快布加局eVTOL新賽道，助力上海低空經濟發展

　　中央經濟工作會議將低空經濟列為戰略性新興產業之一，并寫入2024年政府工作報告。近年來隨著航空尖端技術的下放、民用航空科技的發展以及城市交通問題的凸顯，低空經濟又重新回歸大眾視野。上海作為中國最早發展低空經濟的城市之一，在低空經濟的重要載體—eVTOL(電動垂直起降飛行器)方面擁有著良好的產業基礎，如何在低空經濟領域走得“更快更遠”，選擇并加快eVTOL賽道的發展勢在必行。
 

　　2024年被譽為“低空經濟元年”，經過多年的布局和發展，國內低空經濟終于迎來一波井噴爆發之勢。其中，電動垂直起降飛行器eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing)，也被稱為“飛行汽車”，主要瞄準城市內、城市間的短途飛行需求，是基于國內新能源汽車產業逐步發展壯大，精準切入陸海空三維交通全面電動化，有效推動新質生產力發展的新興賽道。
 

　　電動垂直起降飛行器(eVTOL)正成為低空經濟中蓬勃發展的重要賽道之一
 

　　目前，全球低空經濟市場規模已經達到千億美元級別，相關機構預測顯示2030年全球城市空中交通(UAM)市場規模將達到十萬億美元級別。據Morgan Stanley、德勤等預測顯示，2040年eVTOL市場全球規模保守估計將達到1.5萬億美元，其中52%貨運物流，46%城市載人，2%城際通航和軍政市場。
 

　　高安全
 

　　目前全球eVTOL整機構型或技術路線主要有多旋翼構型、復合翼構型、傾轉旋翼構型、傾轉涵道風扇+完全矢量控制、隱藏式推進系統+無翼設計。其中前三種方案都采用多電池系統、多電機驅動多旋翼，具有多套獨立可靠的動力系統提供安全冗余，第四種方案涵道風扇還消除了開放性螺旋槳在安全方面的隱患。同時這幾類主流方案的巡航狀態基本等同于固定翼飛機，無論是獨立分布式電推進帶來的安全可靠性，還是固定翼的穩定性都遠超傳統直升機。
 

　　低成本
 

　　與通用載人載貨無人機相比，其具有更長的續航和更大的載荷。與小型直升機相比，相關研究顯示，目前渦輪風扇發動機對燃料的利用效率僅約40%，而電推進系統對電能的利用率能夠超過70%，采用電動驅動的eVTOL效率更高，且無需昂貴的航空燃油，運營成本更低。隨著規模化和供應鏈不斷成熟帶來的成本降低，未來eVTOL出行的公里單價可以做到和網約車的專車接近，在不受起降場地限制，電價低于燃油價格等因素的影響下，其使用成本(長期運營低至2-3元/公里/人)、維護成本遠低于傳統直升機和通航固定翼飛機，讓私人飛機大眾化普及變為可能。
 

　　更環保
 

　　eVTOL用電動動力系統代替了內燃機系統，基于電動化的獨特優勢，不產生碳排放，符合全球零碳愿景和環保要求，同時能夠大幅降低噪音(起降噪音低于65db)，低于城市環境背景噪音，也能大幅提升使用者的乘坐體驗和舒適度。
 

　　智能化
 

　　相比傳統城市公共交通，如地鐵、輕軌等投建周期長，覆蓋區域固定等缺陷，eVTOL運營所需要的起降設施更靈活，不僅可以利用現有機場，還可以在城市CBD，各城市功能區高樓樓頂設置運輸節點，進行點對點運輸，填補城市交通功能的空白。并且基于三維空間優勢，讓全智能化自動駕駛變得更容易實現。
 

　　立體化交通的屬性讓eVTOL展現出廣闊應用前景
 

　　2016年，全球共享出行巨頭Uber提出了“Uber Elevate”城市空中出租車計劃，為eVTOL產品在城市空中交通(Urban Air Mobility，簡稱UAM)領域的巨大應用前景打開了想象空間，并逐步拓展到城市機場班車、城際通航、景區空中游覽等場景。目前來看，城市內、城市間的短途飛行需求是eVTOL廠商最容易切入的應用場景之一。除此之外，eVTOL在貨運物流，城市消防、醫療救護、搜索救援、農林植保等公共服務領域，軍用警用市場，私人家用領域都展現出了廣泛的應用潛力，為低空域交通出行電動化帶來超級解決方案。
 

　　眾多國家和城市率先發布戰略競逐eVTOL新賽道
 

　　據美國垂直飛行協會(VFS)發布的最新統計，全球有超過700個eVTOL設計研發項目。在戰略推進層面，美國于2023年3月由白宮科技政策辦公室(OSTP)發布《國家航空科技優先事項》，提出優先發展eVTOL等AAM(Advanced Air Mobility)運載器；日本于2020年7月批準通過《增長戰略跟進計劃》，提出在2023年開始試行“飛行汽車”業務，同時將eVTOL作為“超智能社會5.0”(Society 5.0)愿景中的重要技術之一。在政策實現及落地實施層面，美國聯邦航空管理局(FAA)與韓國民航局(KOCA)于2023年1月就未來先進空中機動性飛機的開發和運營達成合作，并共同努力促進先進空中交通項目的安全監督；日本于2023年2月由國土交通省批準MASC公司的“飛行汽車”首次載人戶外飛行，該次飛行取得了成功，在上升到離地面約30米的高度后，“飛行汽車”以每小時36公里的速度盤旋，持續飛行大約3.5分鐘。阿聯酋和迪拜于2023年2月在世界政府峰會上批準了迪拜飛行出租車垂直起落站的設計模型，預計站點將在三年內開始運營。歐洲于2023年12月由EASA頒布了第四版eVTOL適航認證的擬議符合性評審方法，對eVTOL適航標準進行更新和修正。2023年10月，國內工業和信息化部、科學技術部、財政部、中國民用航空局等四部委聯合發布《綠色航空制造業發展綱要(2023-2035年)》，明確提出“到2025年電動垂直起降航空器(eVTOL)實現試點運行”的發展目標，同時明確要“加快將 eVTOL 融入綜合立體交通網絡，建立統一的空地智聯管理平臺，打造低空智聯網，初步形成安全、便捷、綠色、經濟的城市空運體系”。
 

　　如上文所述，要成為低空經濟發展中的翹楚和引領者，必須在eVTOL賽道加快創新突破發展，形成重要牽引力量，占據主動和先機。而上海自身的產業發展基礎、條件和環境，使其理應也可以瞄準這一新賽道加快布局，奮力競跑。
 

　　正多維度營造低空經濟產業發展良好環境
 

　　隨著國家層面在2024年3月政府工作報告中明確提出積極打造低空經濟等新增長引擎，以及去年12月《國家空域基礎分類方法》明確非管制空域的劃分，都為eVTOL的試點運行以及商業化落地奠定了基礎。上海順應國家部署，也不斷加快打造低空經濟發展良好環境。在政策方面，2022年10月發布《打造未來產業創新高地發展壯大未來產業集群行動方案》搶占先機，針對低空經濟，提出突破傾轉旋翼、復合翼、智能飛行等技術，研制載人eVTOL，探索空中交通新模式等；2024年3月，《上海市經濟和信息化委員會關于組織開展2024年度上海市未來產業試驗場“揭榜掛帥”工作的通知》提出開展新型低空航空器分布式電推進、自主飛控、智能航電等關鍵技術攻關，加快新型通航飛機在中長途飛行場景試點應用，加快垂直起降航空器在中短途飛行場景試點應用等。在產業園區建設方面，青浦區長三角低空經濟虹橋產業園于2024年1月成立，聚焦電動飛行器制造，新材料研發生產，飛行器運營、培訓及數據服務，飛行器的應用場景等低空經濟細分領域開展建設，旨在打造共享群智能無人系統新基建。在推廣方面，充分利用進博會、上交會等高能級平臺對eVTOL等新能源綠色交通工具進行相關企業最新成果的展示。在管理方面，3月29日，“上海市低空協同管理示范區”在金山區揭牌，正式在金山率先啟動上海市低空協同管理示范工作。
 

　　擁有大量eVTOL行業的頭部公司
 

　　上海產業基礎優勢契合eVTOL產業鏈構建及核心技術攻關，包括峰飛、時的、御風未來、沃蘭特、磐拓等在內的eVTOL頭部企業幾乎全在上海，擁有“eVTOL五小龍”之稱。還有提供高性能碳纖維復合材料的康達新材料、為多家大型飛機制造商提供復合材料機器人縫合裝備的上工申貝、專注于低空經濟巡檢場景應用的復亞智能科技等配套企業等等，這些公司為上海發展eVTOL提供了豐富的技術儲備、產業人才儲備、以及運營能力。
 

　　擁有與eVTOL產業相關的一系列技術儲備
 

　　上海已有的工業體系及制造技術為eVTOL主機整機及核心系統的研制提供重要技術支撐。eVTOL上下游包括原材料、核心子系統、機體設計以及相關應用。主機廠主要承擔整機研發和集成工作，其上游子系統供應商為主機廠提供專業模塊組件。核心子系統主要包括能源系統、動力系統、飛控系統、通訊系統、導航系統以及機體六大類。而上海擁有世界級完整的交通運輸制造業，是中國最大的工業和技術基地之一，擁有如商飛及相關航空供應鏈企業和船舶、汽車、大飛機、航天器等優勢產業布局，具有豐富的產業鏈資源和技術儲備，對發展eVTOL上述主機與系列子系統，都提供了較好的技術基礎，形成國內其他區域短期內難以企及的比較優勢。其中，上海新能源汽車及航空技術的積累尤其有利于eVTOL技術難點的突破。eVTOL技術的難點在于三電系統(電池、電機、電控)，其產業鏈與新能源汽車產業鏈、航空產業鏈高度相似，具有高度關聯性。而上海在新能源汽車和航空領域有雄厚實力基礎，可利用固態電池、電控、通信、動力分布技術，支撐eVTOL在航空電動化領域的彎道超車。如，能源和動力系統可以借鑒上海新能源汽車的管理系統，而在飛控、導航、機體方面可以充分發揮上海航空制造業的經驗。
 

　　擁有較好的eVTOL產業人才儲備
 

　　eVTOL作為新型行業，短時間內缺乏具有一定專業水平的高素質人才，但是它卻與航空行業和新能源汽車行業以及互聯網緊密相關，因此入局eVTOL行業公司主要有三類，分別為以谷歌、騰訊為代表互聯網公司(擁有較為充裕的資金和軟件技術)，以波音、商飛為代表的航空公司(擁有航空技術的積淀和制造人才)和以大眾、吉利為代表的汽車公司(擁有三電技術和制造人才)，還有以這些公司人才為班底的新興初創公司。上海擁有以商飛、上汽、特斯拉等龍頭企業為代表的完備航空和新能源汽車產業鏈，在互聯網浪潮中也占據一席之地，因而擁有大量相關高端人才，可以快速地轉換為eVTOL產業所需人才。
 

　　先發的數字基建設施布局有利于eVTOL體系化發展
 

　　eVTOL發展需要高精度定位和實時通信。而上海在通信領域提前布局“天地一體”戰略，即通過城市內大量的通信基站和定位基站，可發揮低軌衛星和5G融合技術優勢，可以快速對eVTOL進行定位，及時生成飛行軌跡。因此，利用現有設施基礎，可以顯著提升eVTOL飛行控制精度，為未來eVTOL航線組網及體系化發展提供堅實的基礎。
 

　　上海聚焦發展eVTOL面臨的挑戰
 

　　eVTOL行業自身發展的四大基礎性要素是“天、地、人、機”，即空域、基礎設施、專業性人才、產業鏈配套。這些因素在過去十年尤其是最近兩三年發生了較大的變革，逐步成為eVTOL快速發展的原動力。但目前，在這四大基礎性要素發展方面，上海除了在eVTOL專業型人才方面處于較為明顯優勢、數字基建布局具備一定先發優勢之外，其他方面仍面臨較多的挑戰。
 

　　“天”—低空空域航線審批不易
 

　　上海在空域遇到的問題與其他城市相類似，即涉及到多方面監管主體，航線審批不易。同時民航航線的審批要考慮到氣象狀況、樓層高度密度以及航空器安全等因素，即便審批后航線認證周期也很長。
 

　　“地”—目前缺乏eVTOL部分必要基礎設施
 

　　交通部出臺相應規定，進一步大幅降低了eVTOL基礎設施要求。但是上海在eVTOL的必要配套設施方面仍存在著挑戰。硬件方面缺乏起降場、專用充電系統；軟件方面缺少標準化的檢查準則和維修條例，eVTOL使用壽命和安全難以得到保障。此外，在綜合管理方面，低空空域管控系統、飛行信息系統等也有完善的空間。
 

　　“機”—在eVTOL配套產業鏈及技術方面仍面臨挑戰
 

　　一是在三電技術方面亟需新技術路線突破。三電技術在eVTOL行業中發揮著至關重要的作用。目前現有的電池體系在能量密度、充電速度以及循環壽命方面還無法完全保障低空飛行器的需要，亟需固態、硅/鋰陽極或其他新技術路線突破。二是在高性能電機、飛控、先進復合材料等核心環節的自主研發能力需要有較大提升。尤其當eVTOL涉及到軍用場景時，這些核心技術更容易受到國外的技術封鎖。例如，在碳纖維機體制造方面，eVTOL飛行器制造領域復合材料比例高達70%，而碳纖維復合材料用量在eVTOL占比約60%-65%。但是目前世界碳纖維技術仍主要掌握在日本公司手中。三是當前eVTOL企業較多偏向于研發，需要在制造環節增強，保持齊頭并進的態勢。eVTOL成本構成中：機體結構占比15%、動力系統20%、能源系統15%、航電系統10-15%、飛控系統20%、電氣系統10%，此外還有其余一些機動成本。可見各個關鍵部件和系統的制造非常重要，而且可以牽引整個產業鏈體系的發展壯大，因此需要以研發優勢為引領，進一步延伸帶動制造體系發展。
 

　　此外，據《中國電動垂直起降航空器(eVTOL)行業發展白皮書(2024年)》顯示，eVTOL行業發展過程中主要面臨：一是適航認證周期長，認證標準尚未完善；二是行業相關政策法規和基礎設施都尚未完善，相關適航認證和監督的法律法規和標準空缺，使得eVTOL在短時間內難以實現大規模商業化。而這些問題也都是上海當前面臨的問題和挑戰。
 

　　推動上海加快布局eVTOL新賽道的路徑建議
 

　　鑒于上文所述，上海應聚焦eVTOL賽道，完善相關布局，構建特色競爭優勢，牽引低空經濟產業快速發展壯大。
 

　　爭取政策突破先行先試
 

　　一是在適航審定法規上加快細分政策制度探索創新。由空域管理部門積極和國際標準對接，借助國家空域改革釋放低空的契機，制定eVTOL的細分政策制度。尤其在航線審批方面，逐步探索實現eVTOL固定航線飛行(借鑒無人機飛行的做法，在符合安全要求的前提下，無需提前飛行計劃申請和審批，在報備飛行后自主飛行)；在飛行器裝備取證方面，加快推進eVTOL等一批新型消費通用航空裝備適航取證的速度。二是加強聯動探索跨城市空域飛行機制。在長三角區域內率先探索打造和構建空域一體化發展體系及機制。三是健全完善相關標準規范。針對eVTOL航空器和起降場、充電設備、檢修等配套設施內容等方面出臺必要的政策規范，設置嚴格準入門檻，加強eVTOL應用的安全性可靠性評估驗證，保障eVTOL生態良好發展。
 

　　推動技術創新和制造產業化聯動
 

　　充分發揮上海科技創新和產業創新趨于深度融合的優勢，積極推進和布局制造端，使eVTOL朝向高安全、低成本、更環保、智能化、精度化等方向發展。一是加大低空航空器研制力度，充分發揮上海本地高校和航空類科研院所的優勢，形成科研攻關合力，專注核心關鍵環節形成技術突破。二是加強技術與制造有效聯動，積極發展“院所設計+工廠制造”、“整機研制企業+關鍵材料及部件制造龍頭”等模式，發揮龍頭引領作用，瞄準智能駕駛、航空電池、新型機體制造、航路規劃等環節進行重點發力，提早布局研發+制造，逐步實現生態完善。尤其在碳纖維機體制造方面，應當加速國內碳纖維制造龍頭企業與eVTOL企業配合研發測試相關產品，在推動碳纖維需求結構向航空航天等高端化領域邁進的同時，為eVTOL提供所需關鍵部件材料制造，并推動實現相關認證及下游產品批量生產。
 

　　推動產業發展要素資源及設施優化配置
 

　　一是在場景應用方面，結合航空應急救援、傳統作業、物流配送等領域裝備需求，加快推進統標統型，提升eVTOL在不同應用市場的兼容性。二是在資金扶持方面，建立產業基金，在eVTOL研發、測試驗證、取證等各階段、全流程保持相應扶持。對于eVTOL運貨和載人航線以及引進相關人才給予一定資金支持。采取階段性獎勵等措施支持企業發展。三是在人才建設方面，設立專門的機構開展eVTOL駕駛員、操縱員等專業人才培訓。四是在相關設施配套建設方面，硬件上，加快起降場的標準化、智能化建設；軟件上，推進新能源汽車充電技術和航空飛行信息管理系統在eVTOL領域的優化移植，完善eVTOL發展良好生態。
 

　　原標題：【智庫之聲】快布加局eVTOL新賽道，助力上海低空經濟發展