摘要:低空经济具有产业链条长、辐射范围广的特点,涵盖低空制造、低空基础设施、低空应用和低空服务保障4个板块。为衡量低空经济产业的经济价值,利用比例推算法和成本效益法分别对低空制造、低空基础设施、低空应用3类产业的市场空间开展测算,并利用政策影响模型和时间序列预测模型对测算结果进行加权修正,从而明确低空经济未来发展趋势。
关键词:低空经济;无人机;eVTOL
0 引言
近年来,我国对低空经济的发展给予了前所未有的高度关注,明确提出了加速构建低空经济新型战略产业的宏伟目标。2023年12月11日,中央经济工作会议强调“打造低空经济等若干战略性新兴产业”;随后的全国工业和信息化工作会议提出“打造低空经济新增长点”;2024年3月,低空经济被写入政府工作报告,提出“积极打造低空经济等新增长引擎”,不断引导低空经济加快形成具有战略定位的新质生产力[1-3]。
低空经济正以其独特的优势和巨大的潜力,逐渐成长为我国新的经济增长极,不仅是扩大内需、促进就业的重要途径,也是推动产业转型升级和国民经济发展的重要引擎。展望未来,低空经济有望成为我国新质生产力的重要锚点,为经济社会的持续健康发展注入新的活力与动能。
低空经济属于新兴技术领域,新兴技术赋能众多领域,研究范畴较广泛,无法完全直接匹配现有国民经济行业统计体系,使得定量研究较为困难。本文基于一定算法模型,对低空经济未来市场空间进行合理测算,明晰目前以及未来市场主要构成,把握产业发展趋势,为未来相关部门引导资本、技术、人才等生产要素向低空经济领域聚集,形成新的经济增长点提供助力。
1 算法模型构建
1.1 低空经济产业逻辑拆解
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。从低空制造到基础设施建设、服务保障,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。从低空经济的产业层面对低空经济进行拆解,可以将低空经济分为低空制造、低空基础设施、低空应用以及低空服务保障4个板块。如图1所示,低空制造主要包括无人机制造、电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-Off and Landing,eVTOL)制造、直升机制造以及元器件制造等;低空基础设施主要包括通用机场、起降平台、通信网基础设施、空管系统(通信网、感知网、导航网、算力网、气象网、管控平台等)等;低空服务保障主要包括飞行器维修、飞行服务站、飞行培训以及低空安全防御等[4];低空应用主要包括无人机物流、无人机植保、无人机巡检、无人机救援、eVTOL城市交通以及eVTOL私人出行等多种应用。
图1 低空经济产业逻辑拆解
1.2 低空经济规模的测算方法
参考新能源汽车产业的发展趋势,2012年,新能源汽车在政策不断加持下开始缓慢发展,到2020年开始呈现爆发式增长,此时新能源汽车的行业渗透率达到10%。发展到2024年,新能源汽车的行业渗透率直接达到30%以上,从新能源汽车行业发展的趋势来看,符合S曲线规律[5]。
至2024年,中央及地方政府连续不断推出一系列扶持性政策,为低空经济的起步奠定了坚实的基础。如图2所示,当前低空经济正处于产业发展初期,预示着巨大的发展潜力。随着后续政策红利的深化、投资力度的加大等多元因素的积极作用,低空经济的增长轨迹将遵循S曲线逻辑,展现出速度逐渐加快、规模持续扩大的发展态势。展望未来,低空空域管理体系必将日益完善,空域资源更加高效、有序地释放和利用,低空基础设施建设步伐将显著加快,完整且协同的产业生态链将逐步形成。这一过程,正如新能源汽车行业的经历,标志着低空经济在某一时间点即将步入一个加速增长阶段,最终实现质的飞跃。
图2 低空经济产业发展趋势曲线
本文的基础数据,如在册通用机场数量、eVTOL生命周期、eVTOL生产周期、eVTOL相关厂商出货情况与相关订单、起降平台、现有5G通信网基站数量、无人机在册数量、无人机年交付架次、全年物流数据等,均通过相关官网查找获得。测算方法主要采用比例推算法和成本效益法,同时借助政策影响模型和时间序列预测模型对算法初步测算结果进行修正处理,尽量使预测数据与低空经济未来实际发展趋势相符。
其中,比例推算法[6]是指通过参照行业权威统计数据、运行数据以及企业信息,确定目标领域在直接相关行业中的占比,乘以本行业规模,得到各行业中属于目标领域范畴的规模,逐行业加总得到目标领域总规模。在低空经济中,可参考无人机历年在册数量、历年单机成本等来确定行业占比。
其中,成本效益法[6]是指比较特定应用场景的投入成本和预期效益,评估项目的经济可行性。在低空经济中,可参考整机每千米成本、整机寿命等作为投入成本。
政策影响模型主要涉及政策影响评估、政策变化以及政策敏感系数。政策影响评估的计算公式为:政策影响=政策变化量×政策敏感系数。其中,政策敏感系数是政策变化对经济指标的影响程度,通过量化加权的方式设定政策敏感系数,如对国家政策、地方政策等均进行不同量化。
时间序列预测模型[7]用来分析和预测时间序列数据,即按照时间顺序记录的数据点,利用历史数据预测未来情况。具体采用自回归模型(Autoregressive Model,AR),自回归模型是一种线性模型,预测主要依赖于前面的历史数据,将历史不同时期数据进行线性组合。
针对低空经济的低空制造、低空基础设施、低空应用3个板块,低空制造和低空基础设施主要采用比例推算法进行测算,低空应用主要应用成本效益法测算,后续再通过政策影响模型和时间序列模型对测算结果进行修正。其中,低空基础设施主要测算通用机场、起降平台和通信网;低空制造主要测算无人机整机和eVTOL整机;低空应用测算则主要集中在无人机产业应用和eVTOL产业应用。
2 低空经济产业规模测算
2.1 低空经济总体市场规模
低空经济总体市场规模增长态势明显。随着无人机技术、eVTOL以及相关低空应用的快速发展,低空经济正在成为推动创新和经济增长的新引擎。据本文研究,预计到2030年,低空经济产业规模达到2万亿元,2035年将超过5.1万亿元(见图3)。其中,到2035年,应用产业占测算规模的75.3%,年复合增长率34.2%,多样化的应用场景以及快速增长的市场需求,促使着应用产业后续在整体低空经济产业规模中占据主导地位,并且以较高的年复合增长率持续增长,是低空经济产业发展的主要动力;制造产业占20.9%,年复合增长率为28.2%,制造产业是低空经济产业链的核心环节之一,为应用产业提供关键设备,其增长速度略低于应用产业,但其稳健的发展态势为整个低空经济产业提供了坚实的支撑;基础设施占3.8%,年复合增长率13%,基础设施的建设和完善需要长期的投入和规划,因此其增长速度相对较慢。然而,随着政策的支持和资金的投入,基础设施将逐步完善,为低空经济的长远发展奠定坚实的基础。
图3 2024—2035年低空经济市场规模预测
2.2 低空基础设施测算
低空基础设施的测算主要从通用机场、起降平台和通信网3个方向开展。
2.2.1 通用机场数量持续上升,建设和后期维护成本持续增长
根据中国民用航空局(简称“民航局”)下设通用机场信息平台的数据,截至2024年4月,我国在册(含已取证和备案)通用机场从区域分布看,主要集中在华东和东北,东部较密集,西部较为稀疏,与人口地理分布相吻合;从机场级别分布来看,通用机场A类数量多于B类。A类机场涉及公共载客运输,需要遵循民用机场飞行区技术标准,对安全要求远高于B类机场。A类机场分为A1、A2以及A3级别,其中A1级通用机场是指含有使用乘客座位数在10座以上的航空器开展商业载客飞行活动的A类通用机场。
根据民航局发布的《全国通用机场布局规划》,2030年我国通用机场数量预计为2 058个。本文以A1级别机场费用为基础开展预测。如图4所示,低空经济中的通用机场建设正在经历快速发展阶段,相应的资金投入也在持续增长。本文研究显示,预计到2035年,通用机场数量将达到2 500个,通用机场工程费用投入预计达到3 500亿元,已建机场总体维护费用累计达到6 500亿元,空管系统建设费用累计投入为280亿元,总投入接近1万亿元,其中空管系统由信息处理系统、外围设施、地面信息物理基础设施构成,利用通信、导航和监控系统对航空器飞行活动进行监视和控制,保障民航空中交通安全。
图4 2024—2035年通用机场费用预测
从趋势来看,通用机场的建设数量在2024—2030年处于逐年增长趋势,在2030年到达增长峰值,但随着基础设施逐渐完善,2031年后通用机场数量逐渐减少,此部分建设费用也快速下降。伴随大量机场建设完工并投入使用,2031年后机场维护费用的增长速度将加快,维护和运营将成为通用机场的重要支出。
2.2.2 多种类型起降平台需求量大
全国各地都在加快起降平台的建设,以适应未来低空经济的快速发展。湖南省交通运输厅数据显示,湖南省计划布局建设5 000个起降平台,加速壮大通用航空产业集群规模。截至2023年底,深圳已完成129个起降平台的建设工作,2024年的目标是将起降平台数量增加至400个。这足以展示了地方政府对低空经济发展的高度重视,也反映了未来起降平台建设规模的巨大潜力。
起降平台主要包括小型起降点/智能起降柜、中型起降点和大型起降枢纽。其中小型起降点/智能起降柜相对简单,具备基本的起降功能,能够满足无人机的基本需求;中型起降点能够同时满足多种飞行器的起降需求,通常配备有完善的地面设施和服务体系,为飞行器提供全面的支持;大型起降枢纽,具有高度的综合性和集成性,不仅具备完善的起降设施和服务体系,还与其他交通方式紧密衔接。
本文依据每种起降平台的大致服务面积进行了预测。整体来看,到2035年,起降平台实现无缝覆盖情况,预计总投入资金为7 800亿元。如图5所示,小型起降点/智能起降柜数量预计达到51.2万个,投入资金为2 200亿元,占全部起降平台建设资金投入的28%;中型起降点达到3.2万个,投入资金为5 100亿元,占全部起降平台建设资金投入的67%;大型起降枢纽达到1 080个,投入400亿元,占全部起降平台建设资金投入的5%。起降平台的建设,小型起降点/智能起降柜数量最多,但由于其单价成本低,资金投入相对中型起降场投入少;大型起降枢纽建设的数量最少,投入金额也相对最少。
图5 截至2035年各类起降平台建设投入的费用占比
2.2.3 低空信息通信基础设施建设不断完善
通信网基础设施是指用于支撑低空应用的5G-A低空智联网及相关配套设施。低空智联网借助于包括4G/5G通信、卫星互联网、北斗系统和雷达等监控系统的天地一体化基础设施,协调各级空管部门、安全应急部门和基础设施保障部门之间的关系,构建数字化低空运行环境,实现智能化空域设计和航路规划。以目前5G-A基站数量和未来6G基站数量为基础,按照一定比例建设低空通信基站,到2035年,新建低空通信基站数量预计达到36万个,总投入预计达到1 110亿元。伴随6G以及未来更多技术发展,通信网基础设施建设的未来趋势是依据差异化通信场景,选择合理的建网方案,使其覆盖更广、成本更低。
2.3 低空制造相关测算
2.3.1 无人机制造业是低空产业的拉动主体
根据国务院新闻办公室披露,2023年我国无人机交付量达到317万架次,其中出口架次占当年交付量的88%;《2022年民航行业发展统计公报》数据显示,2022年我国无人机交付量为198万架次。可见无人机产业正在快速发展,市场需求增长快,技术不断创新,产业规模迅速扩大,其中出口量大幅增加,表明我国无人机在国际市场上具有很强的竞争力,在全球无人机市场上占据重要地位。
未来随着配套基础设施的建立完善,市场潜在需求的增加,应用场景的逐渐丰富,无人机交付数量将继续保持增长态势,与此同时带来产值的快速增加。据本文研究(见图6),到2030年无人机整机交付架次达到3 800万架次,带来制造业产值超过3 700亿元,2035年,预计无人机整机交付架次超过6 100万架次,带来制造产值预计将达到4 900亿元。随着无人机应用场景的不断拓展,农林植保、电力巡检、地理测绘、物流、娱乐等行业的需求都在增长,同时无人机的技术不断进步,包括飞行稳定性、续航能力、载重能力、操控系统、传感器技术等,使得无人机更加可靠和实用,也就直接带动了无人机交付量的增加,尽管无人机单价会逐年下降,但整体产值仍处于逐年增长趋势。
图6 2024—2030年无人机整机制造交付数量和产值预测
2.3.2 eVTOL制造目前处于起步阶段,后续快速增长
eVTOL相对传统飞行器具有安全、可靠、环保、经济等多种性能特征。根据美国垂直飞行协会(Vertical Flight Society,VFS)[8]发布的数据,截至2023年11月底,全球共有924型eVTOL概念产品,其中48%为多旋翼型,16%为“升力+巡航”型,36%为矢量推进型。国内亿航EH216-S分别于2023年10月和12月获民航局颁发的eVTOL型号合格证和标准适航证,这表明国内eVTOL已初步满足商业运营适航管理要求。根据本文调研,亿航公司一季度交付26架EH216-S,客户主要来源于国资背景企业、景区以及海外客户,考虑到交付周期、每种机型型号许可证和适航证的审批周期以及目前具备适航许可的机型,未来2~3年eVTOL制造产业仍处于逐渐成熟的状态。
eVTOL产业链近几年缓慢发展,预期后续会快速增长。eVTOL整机配件价格也将逐年递减,到2035年,随着生产规模的扩大,规模效应导致生产成本降低,供应链的成熟和优化减少了采购成本。本文预测,整机及配件价格将由2024年的400万元降至200万元以下。在政策加持、成本下行以及市场需求增加的驱动下,技术成熟和成本降低使得eVTOL更加可行,市场需求不断增加,2027年后eVTOL的交付数量和产值将逐渐上升,到2030年,经过几年的技术积累和市场培育,预计2030年当年交付数量达到21 000架,整机及配件市场规模达到500亿元;在此期间,行业不断发展,eVTOL可能逐渐成为主要交通工具之一,预测到2035年其交付数量达到30万架,市场规模达到5 700亿元(见图7)。
图7 2024—2035年eVTOL制造整机及配件市场规模预测
2.4 低空应用相关测算
2.4.1 无人机在册数量逐年增加,未来市场份额可期
《2022年民航行业发展统计公报》显示,截至2022年底,国内无人机在册数量95.8万架;《2023年民航行业发展统计公报》显示,截至2023年底,国内无人机在册数量126.7万架,可见无人机在册数量呈增长趋势,逐渐拉大产业规模。如图8所示,预计2024年无人机在册数量达到300万架,产业规模达到2 700亿元,到2035年产业规模达到3.1万亿元,其对于产业拉动的复合增长率达到25%。长期来看,无人机的市场需求持续增长,技术创新不断推动无人机的性能提升和成本下降,使得无人机能够在更多领域得到应用,同时新的商业模式和服务模式不断涌现,也就进一步拉动了产业规模,多种因素同时作用,致使无人机产业的复合增长率达到25%。
图8 2024—2035年无人机产业应用规模预测
无人机产业应用场景不断丰富,主要包括无人机物流配送、农林植保、电力巡检、安防监控、地理测绘以及低空文旅等,各种应用场景所形成的产业规模随着时间长度拉长不断调整[9]。本文研究显示,截至2035年,无人机各类产业应用的市场规模占比如图9所示。其中,无人机在农林植保领域的应用较为广泛,凭借其应用效率高、成本低,能够进行精准施肥和喷洒农药,减少资源浪费和环境污染,使得这一领域的市场规模不断扩大,成为无人机应用的重要部分,其市场规模占无人机应用总体规模的28%;在物流配送方面,无人机的快速配送能力和在复杂环境中的灵活性,使其成为未来物流行业的重要补充,随着相关技术和监管法规的完善,预计未来3~5年内逐渐实现正向收益,2025年前有望实现成熟的末端载物场景,到2035年其市场规模达到6 900亿元,占无人机应用总体规模的20%;未来在安防监控、电力巡检、地理测绘等领域的应用日趋成熟,这些领域对高效、精准的监测和数据采集均有高度需求,无人机能够提供实时数据和分析,提高作业效率和安全性,到2035年,这些领域的市场规模预计分别占无人机应用总体规模的17%、18%和5%;随着相关技术和监管法规的逐渐完善,“低空+文旅”的创新商业模式将不断探索,新的应用场景如空中观光、无人机表演等不断丰富,这些创新商业模式将吸引更多投资和消费者,从而推动产业规模的扩大,到2035年,预计其产业规模占无人机应用规模的7%。此外,随着无人机技术的不断发展,其应用领域将进一步拓展,到2035年,无人机在其他领域的应用市场规模约占5%。
图9 2035年无人机各类产业应用的市场规模占比
2.4.2 eVTOL交通和旅游应用市场处于孕育期,前景广阔
到2026年,eVTOL会有多种机型取得适航证,将主要在低空旅游应用场景中不断渗透。据本文统计,全国5A级景区304个,假设每个景区配备3架,预计有1 000架左右的需求。其次公共出行,以城际交通为主,替代部分200 km内的城际交通市场需求,同时对城际飞机、高铁出行做城市边缘到城市中心运输的延伸服务。除此之外,对直升机和固定翼飞机的常态化应用起到一定的替代性和延展性。最后,根据当前国内超豪华车辆的保有情况看,部分超豪华车辆的所有者可能会将他们的交通工具转变为私人的eVTOL,因此,私人出行在未来也会成为eVTOL应用场景的一个重要发展方向。
eVTOL的发展初期受到适航证、型号许可证、生产许可证发放以及空域管理的周期性影响,这些行政程序和法规制定需要时间,限制了eVTOL的快速商业化,因此2030年以前,eVTOL的多种应用场景仍处于市场探索期,市场规模相对较小。随着低空经济产业的发展,相关的法规、技术、基础设施和市场需求逐渐成熟,eVTOL在城市交通中的应用能够提供快速、高效的出行方式,缓解地面交通拥堵,到2035年,eVTOL城市交通(公共出行)呈现爆发式增长,预计市场规模达到6 000亿元(见图10)。
图10 2024—2035年eVTOL三类产业应用的市场规模预测
3 结束语
根据目前已有基础数据,本文采用比例推算法和成本效益法,结合政策影响模型和时间序列预测模型,对低空基础设施、低空制造和低空应用3个方向7个环节的产业规模进行整体预测。预计到2035年,低空经济产业规模将超过5.1万亿元,其中基础设施建设超过1 900亿元,低空制造超过1万亿,低空应用更是达到3.8万亿。低空经济未来催生多元化的市场需求,带动商业模式和服务模式的不断创新,进而拉动多个相关行业增长,使低空经济真正成为推动新经济的重要引擎。
作者简介
孙国辉
中国信息通信研究院知识产权与创新发展中心低空经济研究部工程师,主要从事低空经济领域以及专利咨询等方面研究。
聂鹏
中国信息通信研究院知识产权与创新发展中心低空经济研究部工程师,主要从事低空经济以及相关专利等方面研究。
赵丽彤
中国信息通信研究院知识产权与创新发展中心低空经济研究部工程师,主要从事低空经济领域产业以及标准必要专利等方面研究。
论文引用格式:
孙国辉, 聂鹏, 赵丽彤. 低空经济市场空间预测研究[J]. 信息通信技术与政策, 2024, 50(11): 33-40.
低空经济市场空间预测研究
孙国辉 聂鹏 赵丽彤
(中国信息通信研究院知识产权与创新发展中心,北京 100191)