區(qū)別于傳統(tǒng)生產(chǎn)力,新質(zhì)生產(chǎn)力需由更多運(yùn)用新技術(shù)的新產(chǎn)業(yè)承載,與新產(chǎn)業(yè)存在緊密關(guān)系。新能源產(chǎn)業(yè)依托技術(shù)和裝備創(chuàng)新不斷發(fā)展,改變了依賴化石能源的傳統(tǒng)發(fā)展方式,為推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展和應(yīng)對氣候變化注入強(qiáng)勁新動(dòng)能。

低空經(jīng)濟(jì)以程序設(shè)計(jì)者、無人機(jī)飛手為新勞動(dòng)者, 以空域資源、新材料和新能源為新勞動(dòng)對象,以航空器、數(shù)據(jù)通信、自動(dòng)控制及遙控等技術(shù)手段為新勞動(dòng)工具,是新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表。

新能源產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟(jì)的跨界耦合是“新質(zhì)生產(chǎn)力就是綠色生產(chǎn)力”理論的充分體現(xiàn)。這種“新能源+ 低空經(jīng)濟(jì)”的耦合模式源于國家政策推動(dòng),通過光儲(chǔ)氫技術(shù)創(chuàng)新加速低空經(jīng)濟(jì)商業(yè)化進(jìn)程,同時(shí)為新能源產(chǎn)業(yè)先入頭部企業(yè)創(chuàng)造了新的增長空間和發(fā)展模式。

1 產(chǎn)業(yè)跨界耦合發(fā)展的理論基礎(chǔ)

1.1 新質(zhì)生產(chǎn)力就是綠色生產(chǎn)力

為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),光伏、儲(chǔ)能和氫能等新能源產(chǎn)業(yè)成為綠色生產(chǎn)力的重要載體。低空經(jīng)濟(jì)作為新增長引擎和國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,與新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)系密切,相互驅(qū)動(dòng),互為支撐。

新質(zhì)生產(chǎn)力本身就是綠色生產(chǎn)力,綠色生產(chǎn)力是支撐綠色發(fā)展的生產(chǎn)力。新質(zhì)生產(chǎn)力為綠色發(fā)展提供了技術(shù)支持和推動(dòng)力,綠色發(fā)展也對新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展提出了更高的要求,并指明了發(fā)展方向。

綠色生產(chǎn)力注重發(fā)展的持續(xù)性。科技創(chuàng)新,特別是綠色技術(shù)的創(chuàng)新,不僅為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了新機(jī)遇和新動(dòng)能,也為降低能耗、提升效率開辟了新路徑。

1.2 新能源產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟(jì)的耦合點(diǎn)

新能源產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟(jì)的耦合點(diǎn)主要如下。

1)新能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。低空飛行器可用于新能源項(xiàng)目選址和規(guī)劃。利用無人機(jī)進(jìn)行地形勘測和環(huán)境評估,可以更科學(xué)地選擇風(fēng)電場或太陽能電站的建設(shè)地點(diǎn)。在新能源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過程中,低空飛行器可輔助施工,運(yùn)輸小型設(shè)備和材料,監(jiān)控施工進(jìn)度, 確保工程質(zhì)量和安全。

2)新能源驅(qū)動(dòng)。低空飛行器可將太陽能電池、鋰電池、氫燃料電池等新能源作為動(dòng)力來源,不僅延長了續(xù)航時(shí)間,還降低了對傳統(tǒng)能源的依賴,符合可持續(xù)發(fā)展理念,有利于“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3)綠色物流。低空飛行器在物流和配送領(lǐng)域的應(yīng)用,可降低該領(lǐng)域?qū)?a href="http://www.yaoqilife.top/t/化石燃料.html" >化石燃料的依賴,減少碳排放, 實(shí)現(xiàn)綠色物流。

4)環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測。低空飛行器可用于監(jiān)測環(huán)境污染、森林火災(zāi)、水資源等,幫助新能源產(chǎn)業(yè)更好地開展環(huán)境保護(hù)工作。例如可利用無人機(jī)監(jiān)測風(fēng)電場周圍生態(tài)環(huán)境,保障新能源項(xiàng)目可持續(xù)性。

2 市場需求是產(chǎn)業(yè)耦合的外部驅(qū)動(dòng)力

2.1 低空經(jīng)濟(jì)巨大增長潛力為新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造新機(jī)遇

低空經(jīng)濟(jì)作為新質(zhì)生產(chǎn)力代表之一,具有產(chǎn)業(yè)鏈條長、輻射面廣、成長性和帶動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

從競爭態(tài)勢來看,通用航空是低空經(jīng)濟(jì)的主體產(chǎn)業(yè),無人機(jī)產(chǎn)業(yè)是低空經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。通用航空領(lǐng)域主要由航空領(lǐng)域的國有大型企業(yè)集團(tuán)主導(dǎo),主要企業(yè)有中航工業(yè)、航發(fā)動(dòng)力與中直股份等;無人機(jī)領(lǐng)域主要企業(yè)有大疆、中航無人機(jī)與航天彩虹等。

2.2 新能源產(chǎn)業(yè)為低空經(jīng)濟(jì)快速崛起提供強(qiáng)勁支持

低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游、中游和下游3個(gè)部分。上游包括研發(fā)體系、原材料及核心零部件領(lǐng)域。 研發(fā)體系包括各種工業(yè)軟件,原材料包括鋼材、鋁合金、高分子材料等,核心零部件包括芯片、電池、電機(jī)等。中游包括低空產(chǎn)品、載荷與地面系統(tǒng)。下游是低空經(jīng)濟(jì)與各種產(chǎn)業(yè)的融合。

上游原材料及核心零部件環(huán)節(jié),低空飛行器需使用鋰、鎳、鈷等金屬元素,而新能源產(chǎn)業(yè)上游礦業(yè)公司經(jīng)多年高速發(fā)展,供應(yīng)體系完善,各細(xì)分領(lǐng)域分工明確,產(chǎn)能充足。電池及動(dòng)力系統(tǒng)是低空飛行器核心部件,得益于新能源產(chǎn)業(yè)的多年發(fā)展,中國電池和電機(jī)、電控技術(shù)全球領(lǐng)先,可規(guī)模化遷移至低空飛行器產(chǎn)業(yè)鏈。以電動(dòng)化為例,新能源汽車在電池、電機(jī)、 電控等領(lǐng)域積累的技術(shù)優(yōu)勢可遷移至eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing,電動(dòng)垂直起降航空器)等電動(dòng)航空器,相關(guān)基礎(chǔ)配套、補(bǔ)貼措施和制度建設(shè)亦有較好的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚪梃b,在先進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上低空經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目有望更好更快落地。

3 綠色化與電動(dòng)化是產(chǎn)業(yè)耦合的內(nèi)生動(dòng)力

3.1 綠色化:促進(jìn)綠色航空目標(biāo)實(shí)現(xiàn)

2021年12月,中國民用航空局相繼發(fā)布《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”民航綠色發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》,將建設(shè)“綠色航空”作為中國航空運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)之一。

新能源飛行器改變了傳統(tǒng)飛行器的設(shè)計(jì)思路,從綠色環(huán)保和高效節(jié)能理念出發(fā),極大地提高了飛行器的環(huán)保性、舒適性及經(jīng)濟(jì)性,代表了飛行器技術(shù)的發(fā)展方向。電動(dòng)飛機(jī)可減少49%~88%的CO2排放量(電池生產(chǎn)過程中的碳排放也計(jì)算在內(nèi))。

以eVTOL為代表的城市空運(yùn)發(fā)展迅速,是綠色航空的重要體現(xiàn)。將氫能應(yīng)用于新型低空飛行器有助于加快實(shí)現(xiàn)零碳排放飛行,還能利用壓縮氫能的高能量密度優(yōu)勢。因此,氫燃料電池推進(jìn)是航空碳減排的重點(diǎn)研究方向。

3.2 電動(dòng)化:低空經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新的重要任務(wù)

從政策層面看,2024年3月頒布的《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案(2024—2030年)》提出的重點(diǎn)任務(wù)之一是“以電動(dòng)化為主攻方向,兼顧混合動(dòng)力、氫動(dòng)力、可持續(xù)燃料動(dòng)力等技術(shù)路線,加快航空電推進(jìn)技術(shù)突破和升級”。

從技術(shù)及應(yīng)用層面看,新能源推進(jìn)技術(shù)具有節(jié)能減排和降噪等多重優(yōu)點(diǎn),是航空業(yè)未來的主要發(fā)展方向。由中航通用飛機(jī)有限責(zé)任公司自主研制的AG60E 電動(dòng)飛機(jī)已完成首次飛行,為電動(dòng)飛機(jī)產(chǎn)品開發(fā)和現(xiàn)役固定翼飛機(jī)電動(dòng)化改裝積累了經(jīng)驗(yàn)。

4 新能源產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟(jì)跨界耦合的主要模式

4.1 低空經(jīng)濟(jì)擴(kuò)容儲(chǔ)能新市場

4.1.1 新市場推動(dòng)航空電池企業(yè)再起飛

eVTOL電池價(jià)值高,且是易耗品,空間潛力大。根據(jù)摩根士丹利預(yù)計(jì),全球eVTOL行業(yè)市場規(guī)模2030年達(dá)3×1011美元,按照10%的比例計(jì)算,由此帶動(dòng)的全球動(dòng)力電池市場規(guī)模約3×1010美元。根據(jù)國聯(lián)證券測算,至2030年中國eVTOL累計(jì)電池需求量為3.9 GW·h, 按照電池電價(jià)3 000元/(kW·h)計(jì)算,前裝市場空間超百億元。在此巨大藍(lán)海市場刺激下,國內(nèi)以寧德時(shí)代、 國軒高科為代表的先入頭部企業(yè)紛紛在電動(dòng)航空電池領(lǐng)域進(jìn)行深度布局。

現(xiàn)有技術(shù)水平背景下,倍率性能對循環(huán)壽命的制約將推動(dòng)eVTOL電池向耗材方向轉(zhuǎn)變,較高的更換頻率或有望衍生出更為龐大的eVTOL電池市場,布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的廠商也有望因此迎來更大發(fā)展空間。

4.1.2 應(yīng)用新要求驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電池技術(shù)固態(tài)化升級

在eVTOL等低空交通工具中,電池直接影響續(xù)航里程、飛行速度、載重能力等關(guān)鍵指標(biāo),還需滿足 “三高一快”的要求,即高安全性、高能量密度、高功率和快充?！毒G色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023—2035 年)》已明確提出滿足電動(dòng)航空器使用需求和適航要求的400 W·h/kg級航空鋰電池產(chǎn)品投入量產(chǎn)。

目前固態(tài)電池的能量密度在400 W·h/kg以上且放電倍率性能優(yōu)異,最新實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池產(chǎn)品已可達(dá)5C (C為電池充放電能力倍率)6 000次循環(huán)。業(yè)內(nèi)已有多家廠商積極推動(dòng)(半)固態(tài)/鋰金屬電池在eVTOL領(lǐng)域的應(yīng)用。

4.2 氫能與低空經(jīng)濟(jì)共筑綠色航空新跑道

4.2.1 政策導(dǎo)向

2022年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》, 明確提出“積極探索燃料電池在船舶、航空器等領(lǐng)域的應(yīng)用,推動(dòng)大型氫能航空器研發(fā)”。未來5年國內(nèi)氫燃料電池?zé)o人機(jī)保有量有望超3×104架。

2023年10月,工業(yè)和信息化部等四部門發(fā)布《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023—2035年)》,提出到 2025年,電動(dòng)通航飛機(jī)投入商業(yè)應(yīng)用,eVTOL實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)運(yùn)行,氫能源飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)完成可行性驗(yàn)證。

4.2.2 技術(shù)優(yōu)勢

鋰電池與燃料電池組并聯(lián)提供混合動(dòng)力,不但可以彌補(bǔ)燃料電池系統(tǒng)功率密度低的不足,而且可以解決鋰電池能量密度較低的問題,延長續(xù)航里程。

4.2.3 商業(yè)化運(yùn)用

受技術(shù)挑戰(zhàn)、基礎(chǔ)設(shè)施不健全、政策法規(guī)不完善等限制,氫鋰混動(dòng)和氫燃料電池民用航空器推進(jìn)緩慢, 中國已有產(chǎn)品布局的公司包括氫航科技(非上市)及億維特等。

4.3 低空經(jīng)濟(jì)支撐光伏全周期精細(xì)化運(yùn)作

4.3.1 低空經(jīng)濟(jì)助力光伏電站全周期高效精準(zhǔn)運(yùn)作

在全球能源低碳化轉(zhuǎn)型過程中,光伏發(fā)電發(fā)揮著越來越重要的作用。以往檢測方法以人工巡檢為主, 這種方法在巡檢異常狀態(tài)光伏組件時(shí)存在定位難度大、 工作效率不理想及運(yùn)維成本難以控制等不足。

為了有效提高工作效率,需將運(yùn)行維護(hù)成本控制在合理范圍內(nèi),提高光伏發(fā)電運(yùn)維質(zhì)量?；?a href="http://www.yaoqilife.top/t/能源互聯(lián)網(wǎng).html" >能源互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)的支持,智能化巡檢運(yùn)維手段應(yīng)運(yùn)而生,與傳統(tǒng)人工巡檢相比具有以下優(yōu)勢。

1)高效快速。無人機(jī)光伏巡檢可大幅度減少巡檢

時(shí)間和人力成本,同時(shí)無需對光伏電站進(jìn)行停電維護(hù), 降低了光伏電站的經(jīng)濟(jì)損失。

2)安全可靠。傳統(tǒng)光伏巡檢需要人員進(jìn)入電站內(nèi)部,存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。而無人機(jī)光伏巡檢可避免人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域,保障了工作人員的安全。

3)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。無人機(jī)光伏巡檢可通過高清攝像頭、紅外傳感器等設(shè)備對光伏設(shè)備進(jìn)行全面準(zhǔn)確檢測, 可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備的故障和缺陷。

4.3.2 光伏電源為低空經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)備提供清潔能源

光伏電源可為無人機(jī)充電站提供清潔能源,尤其在偏遠(yuǎn)地區(qū)或缺乏電力基礎(chǔ)設(shè)施的地方,光伏電源可為無人機(jī)提供充電服務(wù),促進(jìn)無人機(jī)的廣泛應(yīng)用。

發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)需要建設(shè)大量的通信基站,特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)。光伏電源可為這些基站提供穩(wěn)定電力, 降低了對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴程度。

光伏供電低空設(shè)備促進(jìn)了分布式能源管理解決方案的發(fā)展。這些解決方案可以優(yōu)化能源使用,提高能源利用效率。

低空經(jīng)濟(jì)與光伏產(chǎn)業(yè)的影響是雙向的,體現(xiàn)在技術(shù)應(yīng)用、能源供應(yīng)、綠色經(jīng)濟(jì)和市場需求等方面。兩者的協(xié)同發(fā)展不僅可以提高光伏電站的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益,還有利于環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展。

4.4 發(fā)展趨勢

實(shí)現(xiàn)凈零碳排放已逐漸成為全球共識?！?a href="http://www.yaoqilife.top/t/雙碳.html" >雙碳” 目標(biāo)下,綠色化推動(dòng)電動(dòng)化,新能源與低空經(jīng)濟(jì)耦合發(fā)展是必然趨勢。

受低空經(jīng)濟(jì)和航空行業(yè)減排的雙重推動(dòng),電動(dòng)飛機(jī)成為一種趨勢。作為電動(dòng)航空的重要組成部分,eVTOL 行業(yè)將快速崛起。全球eVTOL行業(yè)市場規(guī)模2025年將達(dá)到3.5×1010美元,2030年增至3×1011美元。

柔性太陽能電池、高效氫燃料電池、綠色能源動(dòng)力改裝、光儲(chǔ)氫混合能源無人機(jī)等方面的技術(shù)突破是未來新能源產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟(jì)耦合的關(guān)鍵。

5 結(jié)束語

新能源產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟(jì)跨界耦合發(fā)展模式的產(chǎn)生充分印證了“新質(zhì)生產(chǎn)力就是綠色生產(chǎn)力”的創(chuàng)新理論。隨著航空業(yè)綠色化、電動(dòng)化趨勢的推進(jìn)以及政策驅(qū)動(dòng),該模式已在業(yè)界得到成功應(yīng)用。低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對新型儲(chǔ)能電池固態(tài)化升級、光伏產(chǎn)業(yè)從存量投入轉(zhuǎn)向全周期精準(zhǔn)運(yùn)作以及氫燃料電池的應(yīng)用提出了更高要求,為新能源產(chǎn)業(yè)先入企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級提供了新機(jī)遇,同時(shí)技術(shù)創(chuàng)新也為低空經(jīng)濟(jì)的加速產(chǎn)業(yè)化提供了新動(dòng)能。

新能源產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟(jì)跨界耦合是一種發(fā)展模式的創(chuàng)新,體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)同共生。隨著政策落地、基礎(chǔ)設(shè)施完善和市場認(rèn)知度提升,該模式將得到更廣泛的應(yīng)用。

隨著全球?qū)?a href="http://www.yaoqilife.top/t/零碳.html" >零碳排放逐步形成共識,新能源與低空經(jīng)濟(jì)的深度結(jié)合不僅促使全球航空業(yè)高度關(guān)注 SAF(Sustainable Aviation Fuel,可持續(xù)航空燃料)發(fā)展以及eVTOL崛起,還有望在柔性太陽能電池、高效氫燃料電池、無人機(jī)綠色動(dòng)力系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破。