国联低空经济研究系列—eVTOL研究框架 国联证券-

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证券研究报告 报告评级：强于大市丨维持 国联低空经济研究系列— eVTOL研究框架 国联证券国防军工研究团队 2024年9月7日 请务必阅读报告末页的重要声明 目 录 第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 1、eVTOL:引领航空电气化革命，产业进展超 预期 2、eVTOL应用展望与空间测算 3、eVTOL产业链拆解 点击编辑文本样式 点击编辑文本样式 1、eVTOL:引领航空电气化革命，产业进展 超预期 eVTOL：电动垂直起降飞行器，引领航空电气化革命 eVTOL的图片实例 eVTOL的技术优势 ◥电动垂直起降飞行器eVTOL是一种利用分布式电推进技术， 并且具备垂直起降能力的飞行器。相较于传统直升机、无 人机等，eVTOL具有起飞无需跑道、高安全性、低噪音、零 排放、易维护、规模运营化后低成本等优势，将成为城市 空中交通的主要运行航空器类型。 资料来源：《2024上海低空经济发展白皮书》 ，无人机网，澎湃新闻，中华网，中国航空网，国联证券研究所 类比新能源汽车发展，eVTOL沿着早期验证版本→高端公务版本→纯电大众版本趋势迭代 性能颠覆，填补空白 高端体验，商务出行 较低价格，日常使用 2G：观光旅游&公共服务 2B：城市运营&公务航空 2C：家庭购买&共享使用 部分市场，采取增程混 动，解决纯电里程焦虑& 部分采用纯电快充/换电 部分市场，采取增程混动， 解决纯电里程焦虑&部分 采用纯电快充/换电 纯电快充版本 Roadster 2008年发售 Model S 2012年发售 Model 3 2017年发售 2020年 产业重塑 成本降级 eVTOL 2023年TC 早期验证版本 2027年TC 高端公务版本 2032年TC 纯电大众版本 2035年TC 体系联通 基础建设 飞机类型 应用场景 动力类型 资料来源：特斯拉官网，无人机 网，追梦空天，国联证券研究所 ◥ 我们认为，eVTOL的本质是移动智能终端，产品属性是新能源+航空+人工智能，是类比PC、手机、智能汽车、机器人一样颠覆性地改变人类生 活的智能产品。产业发展趋势看，eVTOL沿着早期验证→高端公务→纯电大众方向迭代，多种构型，逐步落地。 eVTOL沿着早期验证→高端公务→纯电大众方向迭代 eVTOL技术路线比较，长期看倾转旋翼的技术路线或是更优解 ◥ 多旋翼型：悬停时间长，载重小、能耗高，飞行范围只有30-65千米， 巡航速度约60-100千米每小时，适用于短途，有望在旅游市场率先放量； ◥ 复合翼：设计、控制等相对简单，技术难度低，商业化落地或更快，但 升力系统在平飞阶段是死重产生额外阻力，速度方面较倾转翼慢。 ◥ 倾转翼：在综合考虑航程、巡航速度和载重比方面优势明显，未来产品 化后在参数上更优，但技术难度更大。倾转旋翼为目前国外多数eVTOL 主机企业的选择。 不同eVTOL应用场景 构型 多旋翼 复合翼 倾转旋翼 旋翼系统 功能 垂起时提供全部升 力；巡航时提供全 部拉力和升力 垂起时一部分旋翼提供升力， 巡航时另一部分旋翼提供拉力 垂起时所有旋翼提供 升力，巡航时部分旋 翼或所有旋翼提供拉 力 特点 分布式旋翼设计， 旋翼同时工作，无 机翼等翼面，完全 通过旋翼实现垂直 起降和巡航 设计直接简单，有机翼，通过 独立的垂直旋翼 动力系统和推进动力系统提供 升力和巡航推力 有机翼，通过失量推 进装置，既可以为飞 行器提供升力也可以 提供巡航推力 巡航速度 60-100km/h 150-200km/h 250-320km/h 优点 研发难度低 研发难度中等 研制风险和成本较低 气动效率高 飞行速度高 航程和有效载荷有明 显优势 缺点 有效载荷和航程都 相对有限 飞行速度慢 制造成本高 两套动力系统 载重效率低 技术难度稍大 应用场景 小景区低空旅游 物流运输 应急教援 大景区低空旅游 城际及城市空中出行 物流运输 应急教援 大景区低空旅游 城际及城市空中出行 国内外代 表厂商 亿航 Volocopte 峰飞航空 EVE 时的科技 Joby 主要eVTOL技术路线对比 资料来源：《2024上海低空经济发展白皮书》，航空产业网，国联证券研究所 eVTOL构型商业化进程或将历经三大阶段，倾转构型有望成为主流 eVTOL构型分阶段变化预测 资料来源： CCID赛迪四川微信公众号，国联证券研究所 第一阶段： 2030年之前 • eVTOL将呈现以复合翼/倾转旋翼为主，多旋翼为补充的格局 • 在其他构型技术取得突破前，多旋翼是能快速实现特定场景、低空旅游等商业应用的构型 • 基于巡航速度、航程、有效载荷来看，倾转旋翼/复合翼显然在飞行动力和距离上更能满足市 场需求 • 预计到2030年，倾转旋翼/复合翼构型商业化应用合计占比将达到70%左右 第二阶段： 2030—2040年 • 随着倾转旋翼/倾转涵道技术突破，其市场占比逐步提升，市场将形成倾转旋翼为主，复合翼、 多旋翼为辅，倾转涵道市场占比快速提升的格局 • 在这一阶段，多旋翼得益于其在短距离场景中的运营成本优势，仍将占有15%左右的市场份额； • 复合翼作为过渡机型处于稳定发展阶段，占比为20%～25% • 在巡航速度和航程上更具优势的倾转构型成为市场主流，倾转旋翼/倾转涵道合计占比超过50% 第三阶段： 2040年之后 • 倾转构型延续主流构型趋势，倾转涵道市场占比快速提升，隐藏式推进系统+无翼设计构型商 业化应用逐步推广 • 此外，各种构型的eVTOL复合体（如飞行汽车）也将在细分市场得到应用 国内主机厂2026年进入密集取证期，竞争激烈，有望产生伟大公司 倾转旋翼 复合翼 多旋翼 飞行汽车 代表企业 时的科技 (E20) 沃飞长空 （AE200) 零重力 (ZG-T6) 华羽先翔 （鸿鹄） 倍飞智航 (TW-5000) 追梦空天 小鹏汇天 峰飞 (盛世龙) 峰飞 (V2000CG) 沃兰特 (VE25) 御风未来 (Matrix1) 亿维特 (ET9) 亿航(EH216) 零重力 (ZG-ONE） 小鹏汇天 （分体汽车） 翼展 12米 14.5米 17米 13米 - - - 16米 15米 16米 - - 6米 5.9米 座位数 5座 5座 6座 5座 5座 5座 - 5座 - 6座 5座 5座 2座 2座 2座 巡航速度/最 大速度 260km/h 250km/h 250km/h 280km/h - - - 160km/h 160km/h 160km/h 180km/h 160km/h 90km/h 75km/h - 320km/h - - - 200km/h 200km/h 200km/h 200km/h 200km/h 105km/h - 研发状态 原型机飞行 测试 原型机飞行 测试 缩比机 缩比机 缩比机 缩比机 缩比机 原型机飞行 测试 已取证 原型机飞行 测试 原型机飞行 测试 原型机飞行 测试 已取证 原型机飞行 测试 分体式多旋翼飞 行测试 适航阶段 载人TC 提交申请 载人TC 提交申请 - - - - - 载人TC 申请受理 获得载物TC 载人TC 申请受理 载物TC 申请受理 未受理 获得载人TC； PC、AC单机 适航证 未受理 分体式多旋翼部 分TC申请获受理 ◥亿航率先取证，峰飞、沃兰特、时的、沃飞等企业eVTOL已经受理，预计2026年获得取证，万丰奥威、中直股份等主机厂目前已开展 研制工作，未来汽车厂商也有望进入，竞争格局不确定性较大，类比智能手机、智能汽车，我们认为主机端有望产生大市值的公司。 ◥国内主机企业构型各有选择，目前新创企业等推出的eVTOL项目倾转构型机型最多。 资料来源：《低空经济深度解读：eVTOL赛道市场规模和创新价值分析》头豹研究院，国联证券研究所 国内eVTOL企业产品一览 国外eVTOL企业一览：矢量推力为主流选择，商业化落地渐进 国家 厂商 型号 载人数 （驾驶员+乘客） 巡航速度 （km/h） 航程（km） 有效载重 （kg） 最大起飞重量 （kg） 动力 控制方式 构型 美国 Joby S4 1+4 322 241 453 1815 电动 有人驾驶 矢量推力 Beta ALIA-250 1+4 — 500 — 3175 电动 有人驾驶 复合翼 Archer Midnight 1+4 241 80 456 3175 电动 有人驾驶 矢量推力 Wisk Generation 6 4 222 144 — — 电动 无人驾驶 矢量推力 Supernal S-A1 1+4 290 97 — — 电动 有人驾驶 矢量推力 Elroy Air Chaparral C1 货运 — 483 227 — 电动 无人驾驶 复合翼 英国 Vertical VX4 1+4 241 161 450 — 电动 有人驾驶 矢量推力 德国 Lilium Jet(7seats) 1+6 250 250 — 3175 电动 有人驾驶 矢量推力 Volocopter Volocity 1+1 90 65 200 900 电动 有人驾驶 多旋翼 荷兰 Airbus CityAirbus NextGen 1+3 120 80 — — 电动 有人驾驶 多旋翼 斯洛文尼亚 Pipistrel Nuuva V300 货运 165 300 300 1700 混动 无人驾驶 复合翼 巴西 Eve Eve V3 1+4 241 96 — — 电动 有人驾驶 复合翼 国外eVTOL企业产品一览 ◥ 从构型上，国外企业多选择矢量推力；从商业化进展上，joby、archer均有望在2025年取证，并迎来商业化落地。 ◥ 2024年7月18日，沙特航空集团与 Lilium 签署了 50 架 Liium 喷气式飞机的具有约束力的销售协议，并可选择再购买 50 架。这一订单不仅 是中东和北非地区同类协议中的最大一笔，也代表了航空公司在eVTOL飞机领域的最大规模确认订单，为eVTOL的发展树立了新的里程碑。 ◥ 韩国移动即服务平台服务公司Kakao Mobility计划购买50架Archer的旗舰eVTOL机型Midnight，价值约为2.5亿美元（含预付款）。Kakao Mobilit与Archer商定，在2024年底于韩国进行eVTOL飞机公开演示飞行；KakaoMobility则计划最早于2026年开始向其Kakao T移动应用程序上 的3000多万注册用户提供电动空中出租车航班。 资料来源：来源：航空产业网、青蓝能源公众号、电动及混动飞机公众号，李凯等《eVTOL航空器研制现状及发展趋势》，国联证券研究所 2、eVTOL应用展望与空间测算 eVTOL发展路线研判 资料来源：CCID赛迪四川微信公众号，国联证券研究所 eVTOL发展路线 ◥ 构型方面：eVTOL构型商业化进程将历经三大阶段，倾转构型将成为主流。 ◥ eVTOL动力源：将呈现液态电池—半固态电池—全固态电池的路线演进，以固态电池为动力源的eVTOL或将在2030年实现规模化商业应用 ◥ 应用场景：综合技术、低空基础设施和价格等多方因素，eVTOL应用场景将遵循载物/载人—载客—私人飞行器三阶段进行演进，最终目标市场 是私人消费市场。 eVTOL场景发展节奏预测，或将依次经历导入→爆发→普及三大阶段 ◥ 根据《客运eVTOL应用与市场》，eVTOL发展预计可分为三个阶段： 1）导入阶段（2025-2030）：市场应用在某些特殊场景落地，以空中游览飞行、医疗转运为主，UAM逐步开始试点； 2）爆发阶段（2030-2035）：UAM快速发展“空中出租车”、“空中小巴”等模式出现并普及； 3）普及阶段（2035-）：eVTOL开始步入个人及家庭消费，私人飞行器逐步兴起。 eVTOL发展三大阶段预测 主要特征 空域及空管系统 基础设施 市场应用 运营主体 公众认知与接受度 阶段一 导入阶段 2025-2030 自主飞行技术正在发展中， 目前主要还是由飞行员进行 驾驶。 ➢ 航程：150-200km ➢ 速度：200-250km/h ➢ 载客：4-5人 现行规则将被沿用，并根据 eVTOL的特点进行扩展。这 些飞行器的运行高度将在 300至1000米之间。此外， 还将采用自动化的方式来进 行飞行任务的批复。 eVTOL起降点分为常规和临 时两类。 常规起降点设在城市交通枢 纽附近，数量有限，并参照 现行直升机的标准来建设。 ➢ 空中游览飞行 ➢ 医疗转运 ➢ 制造商、运营商、租 赁公司、企业等多样 化的产权 ➢ 传统通航运营商等专 业运营商运营 安全性是eVTOL运营中的核 心要素。随着技术进步，运 营价格预计将下降至与豪华 网约车相当的水平。这种服 务主要面向寻求休闲出游、 注重出行效率和舒适性的城 市中产阶层。 阶段二 爆发阶段 2030-2035 eVTOL正逐步实现自主飞行 能力，但仍需要驾驶员进行 监控。产品通过家族化迭代 不断优化性能，并且专用技 术也在持续升级换代。 政策环境逐步开放，允许航 路和运行范围灵活调整。第 三方航务机构的重要性得到 提升，同时运行申报和批复 的时间大幅缩短。 起降点布局在城市的商业和 居民中心区域。 常规起降点的设计更为灵活， 在尺寸和规模上都有所调整。 此外，临时起降点还扩展到 了城乡结合部以及乡镇地区。 从通航性质出发，逐渐渗透 到传统的地面交通市场，空 中出租车和空中小巴等形式 将变得越来越普及。 产权共享模式日益普及，同 时出现了智能化和网络化的 新型运营方式。 随着大众接受度的提高，人 们对于AAM（先进空中移动） 的风险和事故接受程度也会 随着使用规模的增加而提升。 AAM正逐渐成为社会交通方 式的重要组成部分。 阶段三 普及阶段 2035~ 自主驾驶系统成熟 高效新能源出现， 高速、远航程产品出现，传 统航空器eVTOL化 产品个性化，出现“性能”、 “豪华”等卖点 空管系统实现了更高的计算 分配能力，使得空域共享度 提升并基本实现了按需分配 空域。旅客个人申请和自动 批复的流程得以实现。 ➢ 空中立体出行成为刚 需 ➢ 起降点类似地面交通 站点 ➢ 立体式起降点普及 ➢ 与私家车类似，进入 私人市场 ➢ 销售、保险等相关业 务模式改变 更先进的产权共享模式将进 一步提高资产利用率，私人 拥有的eVTOL也将实现自主 运行。 出行乃至居住方式将发生根 本性的变革，人们将进入一 种以“空运”为基础的社会 模式。 资料来源《客运eVTOL应用与市场》，国联证券研究所 eVTOL发展历程有望类比新能源汽车，当前或处于新能源车2010-2012年 ◥ 发展阶段：我们认为当前eVTOL所处阶段或类似于新能源汽车2010-2012年，此时新能源汽车处第一轮推广应用实施。该阶段国家战略层面提出 汽车业电动化技术转型战略，明确新能源汽车为战略新兴产业。 ◥ 对于eVTOL，后续有望复制新能源汽车发展路径： 1）政府可能会出台一系列政策，包括研发资助、税收优惠、补贴等，以促进eVTOL技术的研发和市场应用。 2）可能会有示范项目和试点运行，以展示eVTOL技术的可行性和效益，类似于新能源汽车的早期推广。 3）或建立相应的基础设施，如垂直起降场、充电站和维护设施。 时间 阶段 新能源渗透率 发展内容 发展特点 2000-2009 探索阶段 小于0.01% ➢ 此阶段新能源汽车（NEV）包括混合动力电动汽车(HEV)，插电式混合动力电动汽车(PHEV)，纯电动汽车(BEV)和燃料电池电动汽 车(FCEV)。 ➢ 该阶段新能源汽车的研发完全由国家资助项目支持，目的是验证原型车和调查技术路线。公共服务部门是第一阶段新能源汽车 的主要应用领域。 ➢ 混合动力电动汽车主导新能源汽车市场，在2009年占85%的市场份额。该阶段的一个里程碑是2009年1月“十城千辆”示范项目 启动。 技术取得了突破性的创新成果， 市场内获得了一定的发展空间。 但此时的结束具有不稳定性和 不确定性，不同的技术在进行 不同的市场试探。 2010-2012 培育阶段 0.01%-0.1% ➢ 国家战略层面提出汽车业电动化技术转型战略，明确新能源汽车为战略新兴产业。 ➢ 第一轮推广应用实施阶段，四部委组织专家对25个示范城市（包括6个开展私人购买新能源汽车试点城市）截至2012年底，25个 示范城市共推广各类示范车辆27432辆，其中公共服务领域各类车辆23032辆，私人购买新能源汽车4400辆。 ➢ 新能源汽车的补贴范畴基本和探索阶段相同，但将混合动力汽车中的微混和中混从新能源汽车补贴范畴内剔除。 市场分散、竞争激烈程度低； 产品质量不稳定，良莠不齐， 成本高； 2013-2019 成长阶段 0.01%-8% ➢ 2013年9月，第二轮新能源汽车推广应用工作开始，国补2.0出台。第一次提出了补贴逐年退坡的概念。提出了纯电动专用车的 概念（主要是邮政、物流车、环卫等）。要求示范城市或区域地方政府对新能源汽车车辆购置、配套设施建设等方面出台相关 政策。 ➢ 2013至2015年，在38个城市群，共88个城市示范推广了新能源汽车，470900辆新能源汽车进入示范城市运营。2015年在多年高 补贴诱发下产生了严重的“骗补” 2016年，第三阶段推广应用阶段，我国新能源汽车产业开始全面调整升级，方向开始向扶优扶强转换。 ➢ 截止到2017年，新能源汽车保有量为159.7万台，渗透率为0.74%。 从 2017 年之后，政策补贴逐步有针对性地退出。 进入堡垒低，厂家以新进入者 为主，传统车企少； 渗透率稳步提升但主要靠补贴 政策驱动，基础设施不完善， 新能源汽车竞争仍存在劣势 2020年后 爆发阶段 8%-50% ➢ 2019年后特斯拉国产化超预期，带动国内新能源汽车产业链快速发展，爆款产品model系列出现，后续新产品不断出新供给驱动 下，新能源汽车渗透率快速提升。 玩家开始大规模进入，市场集 中度增加；市场竞争加剧； 产品多样性增加，产品质量大 幅提升； 价格和成本下降。 资料来源：messe frankfurt，国联证券研究所 资料来源：《蓄势待发，乘风破浪》保时捷管理咨询，国联证券研究所 eVTOL：时间、效率等方面具备明显优势，长期看UAM大势所趋 ◥与直升机相比，eVTOL在价格、时间、舒适便捷性、低噪音、零碳排放等方面具备明显优势。 ◥初期运营在政府补贴情况下，eVTOL单座价格可能介于高铁商务座与一等座之间，但与高铁相比，其在时间、效率上竞争优势明 显。随着eVTOL技术完善、起降点加密、制造成本下探，以eVTOL为核心载体的城市空中交通大势所趋。 eVTOL和其他飞行器运营参数比较 eVTOL空中航线盈利性测算：城市空中交通大有可为 ◥eVTOL空中航线盈利性测算： ◥收入端：假设采购8架eVTOL，采购价格为1500万元， 航线距离为100公里，飞一次运送3.5名旅客需45分钟， 一天一架飞行8个班次，票价为500元，一年飞行250 天，单架飞机年度收入350万元。 ◥成本端：主要有eVTOL采购成本，