文 | 钛资本研究院
在全球加速迈向低空经济时代的背景下,电动航空作为下一代交通的核心载体,已成为政策支持、资本追逐和技术创新的热点领域。各国政府纷纷布局,中国出台了交通领域碳中和实施方案,明确提出发展绿色航空,并在深圳和上海等地开展投资试点。欧美则通过法规豁免、空域开放和补贴计划推动电动航空的商业化落地。
市场方面,预计到2035年,全球电动航空市场规模将突破80亿美元,年复合增长率超过30%。城市公共交通、货物运输和应急救援等场景的需求激增,推动了电动航空的发展。同时,电池技术、氢能源应用和智能化导航系统的成熟将进一步降低运营成本,提升商业化的可能性。
eVTOL行业前景如何?有哪些投资机会?近期钛资本邀请亿维特(南京)航空科技有限公司的创始人任文广、钛资本董事总经理康建鹏进行分享。
任文广主持研制了中国第一款出口型预警指挥机及运8改型,曾参与ARJ21、空警200、ZDK03、蛟龙AG600等国内多个重大型号研制,为原上海飞机研究所驻陕飞工作组,在行业内被称为“邱家军”的主要成员。他拥有南京航空航天大学飞行器设计硕士,空气动力学学士学位。亿维特(南京)航空科技有限公司成立于2022年2月,公司专注于载人eVTOL(电动垂直起降飞行器)研发、制造,致力于UAM(Urban Air Mobility)未来空中出行解决方案。亿维特的ET9型电动垂直起降飞机于2024年3月原型机首飞成功,2024年12月申请TC认证并被受理。ET9机型起飞总量2.2吨,商载5人或500千克,航速每小时200公里,航程200-300公里。
康建鹏毕业于西北工业大学宇航工程专业,拥有丰富的投资经验,也是企业运营和市场策略的资深专家,在军工、高科技和医疗健康行业浸润20多年。主持人是钛资本董事总经理赵晖,以下为分享内容:
eVTOL的发展历程、市场前景与政策支持
电动垂直起降航空器(eVTOL)是一种完全依靠电力推进系统实现悬停、起飞和降落的航空器。其发展得益于电力推进技术和复合材料的重大进步,同时也反映了人们对出行方式的新需求。eVTOL的概念最早源于2009年NASA公布的技术概念机“海雀Puffin”,随后逐渐进入大众视野。2014年,美国航空航天学会(AIA)正式引入这一概念,而Uber在2016年举办的峰会上提出的“城市空中交通”概念进一步推动了eVTOL的普及。此后,美国的Archer、Joby和德国的Lilium等头部公司通过IPO进入资本市场,展示了这一市场的潜力。在中国,2023年亿航的多旋翼机型获得全球首张有限制的TC证,标志着eVTOL在国内的正式起步。
eVTOL的应用场景广泛,包括载人客运、货运、公共服务、国防军事、警务安防以及私人飞行等。未来,eVTOL有望成为城市交通的重要组成部分,提供更高效、环保的出行方式。
国际知名咨询公司对eVTOL的市场前景持乐观态度:罗兰贝格预计,到2025年,全球投入使用的载客无人机数量有望达到3000架;到2050年,这一数字将增长至16万架。摩根斯坦利预计,中国将成为全球最大的eVTOL单一市场,到2030年,该行业的GDP贡献将达到260亿美元(约合2000亿人民币),到2040年市场规模将达到1万亿美元(约合7万亿人民币),到2050年市场规模将达到9万亿美元。
从产业链来看,eVTOL产业涵盖上游、中游和下游三个环节。上游:包括材料、零部件制造和研发设计等。中游:以eVTOL飞行器为核心,承载整个产业链的发展。下游:涉及运营服务、维护保养和市场推广等。
eVTOL作为整个低空经济的核心,其发展离不开国家政策的支持。政府的政策支持和资金投入对eVTOL的发展至关重要。企业需要积极与政府合作,推动技术的商业化应用。
2022年12月,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035)》指出:“大力发展度假休闲旅游,拓展多样化、个性化、定制化旅游产品和服务,加快培育海岛、邮轮、低空、沙漠等旅游业态,释放通用航空消费潜力”。在政策激励和市场需求双重驱动下,低空旅游将会进入快速发展阶段。23年10月,《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035)》首次明确提出要发展eVTOL,2025年实现试点运行多地政府发布低空经济产业政策。23年12月,中央经济工作会议将低空经济列入重点打造战略性新兴产业。从中央的顶层设计,飞行管理、空域管理以及飞行安全管理等政策法规,到地方各级政府的规划与举措层日臻完善。
eVTOL产业发展的挑战、趋势与技术选择
亿维特团队于2022年2月正式进入电动垂直起降航空器(eVTOL)赛道,至今已满3年。创业前,我们看到了2020年5月欧洲航空安全局发布的关于eVTOL市场审定的基础文件,认为这是推动研发方向走向产品化的重要基础。然而,当时产业链上下游资源匮乏,尤其是航空高压电器、高功率密度电机和电芯等关键零部件供应不足。团队最初依赖工业级无人机供应链,逐步搭建起初期的技术体系。随着近年来的产业发展,中航工业体系内成立了低空经济和民机事业部,推动了大飞机零部件的低成本转化,为行业提供了基础支持。同时,创业型企业也逐渐发展起来,能够提供更完善的解决方案。新能源行业供应链也在积极拥抱低空领域,包括电池电芯、电机和飞控系统等。
产业链上下游逐渐成熟,下游应用也越来越丰富。最初,行业内普遍追求快速推出样机,但随着下游应用接近市场化,行业更加注重产品安全性和可靠性。新能源汽车产业链的成熟为eVTOL发展提供了支持,例如汽车电机行业龙头-上市公司珠海英博尔对eVTOL企业的投资就体现了产业融合的趋势。
eVTOL是新能源和航空产业链的结合,集合了大飞机的可靠性和无人机的起降便利性,为市场提供了广阔的可能性。eVTOL具备垂直起降、分布式推进等优势,安全性更高,环保、低噪音和智能化表现突出,使用成本低,适合高频次使用。中国通航公司数量众多800多家,但规模较小,平均机队规模3-15架,飞行器保有量少。未来规划显示,到2040年,中国飞机保有量将大幅增长,eVTOL有望成为支撑这一增长的重要力量。
eVTOL有几种主要技术构型:
1、多旋翼构型:技术实现相对简单,但飞行速度和距离受限,适合短距离飞行体验和景区点对点运输。
2、复合翼构型:亿维特采用的构型,结合了多旋翼和固定翼的优点,具备更大的载重量(可达4-5人)和更高的飞行速度(200公里/小时以上),适合城市间200公里航线任务。
3、倾转旋翼构型:虽然飞行速度更快,但更适合舰载等特定场景,不适合中国市场。
技术路线的选择应基于应用场景和商业化目标。目前,国际上多旋翼和复合翼构型的应用较为广泛,选择何种技术路径取决于具体使用场景和目标。
eVTOL产业发展的关键技术、人才挑战
eVTOL作为一种新兴技术,涉及复杂的系统工程,融合了机电一体化和智能化技术。在发展过程中,关键技术的成熟度和应用场景的适配性至关重要。
1.关键技术的成熟度
eVTOL飞行器的设计和制造涉及到众多领域的技术,如电池技术、电动机、复合材料、自动驾驶等。这些技术的发展对于提高eVTOL飞行器的性能至关重要。
低空通讯导航监测系统:作为基础技术,低空通讯导航监测系统是eVTOL运行的关键。政府的介入和资金投入推动了这一系统的建设,为eVTOL的商业化应用提供了重要支持。
高性能电池和推进系统:高性能电池和轻量高效的电机电推进系统是eVTOL的核心技术之一。这些技术的成熟度直接影响eVTOL的性能和市场竞争力。
自动驾驶和飞行控制技术:自动驾驶和飞行控制技术是eVTOL实现商业化运营的关键。这些技术需要满足高可靠性和安全性要求,以确保飞行安全。
空域管理与避障系统:eVTOL的飞行密度和航线管理与传统民航飞机有显著差异,因此空域管理和避障系统是未来发展的重点。空域的数字化孪生平台和多旋翼技术已经取得突破,但复合翼和倾转旋翼技术仍面临挑战。
未来三年内,高性能电池和轻量高效的电机电推进系统将是技术突破的重点。自动驾驶和飞行控制技术需要进一步提升,以满足商业化运营的要求。空域管理和避障系统是未来发展的关键,需要持续投入和创新。
2、行业发展与人才支持
中国在eVTOL领域的发展迅速,过去一年多取得了显著进展。目前,起飞重量超过两吨的eVTOL原型机成功首飞的已有六个主机厂,被称为“中国六小虎”,其中包括亿维特、峰飞、沃飞长空、时的科技、沃兰特和御风未来。这六家主机厂的发展速度令人鼓舞,尽管面临技术挑战,但已经取得了重要突破。
eVTOL行业的发展离不开高素质的人才支持。然而,人才短缺是当前行业面临的主要挑战之一。eVTOL需要汇聚航空、新能源、智能制造和人工智能等多领域的人才,这对企业的组织和管理能力提出了很高要求。
人才获取与团队稳定性需要关注以下几点:
识别和使用人才:企业需要快速识别和聚焦专业人才缺口,并在短时间内了解候选人的背景和诉求,以满足企业需求。
提供有竞争力的薪资和激励机制:除了有竞争力的薪资,企业还需要通过股权激励等方式,确保团队成员的稳定性和成就感。
跨领域人才的融合:新能源领域的人才在eVTOL行业中扮演重要角色。企业需要吸引和留住这些人才,以推动技术进步。
eVTOL行业的快速发展导致人才流动频繁,这对产品的稳定性和持续性提出了挑战。稳定的团队是产品迭代和持续改进的关键。企业需要通过长期的团队建设和人才培养,确保技术的稳定性和产品的可靠性。
eVTOL产业的政府支持、投资机会与未来展望
1、政府支持与政策环境
eVTOL(电动垂直起降航空器)行业在全球范围内都得到了政府的大力支持。在美国和欧洲,政府通过订单支持和资金补贴等方式推动行业发展,这与中国当年发展新能源汽车时的政策支持非常相似。尽管在过去一两年中,中国政府似乎没有推出类似的全面支持措施,但康建鹏认为,中国政府在这一领域更具远见。在过去一年中,中国各地政府已经出台了许多支持政策,未来几年内,政府必将进入一揽子支持性政策和行动措施的阶段。亿维特等企业也将受益于地方政府的支持。
2、产业链的中国化与国际竞争力
围绕eVTOL主机的产业链在中国已经全方位形成,从飞行器主机到空管、通讯和地面系统,全部由中国企业设计、制造和建设。未来,中国有望形成自己的行业标准,并将这些标准输出到国际市场,就像高铁和新能源汽车一样。未来中国的低空经济和低轨卫星网络将为全球60%甚至80%的人口提供服务,这些人目前无法消费波音、空客等大飞机的服务。发展eVTOL产业不仅是为了满足国内需求,更是为了打造一个“第二民航产业”,并最终与美国企业在全球市场展开竞争。
3、投资机会与企业战略
亿维特的国际化战略是必然的,未来将不仅输出产品,还会输出标准和服务体系。中国企业的国际化将对其他地区产生深远的战略影响,尤其是在东南亚等地区。尽管行业热度持续,但企业需要谨慎评估风险,并确保在时间轴上实现切实的进展,让投资者和政府看到实际成果。
4、技术独立与商业化路径
亿维特在技术方面坚持关键核心技术的独立性,依托电推进系统和飞行器主机的研发优势,不断挑战自我,实现目标。同时,亿维特也在积极探索商业化路径,将技术转化为商业价值。企业在技术开发和商业化之间需要找到平衡,既要保持技术领先,又要确保产品的市场竞争力。
问答
Q1:如何看待eVTOL技术程度与资金问题的平衡?
A:在eVTOL(电动垂直起降航空器)这一新兴赛道中,技术成熟度与资金管理是企业能否成功的关键因素。尽管失败和破产在创业领域是常态,但在电动航空领域,中国有望凭借新技术竞争脱颖而出。任文广强调,企业在发展过程中需要平衡好技术、资金和人才三方面的关系。
企业在技术发展上需要设定合理的里程碑和阶段性目标,以确保资金的有效利用。资金的获取和使用效率至关重要,企业必须将资金花在刀刃上,以实现技术突破和产品迭代。技术过于超前可能并不适合航空业的谨慎特性,因为安全始终是航空领域的核心竞争力。因此,企业在技术路线选择上需要谨慎,避免因技术方向错误而导致的灾难性风险。
人才是eVTOL行业的核心竞争力之一。企业不仅要找到合适的人才,还要确保团队成员在目标和行动上保持一致。团队的稳定性和文化至关重要,尤其是在面对重大挑战和机遇时。团队成员之间的矛盾可能比没有矛盾的概率更大,因此建立一个稳定、高效的团队是企业成功的关键。
资金的获取是企业发展的基础,但如何使用资金同样重要。企业在与投资者沟通时需要提出合理的里程碑和阶段性条件,确保资金的使用效率。企业需要在资金使用上做到精准高效,以实现更多价值。此外,企业在资金管理上需要具备灵活性,以应对市场和技术变化。
尽管eVTOL行业面临诸多挑战,但我们对中国的行业发展前景持乐观态度。国家对eVTOL的认可和支持为行业提供了良好的发展土壤。目前,亿维特和部分企业已经实现了原型机的首飞和快速迭代,为下一步的快速发展提供了先决条件。就像新能源汽车行业的发展历程一样,eVTOL行业在中国有望孕育出更多优秀的企业和投资机会。
创业本质上就是解决问题的过程。企业在发展过程中需要逐步形成技术壁垒和专业壁垒,这些壁垒将成为企业未来发展的护城河。风险是创业的一部分,没有风险就不是真正的创业。企业在面对风险时需要保持平常心,通过合理的资金管理、技术路线选择和团队建设来降低风险。
Q2:国内产品有没有比较核心的卡脖子核心技术?有哪些技术难点?
A:eVTOL(电动垂直起降航空器)是航空产业链和新能源产业链的结合点,而中国在这两个产业链上都不缺基础。从孤立角度看,中国在设计方面没有不可逾越的堵点,不存在颠覆性的挑战。目前,行业关注的焦点主要集中在电池领域,尤其是高能量密度、高倍率电池的研发推进。虽然这不是中国的短板,但全球都在等待这一领域的突破,而中国在固态电池等方向上具有一定优势,有望在航空领域取得较好应用。
此外,电推进系统和航空电通信系统在国内的启动时间比国外稍晚。一些同行采用斯洛尼亚的EMRAX电机实现首飞,但EMRAX系列本身并非为飞机的生存特性设计,而是外转子设计方案,在飞行状态下存在防护性等方面的提升空间。目前,中国在航空电池和电推进系统方面已有创新企业参与,大厂也在向这个方面聚焦,依托中国产业链的支持,这些难点在未来会有较大提升,虽不算颠覆性进展,但要做好仍需时间和应用尝试。亿维特自研的电机就已经取得了极大的进步,单桨拉力已达650公斤。
Q3:如果采用国外的这些电机,对整体设计有哪些影响?
A:eVTOL(电动垂直起降航空器)的电推进系统(EPS)在设计和应用中面临一些挑战。首先,电推进系统的效率可能并非处于最优状态,尤其是在升力段时,其设计可能并非最理想。任文广指出:电机、电控和螺旋桨需要作为一个整体进行一体化设计,以达到最佳效率,但目前这些组件往往是选配组合,未必能达到最优效果。
此外,飞机控制过程中对响应速率有特定要求,电机和电控系统可能需要开发一些特殊功能,例如在平飞阶段锁定螺旋桨、调整响应频率以及在降转速时启用反向功能等。这些功能都需要根据具体需求进行定制开发。然而,国外供应商是否能够配合原厂商进行这些升级和定制存在不确定性。
过度依赖国外供应链可能存在潜在风险。特别是对于飞机这种具有战略意义的产品,美国可能会通过其空军的敏捷项目等手段对相关技术进行限制,导致“卡脖子”问题。破产的德国Volocopter就是因为美国电机问题错失了法国奥运会上的商用飞行。因此,企业在开发eVTOL时需要考虑供应链的自主性和安全性,以避免因外部因素而受限。
Q4:未来国内的企业在动力系统这块都应该走自研的道路吗?
A:航空工业的发展历史表明,核心分系统的外部依赖在早期阶段是行不通的,只有在相对成熟期,由于专业化分工,才可能进行剥离。投资人也关注到类似问题,包括飞控领域,主机厂商可能会自行开发相关系统,这与新能源汽车行业的发展历程相似。这符合产业发展的规律,尤其是在航空工业中。
动力系统一直是中国航空人几代人的痛点,因为“缺机少心”无法进行正向设计。然而,亿维特在电推进系统方面取得了重大突破,其电机性能与世界最先进的美国产品相当,扭矩和拉力等指标来看,已经可以媲美。企业必须自主进行技术研发,否则就会出现各种不同形状但实际性能不佳的产品。天底下能飞的鸟长得都一样,只有那些飞不远或不能飞的鸟才长得不一样。这表明,只有掌握核心技术,才能确保产品的性能和竞争力。
Q5:采用哪些工艺流程,或者设计方法,可以达到提高拿TC证的效率?
A:在eVTOL(电动垂直起降航空器)的发展过程中,适航认证是一个关键环节。eVTOL的适航认证需要经过严格的设计验证、地面实验和试飞等环节。对于大型飞机,适航条款(如25部)通常包含300到400条要求,而eVTOL的专业条件相对较少,大约70到100条。尽管如此,适航认证的难度依然很高,尤其是对于电动航空这一新兴领域,审查方和被审查方都需要经历一个摸索过程。
审查方(如民航局)对电动航空这一新兴技术持谨慎态度,因为一旦签署适航意见,审查员需终身负责。因此,审查员需要企业证明其设计和流程的可靠性,而不是逐项审查每一个细节。审查资源有限,民航局的审定处人手不足,难以应对大量项目。例如,华东局的审定处仅有10人,分成三个专业组,负责飞机、飞艇、气球等多个子系统的审查。
被审查方(如eVTOL制造商)需要证明其设计和流程的可靠性,通过严格的测试和验证来满足适航要求。企业需要展示其体系保障能力,确保每一个环节都符合标准,以减少审查员的疑虑。
目前,民航局采用区域审查的方式,由六个分局负责不同地区的审查任务。例如,江浙地区的审查由华东局负责。为缓解人手不足的问题,南京航空航天大学成立了审定研究院,承接华东局的部分任务,提供更多的专业支持。
企业需要在关键技术节点上取得突破,展示其研发速度和效率。例如,亿维特在电推进系统方面取得了重大突破,其电机性能已达到世界先进水平。企业需要通过严格的测试和验证,证明其设计和流程的可靠性,以获得适航认证。
Q6:未来几年针对eVTOL动力能源的选择,固态电池和氢能,哪个您更看好?
A:尽管氢能在能量密度上有一定优势,但其在实际应用中存在诸多限制,相比之下,固态电池可能是更优的选择。氢能在同等重量下可以达到约1000瓦时/公斤的能量密度,但需要配备氢燃料电池系统和储氢罐,这增加了系统的复杂性和重量。目前成熟的锂电池系统能量密度约为300多瓦时/公斤,打包后实际使用效率约为270-280瓦时/公斤,约为氢能的三到四倍。
氢能系统无法实现大功率放电,这限制了其在需要高功率输出的场景(如起飞和着陆)中的应用。因此,氢能系统无法单独使用,必须与锂电池混合使用。氢罐的体积较大,即使在同等重量下,其内部空间利用率较低。无论是载人还是载物,内部空间都是一个重要的指标,因此氢能在空间利用上显得不够实用。
固态电池未来有望达到500-600瓦时/公斤的能量密度,封装效率可提升至90%以上,实际使用中接近500瓦时/公斤。这使得固态电池在能量密度上与氢能的差距大幅缩小,甚至在某些应用场景中可以达到相近的水平。固态电池的充电方式更为便捷,不需要复杂的氢气储存和加注设施,这在实际应用中具有显著优势。固态电池在载人和载物的场景中更具优势,尤其是在需要高效利用内部空间的情况下。对于小型无人机或任务载荷较小的场景,氢能可能有一定的应用机会,但在大型航空器中,固态电池可能是更优的选择。
钛资本研究院观察
eVTOL应用场景广泛,涵盖载人客运、货运、公共服务、国防军事、警务安防以及私人飞行等,未来有望成为城市交通的重要组成部分。罗兰贝格预计到2025年全球投入使用的载客无人机数量有望达到3000架,到2050年将增长至16万架;摩根斯坦利预计中国将成为全球最大的eVTOL单一市场,到2030年该行业的GDP贡献将达到260亿美元,到2040年市场规模将达到1万亿美元,到2050年市场规模将达到9万亿美元。
eVTOL产业发展离不开国家政策支持,政府的政策支持和资金投入至关重要。2022年12月,中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要(2022-2035)》指出要加快培育低空旅游业态,释放通用航空消费潜力。2023年10月,《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035)》首次明确提出发展eVTOL,2025年实现试点运行,多地政府发布低空经济产业政策。2023年12月,中央经济工作会议将低空经济列入重点打造战略性新兴产业,从中央到地方的政策法规和规划举措日益完善。