本文聚焦电动垂直起降飞行器(eVTOL),详细介绍了其在关键材料、产业链投融资等方面的发展情况,同时也指出了大规模商用面临的挑战和未来发展方向。
今年《政府工作报告》提出开展新技术新产品新场景大规模应用示范行动,推动商业航天、低空经济、深海科技等新兴产业安全健康发展。在业内人士的眼中,2025 年具有特殊的意义,它被视作低空经济商业化运营元年。而广义的飞行汽车,也就是 eVTOL(电动垂直起降飞行器),成为推动低空经济发展的重要力量。当下,众多企业在 eVTOL 产业链上展现出强大的竞争力。头部企业更是陆续完成产品的公开首飞,并且获得了相当可观的产品订单,商业化的步伐明显提速。
尽管 eVTOL 大规模商业化应用目前仍面临资本、技术以及法规等多重挑战,但业内已达成一个共识:随着技术普惠、政策护航与生态协同的不断深化,曾经只存在于科幻作品中的飞行汽车正加速走进大众生活,助力开启城市立体交通新时代。
清华大学车辆与运载学院教授、飞行汽车动力研究中心主任张扬军指出,飞行汽车的出现意义非凡,它将道路从地面拓展至低空,预示着城市及乡村空中交通新时代的到来,引领着第三次大众化交通革命,是低空经济发展的战略方向。
关键材料实现突破
要让 eVTOL 成功起飞并非易事,决定 eVTOL 能否应用落地主要有两个重要的性能指标,即续航能力与飞行器轻量化。续航能力的强弱取决于 eVTOL 的动力系统,而提高电池能量密度则是动力系统的关键所在。复合材料的突破性应用,更是飞行器实现轻量化、高性能的核心因素。
近期,固态电池与碳纤维复合材料等关键材料取得了突破,为 eVTOL 的性能提升和商业化应用注入了新的动力。
在电池方面,2024 年 11 月,广州亿航智能技术有限公司(以下简称“亿航智能”)的 EH216 – S 完成了全球首次 eVTOL 固态电池飞行试验,这标志着该技术从实验室走向了实际应用。宁德时代新能源科技股份有限公司与上海峰飞航空科技有限公司合作的凝聚态电池项目,则进一步加速了产业化进程。
万联证券分析师蔡梓林对记者表示:“固态电池具备高能量密度、高耐热性能等关键优势,能够有效提升飞行器的安全性和续航能力,是飞行器技术突破的关键方向之一。目前,飞行器公司和电池厂商正在积极布局相关产业,多家飞行器公司已与电池厂商签署战略合作协议,共同推动飞行器固态电池产业的加速落地。”
在碳纤维复合材料方面,由于 eVTOL 对轻量化的需求极为苛刻,碳纤维复合材料凭借其密度低、强度高的特性成为首选材料。
多家上市公司在这一赛道已取得突破。以广州汽车集团股份有限公司(以下简称“广汽集团”)自主研发的 eVTOL 飞行汽车 GOVY AirJet 为例,其整机结构 90%采用碳纤维,重量仅为传统汽车车身的三分之一,续航有望提升至 400 公里。中复神鹰碳纤维股份有限公司、威海光威复合材料股份有限公司等企业通过技术优化降低了成本,使得碳纤维价格有了较大幅度下降,为大规模应用铺平了道路。
据悉,eVTOL 与新能源汽车产业链高度重叠,有 70%核心部件与新能源汽车技术共性相通。目前不少大型汽车企业,一方面借鉴自主研发的电动化技术,将成熟的高能量密度电池技术、高效电机及电控系统技术进行转化应用;另一方面移植智能化技术,引入新能源汽车智能驾驶辅助、车联网技术等智能化成果,开发飞行器的自主导航、避障、精准起降等功能,提升飞行安全性和智能化水平。
方正证券汽车行业首席分析师文姬表示:“智能驾驶算法可迁移至飞控系统,而碳纤维车身制造经验则助力机体结构优化。”此外,模块化设计使飞行器陆空切换效率提升 50%,进一步推动场景落地。
产业链投融资活跃
eVTOL 市场潜力巨大,引起了投资界的高度关注。在低空经济被纳入国家战略的大背景下,eVTOL 产业正经历着从实验室到商业化的蜕变。2024 年《通用航空装备创新应用实施方案(2024 – 2030 年)》的出台,明确将低空经济定位为万亿元量级新兴产业,资本市场早已敏锐地捕捉到这一趋势。
2024 年,中国 eVTOL 领域融资活动频繁,发生了超 60 起融资事件,其中 B 轮和 Pre – B 轮融资成为主流。亿航智能、四川沃飞长空科技发展有限公司、广东汇天航空航天科技有限公司(以下简称“小鹏汇天”)、零重力飞机工业(合肥)有限公司(以下简称“零重力”)等多家 eVTOL 行业领军企业,在过去一年内均成功获得了数亿元乃至超过 10 亿元的大额融资。
资本不仅投资 eVTOL 主机厂,还深度布局低空经济全产业链,包括传统起降设施、通用机场、航空飞行营地等领域。
2024 年,零重力相继完成了近亿元的 A 轮融资和超亿元的 A + 轮融资,投资方包括合肥高投、科大硅谷引导基金、国华投资等国有和民间资本。零重力首席战略官陈炎在接受记者采访时表示,国有资本在进入市场时,更看好这条赛道,而非特定产品或企业。他们会考虑企业的发展规划和产品成熟度,并经过长时间的决策。公司的发展战略倾向是希望投资方能带来赋能助力,并希望从形成商业闭环的角度与投资方相匹配。
与此同时,传统车企加速跨界融合,助力飞行汽车商业化落地。广汽集团提出“智能移动服务商”转型目标,计划通过 B 端出行服务切入低空经济;长安汽车与亿航智能达成战略合作,预计 2025 年底完成首款飞行汽车试飞,并宣布未来五年投入超 200 亿元;小鹏汇天“陆地航母”以 200 万元预售价开启预售,成为全球首个实现分体式飞行汽车量产的企业。
此外,2024 年以来,北京、广东、湖北、江苏等多地成立地方政府产业投资基金,以支持低空经济发展。
《驾乘低空经济新风 畅享新质出行体验》白皮书预计,到 2030 年,我国载人 eVTOL 飞行器年新增需求将突破 1.2 万台,覆盖城内通勤、城际交通、私人出行、观光旅游、医疗与消防救援、警务安防六大场景;预计到 2035 年,商业化运营营业收入将超过 3000 亿元,整机销售及上游供应链市场规模达 6000 亿元以上,其他支持性服务市场规模也将突破 3000 亿元,形成一个逾万亿元的庞大市场。
大规模商用仍需努力
令人欣喜的是,头部企业正在加快商业化进程。2024 年,亿航智能交付 216 架 EH216 – S 无人机,同比增长 315.4%,成为全球首家盈利的 eVTOL 公司;小鹏汇天“陆地航母”工厂将于 2025 年第三季度竣工,计划 2026 年量产分体式飞行汽车,成为中国和全球首个量产交付的飞行汽车。
张扬军认为,飞行汽车的发展将经历三个阶段。预计到 2025 年左右,飞行汽车处于 1.0 发展阶段,载物 eVTOL 飞行汽车开始商业化应用,载人 eVTOL 飞行汽车则在特定场景下开始示范应用,逐渐开启低空交通新时代。预计到 2035 年左右,飞行汽车进入 2.0 发展阶段,载物载人 eVTOL 飞行汽车开始规模化应用,成为低空交通出行的主要运载工具。预计到 2050 年左右,飞行汽车进入 3.0 发展阶段,eVTOL 飞行汽车和陆空两栖飞行汽车将实现大众化应用,电动智能汽车将实现立体化发展,构建起三维立体智慧交通体系。
虽然未来发展方向明晰,但结合当前产业发展形势来看,要让飞行汽车真正“飞入寻常百姓家”,仍需迈过三道大坎。
一是电池续航与能量密度瓶颈。当前主流锂离子电池能量密度徘徊在 300Wh/kg,而 eVTOL 商业运营需要至少 400Wh/kg。垂直起降阶段的高功率需求与巡航阶段的持久续航形成矛盾。
二是航空级安全技术尚待完善。在航空领域,任何单一系统故障都不允许导致灾难性后果,这要求飞行器必须具备“故障可工作”甚至“故障无感”的能力。
三是成本与产业链协同仍有落差。作为融合航空与汽车技术的跨界产物,其成本结构呈现出独特的“双重基因”矛盾——既需要满足航空级的安全标准,又必须实现汽车级的量产成本。
除了技术层面的难题,适航认证滞后也是产业发展的一大掣肘。武汉高德红外股份有限公司董事长黄立表示,加快构建高效、灵活的新型航空器适航审批体系,提高适航审批效率,已成为落实国家创新驱动发展战略、抢占全球航空科技制高点的迫切需求。目前,eVTOL 适航审定平均耗时 3 年,远超产品研发周期。
本文围绕 eVTOL 展开,介绍了其在关键材料上取得的突破,如固态电池和碳纤维复合材料;阐述了产业链投融资活跃的现状,众多企业获得大额融资,传统车企也积极跨界融合;还提及头部企业加快商业化进程,但同时指出飞行汽车大规模商用仍面临电池续航、安全技术、成本与产业链协同以及适航认证滞后等挑战,未来发展虽前景广阔,但仍需克服重重困难。
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