来源:中国信息通信研究院、中国互联网协会
低空经济具有产业链条长、辐射范围广的特点,涵盖低空装备制造、低空基础设施、低空管理保障和低空应用四类产业。低空装备产业是低空经济的发展基础和动力源泉,以无人机和电动垂直起降器(electric Vertical Take-Ofand Landing,eVTOL)为代表的新兴飞行器蓬勃发展,与传统的直升机共同形成了新旧共存的格局。低空基础设施产业是低空经济发展的必要条件,产业各方正在物理基础设施、信息基础设施等方面开展积极的探索。低空管理保障产业是低空飞行活动安全、高效进行的重要支撑,涵盖空域管理、安全防御、人才培养、装备维护等领域,正在快速发展。低空应用产业是低空经济与社会经济深度融合的重要渠道,可进一步分为消费类、作业类、运输类和应急安全类,未来市场潜力较大。
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本文将节选《低空经济政策与产业生态研究报告》第二章节低空经济产业生态分析中低空装备产业、低空基础设施产业、低空管理保障产业、低空应用产业四个方面进行重点分享。
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一、低空经济产业全球发展前景广阔
(一)低空经济是新时代下社会经济发展的新空间
(二)发达国家积极布局,空中交通成为关注焦点
(三)我国高度重视低空经济,政策法规不断完善
二、低空经济产业生态分析
(一)低空装备产业
(二)低空基础设施产业
(三)低空管理保障产业
(四)低空应用产业
三、低空经济产业发展展望
(一)顶层设计不断强化,政策法规逐步健全
(二)基础设施不断完善,数字基座逐步夯实
(三)应用场景不断丰富,商业闭环逐步形成
(四)关键技术不断突破,产业链条逐步完备
(五)教育体系不断优化,人才需求逐步满足
我国低空经济产业正迎来前所未有的发展机遇,展现出强大的活力与潜力。从低空装备制造到基础设施建设、低空管理保障,再到多元化的应用服务,低空经济正逐步构建起一个完整的产业生态系统,如图1所示。近年来,以无人机和eVTOL为代表的新型低空飞行器加速融入各行各业,成为农业效率提升、制造业升级、服务业模式革新等领域的重要力量。随着政策环境的优化和技术的不断进步,低空经济将逐渐成为推动经济高质量发展的新引警。
图1低空经济产业生态总体架构
低空装备产业
低空装备产业是低空经济的发展基础和动力源泉,涵盖了从原材料和零部件供应,到子系统集成,再到飞行器整机制造的完整产业链。
01
整机制造产业分析
图2 三种主流低空飞行器特点比较
民用无人机市场规模持续扩大,消费级无人机市场集中度较高。根据工业和信息化部数据,2023年,我国交付民用无人机产品322万架,实现民用无人机产值 321亿元,彰显出强劲增长动力。截至2024 年 11月,我国累计注册无人机企业424 家,备案的无人机产品型号 1075 款,充分展现行业的创新活力与多元发展。我国消费级无人机行业企业已在全球市场占据领先地位,龙头企业竞争优势日益凸显,大疆常年占据全球消费级无人机市场份额的7到8成。工业级无人机行业主要应用于测绘与地理信息、行业巡检、安防监控快递物流和农林植保等领域,呈现市场需求个性化、产品定制化,竞争格局分散特征,众多企业在细分领域展开竞争。中商产业研究院发布的《2023-2028年中国无人机行业市场研究及前景预测报告》显示,2022 年工业级无人机占我国民用无人机市场比重的61%,成为推动行业增长的重要力量。
图 3eVTOL 的三种构型
直升机制造市场国产化空间较大。随着民用航空需求的增长民用直升机机队规模预计将逐年扩大。根据中国航空工业发展研究中心数据,在 2023年国际民用直升机市场中,空客直升机、莱奥纳多、贝尔、罗宾逊、西科斯基等欧美头部企业占据全球市场 99.09%的产值。据航空工业发布的《民用直升机中国市场预测年报(2023-2032)》,国外巨头企业占据了我国民用直升机的绝大部分市场份额,国产民用直升机市场占有率仅5%左右,随着国内在直升机领域的技术突破,中国直升机的制造产业仍有较大发展空间。
02
上游细分产业分析
低空装备上游产业涵盖了动力系统、机载感知系统、通信导航系统、飞控系统以及安全系统等多个子系统,以及原材料和元器件。其中,电池和电机是决定飞行器载重和续航能力的核心因素;发动机作为直升机的动力源,其性能直接影响到飞行器的机动性和效率:飞控系统是低空飞行器的“大脑”,负责处理飞行数据并执行飞行指令;通信导航系统保障了飞行器与地面控制中心之间的信息传递确保飞行任务的顺利进行;碳纤维等高性能材料的应用对于机身结构至关重要,能够提升整体性能。
动力电池领域国内企业已占据领先地位,固态电池或成未来主流技术路线。业内专家指出,电池环节预计将占到低空经济市场15%-20%的份额,随着低空经济的发展,电池行业将获得全新增量市场空间。根据国际能源署报告,新能源汽车积累的电池产业积淀将有效赋能低空飞行器。目前,国内多家电池企业正在积极布局低空领域,并与整机制造企业展开战略合作。低空经济的兴起对电池产业提出了更高的要求,同时也为电池技术的革新提供了新的动力。现有电池技术水平均未能完全满足eVTOL对于电池能量密度和功率密度的要求,主流在研技术路线有锂电池和氢燃料电池两种,固态/半固态锂电池有望成为未来主流技术路线。
图4无人机和 eVTOL 的电机产业状况
飞控系统全球市场集中度较高,国内新兴厂商不断涌现。目前,全球诸如 CAAC、FAA、EASA 和ICAO 等官方机构已经就航电飞控系统在适航安全、智能操控、通用适配等方面提出了一系列要求,全球飞控系统市场集中度较高,满足适航要求的飞控供应商呈现出高度垄断状态,核心技术掌握在 Honeywell、Collins、Garmin、Thales和 BAE 等几家巨头手中。国内飞控系统供应商主要包括传统老牌飞控系统供应商和一批新兴的飞控系统企业。传统老牌飞控供应商技术积累扎实,新兴民营飞控公司推出的eVTOL 飞控产品性价比较高。此外,众多飞行器主机厂商开始注重飞控系统的自主研发,以实现更高的飞行安全性和智能化水平。
通信模组行业呈现“东升西落”格局。根据智研咨询数据,2022年中国无线模组行业市场规模约为 474.3 亿元,同比增长 8.3%。2017-2022年,全球通信模组行业出货量比例呈现“东升西落”根据 Counterpoint 的统计,2017 年全球蜂窝物联网模组市场海外公司占比达 42%以上,国内公司仅芯通讯(Simcom)一家占比较高,达到 23%;而到 2022 年国内公司出货量占比达60.8%,同期海外公司出货量占比降至为13.6%。主要原因系我国通信模组企业具备成本较低和产业链完善等优势,未来国产厂商将继续保持通信模组出货量领先地位,占比有望进一步提升。
卫星导航产业链完备,惯性导航器件国外高度垄断。低空飞行器通常采用卫星+惯性组合导航来进行实时、高精度定位导航。我国卫星导航核心技术逐步成熟,产业链完备,2022年与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、导航数据、终端设备、基础设施等核心产值达到 1527 亿元人民币。惯性测量单元(IMU)是实现低空飞行器姿态控制的核心部件之一。目前高精度 IMU 市场几乎被博世ST 半导体和 ADI等国外企业垄断,国产厂商的市占率低。但国内部分厂商的高性能IMU 的MEMS 芯片技术指标与国外接近,国内参与主体包括 MEMS 芯片自主可控的半导体公司、本土消费级MEMS 龙头和 Tier1 模块系统集成商等。
图6 国内IMU 市场前五大企业份额占比
机身材料高端碳纤维少量国内企业取得技术突破,已经开始小批量供货。机身材料对支撑在复杂飞行环境中飞行至关重要,碳纤维因具备优异的力学性能,满足轻量化、耐腐蚀性、可设计性强的需求,成为低空飞行器机身材料的主流。美国、日本等碳纤维技术强国持续巩固其领先地位,而中国在政策扶持与市场需求驱动下正加速追赶,通过产业链协同创新与政策扶持,逐步减少对进口的依赖,力争在全球碳纤维市场中占据一席之地。目前部分国内企业通过持续研发与技术突破,实现了对关键生产环节的掌控,已经开始小批量供货。
低空基础设施产业
低空基础设施包括物理基础设施和信息基础设施。其中,低空物理设施层是指满足各类低空飞行活动日常运营需求的物理实体如起降平台、能源站、末端配送设施、备降点、维修站以及业务场景需要的接驳站、装卸站等;低空信息基础设施包括低空通信、感知、导航、算力等信息通信设施,涉及信息通信设备商、运营商等产业主体,是低空经济规模化发展的数字底座。
01
物理基础设施建设处于起步阶段
我国支撑低空经济发展的物理基础设施数量供应不足,各地正在加速推进建设。根据中国民用航空局《全国通用机场布局规划》,我国到 2030 年预计通用机场数量达到2058个。截至2023年12月,在册通用机场数量 454 个,通用机场缺口达到1604 个。此外,起降点、飞行营地、飞行服务站、维修基地、通讯导航气象油库等基础设施的建设仍处于初期,难以满足低空飞行活动的保障需求,因此各地正在加快建设进度。深圳市已经建设了马峦山城市低空融合飞行保障基地,并布局了一批地面配套设施,包括 30 个以上的低空飞行器起降平台。四川省《关于促进低空经济发展的指导意见》指出,支持加快建设通用机场及各类起降场,完善飞行器起降、备降、停放、能源补给等功能,并鼓励在商业区、公园等地建设无人机物流配送起降平台。物理基础设施建设当前面临三大限制因素。一是统一的建设标准缺位。各运营企业根据自己的理解和需求进行建设,导致设施不兼容,且无法确保所有设施都达到必要的安全标准。二是商业闭环问题。物理基础设施建设需要巨大的初期投资且运营维护成本高,现有回报机制不完善,难以吸引足够的社会资本参与。三是建设用地紧张。城市用地紧缺,需要在楼顶、公交站等有限空间进行建设,但这可能引发噪音、安全等问题。
02
信息基础设施支撑能力逐步提升
我国坚持“适度超前”原则,5G网络建设国际领先。当前,我国已建成规模最大、技术领先的5G网络,完成全国所有地级市县城城区的5G 网络覆盖。据工业和信息化部数据,截至2024年10月底,我国累计建成 5G 基站总数达 414.1万个,每万人拥有 5G 基站数达 29 个。5G 标准研制进入 5G 增强阶段。5G 增强作为 5G 的进阶版本,以其超高速率、超大连接数、超低时延等特性,可为低空经济各个领域提供强大的技术支持和保障。从无人机的远程实时操控、高清视频回传,到低空交通管理的数字化、智能化,5G增强技术全天候、无死角、高精度、低成本的核心优势日益凸显,已成为构建低空全域连续监测低空网络的重要支撑。
行业主体积极探索低空信息基础设施建设方案和运营策略。在2024 数字低空大会上,三大运营商均表示已在低空信息通信网络上进行布局。中国移动基于 4.9 GHz频段开展技术攻关。5G 增强阶段以单站 A 发A 收模式为主要研究对象;面向 6G 演进,重点攻关点簇网多维协同“A发多收”模式,实现“可通信”到“高质量通信的跃升。当前,中国移动在江苏省内成功实现了首个连片低空飞联网的规划建设,在 300米高度内,网络上行速率达到25 Mbps的满足度高达 99.02%;此外,中国移动在浙江、上海等地率先落地5G增强基站,应用于低空无人机海鲜运输线路。中国联通拟使用两种策略实现低空网络的覆盖。面向 300米以下低空,中国联通采取对现有地面网络调参调优的方式;面向 300米至 1000 米的低空,拟搭建 5G 对空专网,或与卫星互联网进行有机衔接。目前,中国联通已在广东深圳、佛山、茂名、江门、河源、清远、韶关以及河南安阳等地进行了测试试验,取得了良好效果。例如,佛山测试的上行速率达到 45Mbit/s,能够满足 4K 视频回和 AI 识别的能力需求。中国电信制定了两步走的发展策略。第一阶段通过利用已有的3.5GHz 和 2.1GHz的地面 5G基站,通过调整参数,实现低空通信的覆盖;第二阶段基于5G 增强毫米波技术实现低空监测功能。今年4月,中国电信联合中兴通讯在南京滨江经济开发区完成5G增强业界最大规模低空通信、监测一体化组网验证,实现了复杂轨迹的精准判断和多目标的检测跟踪。
低空管理保障施产业
低空飞行对数字化技术有着极高的需求和依赖性,空域管理产业不可或缺,部分公司己推出代表性产品。低空飞行是在没有附着物的相对自由的低空空域中进行的,大量飞行活动的实时监控与跟踪、导航与路径规划、通信与数据传输、环境感知与避障等功能的实现都需要数字化技术作为支撑。依托空间管理服务平台,使低空空域从单纯的“可通达”状态,逐步演变为“可计算”“可管控”乃至“可运营”的数字化空间,为低空飞行活动的高效运行和安全控制提供强有力的数据基础和技术支撑,助力空中交通管理的智能化发展。腾讯联合粤港澳大湾区数字经济研究院(IDEA研究院)打造了一个空域划设与管理平台,该平台为空域管理部门提供空域设计、航路规划、模拟测试等功能,确保低空飞行器的安全有序飞行,并基于空间计算、路径规划、三维绘制、时空碰撞等技术,打造便捷的三维航路规划设计工具。中国电科推出了“天牧”系列低空飞行服务管理系统,可提供飞行计划的智能审批、飞行前流量管理、统筹调度飞行安全间隔、交通流量控制等功能,提高低空飞行安全性。该系统是低空飞行的守护者与“大脑”,是托举低空经济活动“飞起来”的核心。此外,中国电科还推出了机巡计划智能调度与风险管控系统、全域低空智能感知管理解决方案、低空飞行服务站等飞行服务领域系统及平台。
低空空间安全防御产业需求增长显著,技术研发进展加快。随着无人机数量的快速增加,无人机“黑飞”“滥飞”形成了较大威胁性,我国对反无人机系统的需求显著增长。据智研咨询统计,截至 2022 年我国反无人机行业市场规模已达到8.85 亿元,较2021年增长 2.06 亿元。当前,反无人机系统表现出集成化、体系化、小型化、智能化和多维化的发展趋势,其中多传感器数据融合、反无人机蜂群等将成为未来的重点发展方向。2024年11月,中国电科低空安全验证试验基地建设取得成果,创新构建的面向低空经济低成本安全管控和重要目标防护验证试验系统初步发挥作用。在真实场景下,能精确探测、跟踪、识别6公里外的无人机群,有效反制处置1公里内的“黑飞”目标。
低空飞行器检测检验机构建设处于探索阶段。飞行器构型众多,数量逐年增长,相对有限的审查资源难以满足日益增长的飞行器适航审定和试运行评估需求。因此亟需依托行业政策,科学配置外部测试资源,开展第三方飞行器检验检测。目前飞行器检验检测机构的建设规划仍处于探索阶段。截至2023 年年底,民航局已批准建立民用无人驾驶航空试验区17个、试验基地3个,覆盖城市、海岛等多种地形,以及支线物流和综合应用拓展等典型运行场景和应用。北京延庆、上海金山、四川德阳等地均与主管单位建立了无人机测试研究机构的共建机制,针对综合应用、海岛等场景开展验证技术研究和第三方检验检测服务。
飞行培训与教育需求激增,产业市场规模不断扩大。根据多个省份发布的 2024 年紧缺职业目录,无人机驾驶员、无人机测绘操控员等相关职业“榜上有名”。在市场需求的推动下,低空教育培训市场规模不断扩大。据中国民用航空局和中国航空器拥有者及驾驶员协会统计,截至 2023年年底,我国现有民用无人机操控员培训机构 449 个,实施 CCAR-141 部整体课程的驾驶员学校 38 家(含中国民航飞行学院),涉及飞行器驾驶员培训、空管人员培训、技术与管理人员培训、航空服务员培训、青少年无人机培训等多个领域共有 20.73 万人拥有无人机操控员执照,较上年增加5.63 万人。然而,据有关部门测算,目前中国无人机操控员的就业人才缺口还有
100 万人。
保险产业助力风险管理,潜在业务量较大。作为一个融合发展的综合性经济形态,低空经济有着复杂的产业链条,需要有效的风险管理手段,以保障低空运营产业的安全发展。在产业链上游,建造的工程保险、责任险、意外险处于蓄势发展阶段;在产业链中游,航空器制造的产品责任险、安全生产责任险、航空器试飞保险等已发展到一定规模:在产业链下游,部分险企推出了相关创新产品,如无人机机身险、第三者责任险、货运险、飞手意外险等,但整体上该类保险处于发展初期阶段,对新兴应用场景以及新风险的覆盖不足,未来仍有较大的发展空间和市场潜力。2024年全国首单低空飞行器专属保险在广东落地,这也意味着低空飞行器保险市场的初步形成,为低空经济提供了重要的风险保障。
低空应用产业
图 7 消费类低空应用
图8 作业类低空应用
运输类应用解决地面交通的局限性,头部物流企业竞相探索。运输类低空应用致力于打破传统交通束缚,通过创新的低空运输方式,构建快速、便捷的空中交通网络,引领未来交通产业的新变革。当前,头部企业纷纷布局空中物流模式,无人机物流配送已初具规模。截至 2024 年6月底,美团无人机在上海、深圳、广州等城市开通 31 条航线,完成超 30万用户订单,服务覆盖办公、社区、景区市政公园、医疗、校园、图书馆等多种场景;截至 2023 年年底,丰翼累计在全国开通 215 条航线,飞行80余万架次,运输货物近300万件;京东聚焦城市末端配送、城市即时配送和商超配送三大物流应用方向,在西北及南京等地进行试点运营和订单妥投,并积极布局交通不便地区的货物运输领域。
图 10 应急安全类低空应用