低直接影响航空器的 飞行性能。飞行器的最大声压级取决于桨叶叶尖马赫数,eVTOL普遍采用低速大扭矩的桨叶设计,Ma更低,定距螺旋桨向变距螺旋桨技术转变, 优势为可以在较宽速度、转速范围内让螺旋桨保持较高的气动效率,螺旋桨变距技术一般都是电驱变距系统。JobyS4使用了六个五叶复合可 变螺距螺旋桨,叶片围绕轮毂不对称分布,以降低噪音。 国内相关领域基础较为薄弱,尤其欠缺民航适航工程经验。现有供应商主要是从无人机、军机、运动航空器等领域转入的,具备一定的相关 行业经验。