低空经济专题eVTOL蓄势待发三电系统有望受益

低空经济专题:eVTOL蓄势待发,三电政策催化下的万亿级产业机遇与投资价值分析eVTOL多重优势电动垂直起降飞行器具备环保、经济、便捷等多重优势eVTOL多重优势电动垂直起降飞行器具备环保、经济、便捷等多重优势,有望成为低空经济重要载体,商业化进程加速推进技术壁垒显著电动航空领域对三电系统提出更高性能要求,已有布局厂商有望获得先发优势和较高客户黏性政策密集催化2023年下半年以来,"低空经济"进入政策密集催化期,从中央经济工作会议到政府工作报告,低空经济战略地位持续提升三电系统机遇电池、电机、电控三电系统成本占比高达45-50%,在eVTOL广阔市场规模带动下,产业链上游市场空间广阔低空经济政策与市场政策演进历程、应用场景分布、万亿级市场规模预测02eVTOL技术优势核心特点分析、与传统交通工具对比、竞争优势解析03资质认证体系适航认证流程、国内厂商进展、商业化路径分析0405三电系统机会投资建议与风险产业链图谱、成本结构、技术要求、厂商布局情况受益标的梳理、投资逻辑总结、关键风险提示第/章:政策密集催化,万亿市场可期低空经济作为战略性新兴产业,正处于政策密集催化期。从概念提出到战略定位,政策支持力度持续加码,为行业发展奠定坚实基础。低空经济政策演进历程2009年:概念首提中国民航大学李卫民副教授在"中国通用航空发展研究"课题研讨会上首次提出"低空经济"概念2023年10月:技术路线《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》明确:到2025年电动通航飞机投入商业应用,eVTOL实现试点运行2023年12月:空域改革《国家空域基础分类方法》发布,将空域划分为7类,非管制空域的划分为eVTOL商业化奠定基础2024年3月:实施方案《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》印发,明确到2030年形成万亿级市场规模目标112233445566772021年2月:纳入规划"低空经济"写入《国家综合立体交通网规划纲要》,标志着从学术概念上升为国家战略2023年12月:战略定位中央经济工作会议提出"加快发展低空经济等若干战略性新兴产业",将低空经济提升到战略高度2024年3月:写入报告"低空经济"首次写入政府工作报告,提出"积极打造低空经济等新增长引擎"低空经济+农业植保无人机在农林业中应用广泛,通过精准施药、智能监测等手段,显著提升农业生产的精细化管理水平,降低劳动强度,提高作业效率低空经济+物流有助于缓解地面物流承载压力,满足小批量、高频次的即时性货物配送需求,特别在偏远地区、应急救援等场景优势明显低空经济+旅游满足旅游休闲、探险、运动等多元化消费需求,提供独特的空中观光体验,并带动周边配套产业发展,创造新的经济增长点低空经济+巡检可实现无人夜间值守、高效低空数据采集、突发事件及时响应,在电力巡检、管道监测、桥梁检查等领域大幅提高巡逻与巡检效率low空经济+消防能够绕开复杂拥堵路段,快速抵达救援现场,进行高效的空中侦察、物资投送和人员救援,为消防救援提供新的技术手段低空经济+交通以eVTOL等新型航空器为平台,解决城际交通出行问题,缓解地面交通压力,为城市立体交通网络建设提供创新解决方案低空经济对于构建现代产业体系具有重要作用2未来随着低空经济产业链的逐步成熟,下游应用场景有望持续拓展,形成多元化、立体化的产业生态,万亿级产业规模可期2万亿级市场规模目标明确国家发展改革委政策研究室主任金贤东(2024年4月):当前我国发展低空经济已经具备较好基础;低空经济是前景广阔的战略性新兴产业,积极稳妥推动低空经济发展意义重大、前景光明2工业和信息化部副部长单忠德(2024年4月):低空经济是新兴产业未来发展的重要方向,将来/定会形成万亿级产业规模2据中国民用航空局副局长韩钧表示,低空经济作为战略性新兴产业,既包括传统通用航空业态,又融合了以无人机为支撑的低空生产服务方式,在工业、农业、服务业等领域应用广泛2政策的持续推动和多领域应用的快速拓展,为低空经济产业发展提供了强劲动力2电动垂直起降飞行器(eVTOL)作为低空经济的重要载体,凭借其"载人+电动"的核心特点,在环保性、经济性、便捷性等多个维度展现出显著优势,有望成为未来城市空中交通的主流解决方案2eVTOL核心特点与定位什么是eVTOL?eVTOL全称为ElectricVerticalTakeoffandLanding(电动垂直起降飞行器),是低空经济的重要载体之/2其主要特点在于"载人+电动",与现有航空器形成空域互补2与直升机的区别采用纯电动驱动系统,摆脱对传统航空燃油的依赖,实现零排放运行,更加环保且运营成本更低与无人机的区别主要以载人为主,需满足更高的安全性和舒适性要求,适用于城市空中交通、观光旅游等场景运行高度特点由于采用电池加电机的动力总成,eVTOL不具备长时悬停能力,飞行高度通常不超过600米,运行高度基本处于300米以下,与现有轻型无人机和通用航空形成空域互补eVTOL与传统交通工具全面对比相对地面交通的时间优势eVTOL相对电动汽车在特定场景下具备显著的时间优势,能够直线飞行、避开地面交通拥堵,大幅缩短通勤时间2在城市核心区域之间的快速通勤、机场接驳等场景中,时间效率优势尤为明显2相对传统航空器的经济与环保优势与以传统化石能源为燃料的空中交通工具相比,eVTOL更加环保,实现零排放运行2同时,与传统燃油直升机和固定翼飞机相比,eVTOL在速度、航程、单位能源成本与运营成本等方面均具有较大优势2此外,eVTOL无需借助跑道即可实现垂直起降,相对于固定翼飞机具备显著的便捷性2eVTOL性能参数对比分析关键参数JobyS2eVTOL罗宾逊R22直升机Van'sRV-7固定翼座位数222起飞重量(lb)2000最大商载(lb)390389460巡航速度(mph)航程(mile)价格($)200,000291,700每英里能源成本($)0.050.530.27每英里运营成本($)0.200.44数据来源:《电动垂直起降飞行器的技术现状与发展》。从对比数据可以看出,eVTOL在能源成本和运营成本方面具有压倒性优势,每英里能源成本仅为传统直升机的约1/10,运营成本优势同样显著,这为其商业化运营奠定了坚实的经济基础。eVTOL作为全新的航空器类型,在商业化运营前需经过严格的多重资质认定流程。高技术壁垒和长认证周期构成了显著的行业进入壁垒,已获得关键资质的厂商将占据先发优势。eVTOL四证认证体系详解型号合格证(TC)核心关键,难度最大。用以证明民用航空产品符合相应适航规章和环境保护要求,是准予其进入市场商业运营的前提条件03运行许可证(OC)针对运营企业的资质认证,证明其具备安全运营eVTOL的能力,包括运营管理、维护保障、人员培训等体系02生产许可证(PC)证明生产企业具备按照型号设计要求批量生产合格产品的能力,包括生产设施、质量管理体系等方面的认证04单机适航证(AC)针对每架具体飞行器的认证,证明该架飞机符合适航要求并处于安全可用状态,方可投入商业运营口口认证时间周期:前三证从申请到审批预计通常需要约3-5年时间,整体资质获取流程时间较长,构筑了较高的行业进入壁垒条件2亿航智能:全资质领先100%全部核心资质重大里程碑:亿航智能EH216-S无人驾驶载人航空器相继于2023年10月、2023年12月、2024年4月取得型号合格证(TC)、单机适航证(AC)、生产许可证(PC),成为国内首家获得全部核心资质的eVTOL厂商,已具备商业化运营峰飞科技:吨级突破技术突破:2024年3月,民航华东地区管理局向峰飞科技公司颁发V2000CG无人驾驶航空器系统型号合格证,这是中国民航系统颁发的首个无人驾驶吨级电动垂直起降航空器型号合格证,标志着大载重eVTOL技术取得重大进展。吨级eVTOL的认证突破,为未来载人和大型货运eVTOL的发展开辟了道路,具有重要的示范意义。全球主要eVTOL厂商布局进展汽车企业丰田-JOBY:S4获美国FAA特殊适航证汽车企业丰田-JOBY:S4获美国FAA特殊适航证,计划2025年商用现代:SA1设计阶段,计划2026年商用.吉利-沃飞长空:AE200进入适航审定,计划2025-2026年获证科技公司.腾讯-Lillium:Jet7座版获欧盟批准,计划2026年商用.英特尔-Volocopter:VoloCity完成首飞.谷歌-Opener:Blackfly小规模生产航空制造商.波音-WiskAero:PAV完成首飞.贝尔:Nexus6HX样机研发,计划2025年商用巴西航空-Eve:完成风洞测试,计划2026年标准优化1进/步优化航空器适航标准,使其更贴合eVTOL等新型航空器的技术特点模式创新2创新审定模式,提高审定效率,缩短认证周期,加快产品上市速度能力提升3提升适航审定能力,培养专业审定人才,建设先进测试设施2024年3月发布的《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》明确提出:推进电动垂直起降航空器(eVTOL)等/批新型消费通用航空装备适航取证。2024年3月,民航局举行的低空经济发展专题新闻发布会也提到:进/步提升适航审定能力,优化航空器适航标准、审定模式与技术。在政策的持续推动下,适航取证体系的不断完善有望显著缩短eVTOL的认证周期,加速其商业化进程。已获得型号合格证的厂商将在市场竞争中占据有利位置,享受先发优势。全球电动飞机产业链的上游包括电池、电机、电控、飞控系统等核心部件,其中三电系统(电池、电机、电控)在电动航空器的成本中占据重要地位,成本占比高达45-50%,是产业链中的关键环节2上游:核心零部件供应包括电池系统(宁德时代、孚能科技、国轩高科等)、电机系统(卧龙电驱等)、电控系统(蓝海华腾等)、飞控系统及其他关键部件供应商,构成eVTOL的核心技术基础中游:整机制造企业包括传统整机企业(中国商飞、空客、波音等)、新势力整机企业(亿航智能、沃飞长空、Lilium、Joby等)以及跨界布局的传统车企(吉利、丰田、现代等)下游:运营服务体系包括起降点基础设施建设、运营租赁服务、维护保障服务、空中交通管理系统等配套服务体系,支撑eVTOL的商业化运营航电与飞控能源系统推进系统结构与内饰航电与飞控能源系统组装三电系统占据核心地位45-50%三电系统成本占比以Lilium的eVTOL产品为例,推进系统(包含电机、电控)与能源系统(电池)成本占比达到50%2据科工力量访谈,三电系统在电动航空器的成本构成中占比约45%至50%,占据绝对核心地位2这/成本结构特点意味着,三电系统供应商将在eVTOL产业链中获得重要的价值分配,市场空间广阔2eVTOL市场规模预测与三电系统机遇全球eVTOL市场规模快速增长据《中国电动垂直起降航空器(eVTOL)行业发展白皮书(2024年)》预测,到2035年,全球eVTOL累计市场规模有望达到1600亿美元,展现出巨大的市场潜力。三电系统价值占比在整机成本中的份额45%720三电系统市场规模2035年约720亿美元由于三电系统在电动航空器中的占比较高(45-50%),随着全球eVTOL市场的持续发展,三电系统市场规模有望持续扩大。按照保守估计,2035年全球eVTOL三电系统市场规模有望达到700-800亿美元,折合人民币约5000-6000亿元,未来空间广阔。投资启示:在eVTOL广阔市场规模的带动下,产业链上游的三电系统市场有望蓬勃发展,已有布局的厂商将显著受益于行业需求的快速增长。永磁同步电机成为主流方案永磁同步电机具备高功率密度、高效率、良好的动态响应和可控性等优势,有望成为电推进动力系统中最具前景的方案之/2目前包括JobyS4、ArcherMidnight等多款主流eVTOL产品均采用永磁同步电机方案2径向磁通vs轴向磁通径向磁通永磁电机:在相同气隙面积和相同最大转子线速度下功率更具优势轴向磁通永磁电机:径向空间利用率高,在长径比较小的场合功率密度和转矩密度具有优势,多应用于十千瓦级至百千瓦级的直驱式推进电机系统eVTOL电机的特殊要求转矩密度要求更高:eVTOL在悬停起飞、巡航飞行、悬停着陆时均需电机提供较高转矩并连续驱动2在单个螺旋桨故障等特定情况下,需要比悬停时更高的转矩输出2直驱方式优先:出于控制噪音以及可靠性等考虑,eVTOL更偏好于无齿轮箱的直驱方式,这对电机本身的高转矩性能提出了更高要求2轻量化需求:eVTOL对重量极为敏感,较高的电机重量会降低乘客数量和有效载荷,影响产品竞争力22020年12月:战略合作万丰奥威与卧龙电驱签署战略合作协议,在电动航空产业、电动航空电机及驱动器、电机轻量化等领域开展深度合作2023年4月:课题验收卧龙承担的民航局"电动航空器电动力系统适航要求和关键验证"课题研究顺利通过专家组验收2023年10月:事业部成立卧龙与商飞北研共同打造的"航空电动力系统事业部"正式揭牌成立1122334455662021年4月:沃飞合作沃飞长空与卧龙电驱全球中央研究院达成战略合作,围绕新能源无人机、载人机的整机设计、产品研发等开展深度合作2023年8月:实验室共建卧龙与航科院签订战略合作协议,共建"新能源航空器电动力系统适航验证实验室"2023年12月:领军企业卧龙电驱作为唯//家电动力系统企业成功入选《2023中国低空经济领军企业TOP20》卧龙电驱是电动航空适航标准专业委员会发起单位,在电动航空领域布局多年,与主要整机厂商建立了深度合作关系,有望在eVTOL电机市场中占据领先地位2电机控制器用于控制电机速度、角度和方向,具有体积小、质量轻和功率密度高的特点2据《电动航空器电推进系统动力电机控制器技术规范》(征求意见稿),电控必须满足高压、高功率和高空等严酷环境的要求才能装机使用2.体积优势:SiC材料击穿电场强度约为Si材料的10倍,器件更薄、损耗更小,能减小电容器容值需求,降低控制器体积.功率密度提升:SiC材料熔点高、导热系数大,在相同条件下耐温更高、热阻更低,可配备更小散热器,进/步提升功率密度.效率优势:SiC器件开关速度更快、开关损耗更小,整体系统效率更高蓝海华腾积极布局据蓝海华腾2024年3月投资者关系活动记录表,凭借公司十余年电控技术的积累,在电动飞行器方面公司早期已有相关布局2重大专项项目:公司取得深圳市科技创新委员会重大专项项目《重202317N101电动飞行器用协同容错构架高精准电机驱动控制器设计与开发》,通过对电动飞行器的控制算法和电机驱动控制器的关键技术研发,实现电动飞行器高功率密度电机控制器设SiC技术储备:据公司2023年年报,公司基于SiC器件的飞行器电机驱动器研究项目已进入开发阶段,技术储备充分2eVTOL电池的严苛性能要求尽管eVTOL电池供应体系与新能源汽车领域存在重叠,但eVTOL对动力电池的性能要求远高于电动汽车,主要体现在以下几个方面:能量密度要求目前eVTOL电池已达到285Wh/kg,高于常见乘用车用锂电池2但285Wh/kg尚