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市場(chǎng)觀察

eVTOL電池市場(chǎng)超千億元 龍頭企業(yè)競(jìng)相布局 | 深電協(xié)盤點(diǎn)

佚名2024-04-29
2021年至今，多份中央經(jīng)濟(jì)文件提及“低空經(jīng)濟(jì)”，而2024年“低空經(jīng)濟(jì)”更是首次被寫入政府工作報(bào)告，并被視為“新增長(zhǎng)引擎”之一。與此同時(shí)，全國(guó)20多個(gè)省、市、自治區(qū)亦將“低空經(jīng)濟(jì)”有關(guān)內(nèi)容寫入2024年政府工作報(bào)告，以深圳為例，對(duì)eVTOL企業(yè)的研發(fā)、制造、適航取證、航線開通運(yùn)行，均設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)，產(chǎn)業(yè)扶植力度大。這使得作為“低空經(jīng)濟(jì)”最新興、最重要的載體---電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）獲得廣泛關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)eVTOL主要應(yīng)用場(chǎng)景可分為短途定期載客飛行、企業(yè)與私人包機(jī)、空中游覽飛行、醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)四類，其中，短途定期載客飛行為eVTOL運(yùn)營(yíng)的重要模式之一。據(jù)Morgan Stanley預(yù)計(jì)，全球eVTOL行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2030年將增至3000億美元，2040年有望超過萬億美元，市場(chǎng)潛力巨大。
2021年至今，多份中央經(jīng)濟(jì)文件提及“低空經(jīng)濟(jì)”，而2024年“低空經(jīng)濟(jì)”更是首次被寫入政府工作報(bào)告，并被視為“新增長(zhǎng)引擎”之一。與此同時(shí)，全國(guó)20多個(gè)省、市、自治區(qū)亦將“低空經(jīng)濟(jì)”有關(guān)內(nèi)容寫入2024年政府工作報(bào)告，以深圳為例，對(duì)eVTOL企業(yè)的研發(fā)、制造、適航取證、航線開通運(yùn)行，均設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)，產(chǎn)業(yè)扶植力度大。這使得作為“低空經(jīng)濟(jì)”最新興、最重要的載體---電動(dòng)垂直起降飛行器（eVTOL）獲得廣泛關(guān)注。目前國(guó)內(nèi)eVTOL主要應(yīng)用場(chǎng)景可分為短途定期載客飛行、企業(yè)與私人包機(jī)、空中游覽飛行、醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)四類，其中，短途定期載客飛行為eVTOL運(yùn)營(yíng)的重要模式之一。據(jù)Morgan Stanley預(yù)計(jì)，全球eVTOL行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2030年將增至3000億美元，2040年有望超過萬億美元，市場(chǎng)潛力巨大。

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01、eVTOL發(fā)展前景廣闊，國(guó)內(nèi)即將迎來量產(chǎn)

當(dāng)前，eVTOL技術(shù)路線多，各主機(jī)廠技術(shù)迭代，產(chǎn)品落地加速。具體來看，億航智能EH216-S已成功取得適航“三大通行證”，峰飛V2000CG已取得TC，峰飛科技、小鵬匯天等多家主機(jī)廠eVTOL型號(hào)TC申請(qǐng)均已獲受理，市場(chǎng)預(yù)計(jì)2026起TC證密集落地。

產(chǎn)能方面，當(dāng)前億航、峰飛設(shè)計(jì)產(chǎn)能600、1000臺(tái)，億航23年已交付52臺(tái)。在政策推動(dòng)+主機(jī)廠產(chǎn)品完善的背景下，各家已陸續(xù)開啟“空中巴士”試飛，行業(yè)量產(chǎn)時(shí)刻有望臨近，據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)將迎來首批商業(yè)化落地的eVTOL項(xiàng)目；到2027年，我國(guó)對(duì)eVTOL需求量約為500架，市場(chǎng)前景廣闊。

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02、eVTOL電池：高安全、高能量密度、高功率密度

作為eVTOL技術(shù)的核心組件，航空電池技術(shù)的要求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電池。具體來看，電池功率密度決定了eVTOL是否可以安全起飛和著陸，能量密度大致決定了eVTOL的航程范圍。eVTOL垂直起飛所需要的動(dòng)力是地面行駛的10-15倍，當(dāng)前eVTOL電池能量密度可達(dá)285Wh/kg水平，但目前市面主流eVTOL續(xù)航僅約20分鐘-1.5小時(shí)，商用門檻高達(dá)400Wh/kg，且未來能量密度要求將會(huì)達(dá)到1000Wh/kg，遠(yuǎn)高于當(dāng)前車用動(dòng)力電池的能量密度，eVTOL電池能量密度仍有待進(jìn)一步提高。

充放電倍率方面，eVTOL的飛行需要經(jīng)歷起飛、巡航、懸停等階段，其中起降階段要求電池的瞬間充放電倍率在5C以上。

安全性能方面，eVTOL電池安全性要求格外嚴(yán)苛，需保障飛行汽車出現(xiàn)安全事故時(shí)，仍然能夠安全著陸，不僅要求電池自身安全性達(dá)標(biāo)，還要求電池系統(tǒng)在其他系統(tǒng)損壞時(shí)仍能保障動(dòng)力。

循環(huán)壽命方面，電池循環(huán)壽命直接影響電池更換頻率，高充放電壽命可以減少安全隱患的產(chǎn)生。

綜合來看，eVTOL要求電池高安全、高能量密度、高功率密度。

03、eVTOL電池市場(chǎng)規(guī)模超千億元

政策技術(shù)雙驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)加速落地的背景下，eVTOL也將迎來廣闊的市場(chǎng)前景。根據(jù)《客運(yùn)eVTOL應(yīng)用與市場(chǎng)白皮書》預(yù)計(jì)，2030年累計(jì)國(guó)內(nèi)eVTOL需求量為16316架，假設(shè)單eVTOL帶電量200kWh，價(jià)格3元/Wh（航空級(jí)電池較車用電池價(jià)格高1個(gè)數(shù)量級(jí)），對(duì)應(yīng)單機(jī)電池價(jià)值量60萬元，則對(duì)應(yīng)前裝市場(chǎng)約98億元，而eVTOL電池后裝市場(chǎng)市場(chǎng)空間則更為可觀。

在單天飛行8次，電池循環(huán)壽命1000圈的假設(shè)下，電池的更換次數(shù)14次，在eVTOL20年生命周期內(nèi)，30年累計(jì)國(guó)內(nèi)eVTOL需求量預(yù)計(jì)為16316架，假設(shè)更換均價(jià)單機(jī)45萬元，eVTOL電池后裝市場(chǎng)空間約1028億元。

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圖1：國(guó)內(nèi)eVTOL給電池帶來前裝/后裝市場(chǎng)預(yù)測(cè)（2030年，億元）

04、寧德時(shí)代等競(jìng)相布局超eVTOL電池市場(chǎng)

在政策及市場(chǎng)雙重驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)電池龍頭企業(yè)寧德時(shí)代、比亞迪和國(guó)軒高科等電池制造商競(jìng)相加速布局eVTOL電池領(lǐng)域。當(dāng)前eVTOL飛行器電池多路線并行開發(fā)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前用于電動(dòng)航空的電池包括凝聚態(tài)電池（寧德時(shí)代）、圓柱電池（蔚藍(lán)鋰芯、正力新能、國(guó)軒高科等）、軟包電池（孚能科技等）、固態(tài)電池（欣視界、恩力動(dòng)力、麻省固能等）。

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05、技術(shù)趨勢(shì)：固態(tài)/半固態(tài)電池或?yàn)槲磥碇髁髀肪€

目前eVTOL電池主流在研技術(shù)路線有鋰電池和氫燃料電池兩種，其中，氫燃料電池盡管具備能量密度高（600Wh/kg-1000Wh/kg）、充能速度快、低溫性能好等優(yōu)勢(shì)，但其功率密度尚不能滿足eVTOL對(duì)于峰值功率密度要求，且其仍處于商業(yè)化早期階段，市場(chǎng)預(yù)計(jì)氫鋰混動(dòng)系統(tǒng)有望成為過渡。而鋰電池屬于當(dāng)前商業(yè)化進(jìn)展較為領(lǐng)先的eVTOL電池技術(shù)路線，當(dāng)前多家企業(yè)主攻高鎳三元+硅基負(fù)極體系方案，能量密度在300Wh/kg左右。此外，軟包電池憑借其高能量密度、高放電性能、和更輕重量等優(yōu)勢(shì)，加之，eVTOL對(duì)電池價(jià)格寬容度高，軟包電池有望成為eVTOL電池中期主流方案，目前美國(guó)空中電動(dòng)出租車初創(chuàng)公司Joby及孚能科技等在eVTOL電池開發(fā)商均采用軟包電池。

不過，由于eVTOL對(duì)于電池包能量密度和峰值功率密度的理想要求分別400-500Wh/kg和1.5-2.0kW/kg，目前已量產(chǎn)的前沿鋰電池技術(shù)基本難以兼顧eVTOL兩者要求，市場(chǎng)主要通過研發(fā)固態(tài)/半固態(tài)鋰電池去提升能量密度上限和安全性來適應(yīng)eVTOL應(yīng)用場(chǎng)景。目前固態(tài)電池的能量密度在400Wh/kg以上（欣視界當(dāng)前固態(tài)電池450Wh/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倍率6000次循環(huán)。

綜合來看，eVTOL電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展，將呈現(xiàn)出短期以軟包體系下鋰電池三元技術(shù)路線為過渡，中長(zhǎng)期將向固態(tài)電池技術(shù)路線演進(jìn)。