2024年低空经济专题研究报告:eVTOL研究框架

  • 来源:国联证券
  • 发布时间:2024/09/09
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低空经济研究系列:eVTOL研究框架.pdf

该文档深入研究了低空经济领域中的eVTOL(电动垂直起降飞行器)产业,构建了系统的eVTOL研究框架。内容涵盖eVTOL的技术路径、应用场景、市场规模预测、产业链结构及竞争格局分析。通过梳理上游核心零部件、中游整机制造及下游运营服务环节,揭示eVTOL作为新质生产力代表的商业潜力与技术挑战。文档旨在为投资者和行业参与者提供关于eVTOL产业发展趋势、关键驱动因素及潜在风险的全面洞察,助力把握低空经济爆发式增长带来的投资机会。

1、eVTOL:引领航空电气化革命,产业进展 超预期

类比新能源汽车发展,eVTOL沿着早期验证版本→高端公务版本→纯电大众版本趋势迭代

我们认为,eVTOL的本质是移动智能终端,产品属性是新能源+航空+人工智能,是类比PC、手机、智能汽车、机器人一样颠覆性地改变人类生 活的智能产品。产业发展趋势看,eVTOL沿着早期验证→高端公务→纯电大众方向迭代,多种构型,逐步落地。

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。

国内主机厂2026年进入密集取证期,竞争激烈,有望产生伟大公司

亿航率先取证,峰飞、沃兰特、时的、沃飞等企业eVTOL已经受理,预计2026年获得取证,万丰奥威、中直股份等主机厂目前已开展 研制工作,未来汽车厂商也有望进入,竞争格局不确定性较大,类比智能手机、智能汽车,我们认为主机端有望产生大市值的公司。 国内主机企业构型各有选择,目前新创企业等推出的eVTOL项目倾转构型机型最多。

国外eVTOL企业一览:矢量推力为主流选择,商业化落地渐进

从构型上,国外企业多选择矢量推力;从商业化进展上,joby、archer均有望在2025年取证,并迎来商业化落地。 2024年7月18日,沙特航空集团与 Lilium 签署了 50 架 Liium 喷气式飞机的具有约束力的销售协议,并可选择再购买 50 架。这一订单不仅 是中东和北非地区同类协议中的最大一笔,也代表了航空公司在eVTOL飞机领域的最大规模确认订单,为eVTOL的发展树立了新的里程碑。 韩国移动即服务平台服务公司Kakao Mobility计划购买50架Archer的旗舰eVTOL机型Midnight,价值约为2.5亿美元(含预付款)。Kakao Mobilit与Archer商定,在2024年底于韩国进行eVTOL飞机公开演示飞行;KakaoMobility则计划最早于2026年开始向其Kakao T移动应用程序上 的3000多万注册用户提供电动空中出租车航班。

2、eVTOL应用展望与空间测算

eVTOL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。

eVTOL发展历程有望类比新能源汽车,当前或处于新能源车2010-2012年

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。

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。

3、 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。

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编辑:火腿肠
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