电动飞机路线图明确,“飞的”何时飞入寻常百姓家?

时的科技E20 eVTOL。

十月中旬,低空经济发展迎来重要里程碑。

先是工信部等四部委印发的《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035年)》(以下简称“《纲要》”)明确了具体的时间表,到2025年电动通航飞机投入商业应用,电动垂直起降航空器(eVTOL)实现试点运行,氢能源飞机关键技术完成可行性验证。其中,关于eVTOL以及相关动力电池技术的规划引发关注。

此外,中国民航局为亿航智能EH216-S型号载人无人驾驶航空器颁发型号合格证 (TC),这也是全球首张eVTOL型号合格证;时的科技倾转旋翼电动飞机E20 eVTOL获得由中国民用航空华东地区管理局颁发的特许飞行证。

Co-Found智库新能源行业研究负责人薛云南认为,电动飞机的到来是航空飞行领域新能源转型和升级的重要里程碑。时的科技创始合伙人蒋俊在接受新京报贝壳财经记者采访时表示,从目前市场的发展来看,2025年实现商业化、eVTOL实现试点运行是没有问题的,eVTOL预计2026年开始商业化,2028年左右实现大规模商业化推广。

“目前eVTOL商业化仍面临着诸多挑战,首先价格还是比较贵,单程十几分钟的价格是2000元;其次乘坐体验仍需改善,目前一些小型机器仍需佩戴耳机。”蒋俊表示。

资本抢占风口:谁在布局eVTOL

从概念层面来看,相对垂直起降航空器(eVTOL),电动飞机的范围更大,蒋俊表示电动通航飞机是指固定翼类飞机,需要跑道进行起降。

eVTOL则是不需要跑道进行起降的飞机。更为具体来看,通航飞机并不是传统意义上的客机;通航飞机主要包括特种作业、观光等用途的小型飞机,比如飞播造林、喷洒农药、景区观光等。按照蒋俊介绍,eVTOL的场景主要是景区内空中游览,城际和城市空中出行,这两个市场是蓝海市场。

IDC中国研究经理王博认为,eVTOL被认为是未来出行的重要潜在发展方向,从行业巨头到初创公司,大量企业均对这一领域有所投入,全球掀起了一波飞行汽车与eVTOL的创业热潮,国内热潮也在持续。从融资情况来看,2021年共有6家eVTOL企业实现融资,2022年共有超过10家eVTOL企业实现融资,今年以来也有包括时的科技、御风未来等多家公司宣布完成融资,截至目前,eVTOL行业整体融资超百亿美元。

记者不完全梳理发现,目前全球有超300家企业布局eVTOL,其中包括Joby、亿航智能、时的科技等专注eVTOL领域的科技企业;也有波音、空客、贝尔、巴西航空工业等传统航空企业巨头;此外,保时捷、丰田汽车、戴姆勒、大众汽车、现代汽车、吉利汽车、小鹏汽车等众多车企以及谷歌、英特尔、腾讯、Uber等科技巨头也在纷纷抢占eVTOL赛道。

从技术层面来看,蒋俊认为,飞机本身是成熟的,只是换了一种新的能源方式,需要不断进行能源方式替换的验证。

而从产业链层面来看,eVTOL的核心子系统主要包括能源系统、动力系统、飞控系统、通讯系统、导航系统以及机体六大类。值得一提的是,此次《纲要》对航空用锂电池的能量密度做出了具体要求,满足电动航空器使用需求和适航要求的400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产,500Wh/kg级产品小规模验证。

“目前eVTOL采用分布式电力推进的电池设计理念,简单理解就是单个电池包不会影响整机的正常飞行。目前仍以三元电池为主。”蒋俊表示,“采用800V高压动力架构能够实现快速充电,降低能耗。”

而从电池本身而言,航空电池需要有超高的能量密度,超长的循环寿命和超高的安全性,以及轻量化要求也更高。以小鹏汇天X3为例,其采用的是中创新航针对低空出行开发的电池,采用9系高镍正极、硅负极体系,匹配新型电解液。

今年4月宁德时代在发布凝聚态电池时表示,其单体能量密度为500Wh/kg,正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发。此外,正力新能源、亿纬锂能、比亚迪等也均在航空电池上有所布局。

深度科技研究院院长张孝荣认为,航空动力锂电池的技术发展目前处于早期阶段,仍需要进一步提高电池的能量密度、安全性和寿命等关键指标。薛云南补充表示,相对而言,凝聚态电池在航空领域市场上更适合,一方面其具有更高的能量密度和功率密度,可以实现更长的航程和更快的速度,符合航空领域对于能源密度和功率密度的要求。其次,凝聚态电池在高温、低温等极端环境下表现更加稳定,可以适应航空领域的复杂工作环境。另外,凝聚态电池还具有充电时间短、寿命长、环保等优点,相比传统燃料电池和锂离子电池,更加适合用于开拓航空领域市场。

商业落地仍面临多重挑战,“飞的”何时飞入寻常百姓家?

从eVTOL的行业竞争趋势来看,业内普遍认为主要体现在两方面,一是,是否满足适航标准规范的要求,可审定的飞行器基本状态是有人驾驶的倾转类飞行器。二是产品的最优性能,eVTOL飞行器最大航程体现出核心技术的最优化,怎样设计路径来节能降耗,使能源最优化的使用,设计需要具有高性能的复杂构型。其他类型难以进入适航或难以进入载人商业领域的将面临深度洗牌。

值得一提的是,政策方面也给eVTOL亮了“绿灯”,频发政策纲领文件支持其发展。《民用直升机中国市场预测年报(2023-2032)》显示,目前全球eVTOL市场订单总计超过1.3万架,主要用于人员运输和空中物流领域,未来将在公务飞行、短途运输、低空旅游、通航货运、医疗救护等领域对传统直升机形成竞争或替代。

eVTOL面临的更为主要的问题是:商业化如何落地?王博认为,首先,这一出行模式将对城市的空域管理提出较大挑战,不仅需要在规章制度方面提供合理的规范,还需在可预见的日常协调工作中持续投入资源;其次,eVTOL需要在空中运行,对机械故障的容忍度更低,因而对工业设计与生产标准的要求更加严苛;此外,如何使需求端,即消费者在观念、成本等方面接受空中出行的方式,也是eVTOL商业化落地前需要解决的问题。

“首先目前价格还是比较贵,单程十几分钟的价格是2000元;其次乘坐体验仍需要改善,目前一些小型机器仍需佩戴耳机。”蒋俊表示,“eVTOL面向的是消费者,要做的是让大众都消费得起,可以实现像打出租车一样打‘飞的’。”

此外,王博表示,eVTOL还需要解决航线制定、行驶规则、事故责任划分、空中执法手段等城市空域管理问题,以及要明确管理归属单位;从eVTOL本身来讲,仍存在机体结构、飞控驾驶和动力推进三大技术难题。例如电池环节,eVTOL对安全性的要求更高。既要满足电池更轻的重量,又要满足更高的能量密度,以及对电池安全性能的更高要求。

中银证券认为eVTOL发展虽在“水面之下”,但实际成熟度有望超出市场认知,或已处于商业化临界点。从市场预期来看,国泰君安国际表示,无论是从技术还是从政策上看,eVTOL仍处于初级阶段,但看好此赛道的发展前景;中信证券预计,到2040年,全球城市空中交通产业将达到1.5万亿美元的规模。

“eVTOL商业化落地需要业内及相邻领域实现多重技术突破,以打开现有局面,商业化落地还有很长的路要走。”王博表示。

新京报贝壳财经记者 王琳琳

编辑 岳彩周

校对 杨许丽

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页面更新:2024-02-17

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