低空經(jīng)濟政策東風已至,或拉動碳纖維市場迅猛增長
據(jù)新華社,2023 年我國低空經(jīng)濟規(guī)模超 5000億元;而根據(jù)中國民用航空局,2025 年中國低空經(jīng)濟的市場規(guī)模預計將達到 1.5萬億元,2035 年有望達到 3.5 萬億元。
根據(jù)國家發(fā)改委直屬中國發(fā)展改革報社,“低空”定義指距正下方地平面垂直距離在 1000 米以內(nèi)的空域,根據(jù)不同地區(qū)特點和實際需要可延伸至 3000 米。而低空經(jīng)濟,就是以這部分空域為依托的經(jīng)濟活動,包括民用有人駕駛、無人駕駛航空器,以及載人、載貨及其他作業(yè)等多場景低空飛行活動,和輻射帶動的相關(guān)領(lǐng)域。
電動垂直起降飛行器(eVTOL)是低空經(jīng)濟的重要載體之一,在飛行安全性、環(huán)保性、體驗舒適性等方面較傳統(tǒng)飛行器具有顯著優(yōu)勢。而碳纖維是eVTOL主要機身結(jié)構(gòu)材料,滿足輕量化和高強度要求。碳纖維在航空航天領(lǐng)域應用較為成熟,憑借其質(zhì)輕、高強度、高模量、 耐腐蝕等優(yōu)良性能,在保證材料強度的情況下能夠有效減小機身重量,提升飛行器的性能和經(jīng)濟效益,實現(xiàn)對傳統(tǒng)金屬材料的替代。
主流eVTOL設(shè)計方案均采用碳纖維作為主要機身結(jié)構(gòu)材料。根據(jù)中國復合材料工業(yè)協(xié)會引用 Stratview 數(shù)據(jù),空中汽車其復合材料使用量上,超過 90%的復合材料為碳纖維,剩下約 10%為玻纖。從復材應用場景來看,約有 75-80%用于結(jié)構(gòu)部件和推進系統(tǒng),其次為橫梁、座椅結(jié)構(gòu)等內(nèi)部應用占 12-14%,電池系統(tǒng)、航空電子設(shè)備和其他小型應用占 8-12%。而國內(nèi)當前頭部 eVTOL 制造商億航智能、小鵬匯天、峰飛航空等公司公布的設(shè)計方案來看,機身結(jié)構(gòu)均采用碳纖維復材,小鵬匯天旅航者 X2 的旋翼槳葉和起落架也采用碳纖維復材。
根據(jù)中國復材工業(yè)協(xié)會,eVTOL 使用復合材料占其自重可達 70%以上,且其中超 90%復合材料是碳纖維。我們合理假設(shè)單臺 eVTOL 復材重量占其機身結(jié)構(gòu)重量比例為 70%,碳纖維復材占全部復材比例為 90%,且碳纖維:樹脂比例為 7:3,則單臺 eVTOL 碳纖維需求量約在 97-363kg 之間。
根據(jù)全球航空數(shù)據(jù)咨詢機構(gòu) Cirium 睿思譽數(shù)據(jù),截止 23 年 5 月全球未來空中交通領(lǐng)域訂單約為 8000 架,其中商務(wù)電動飛機 1700 架,其余為eVTOL 訂單約為 6300 架,假設(shè)訂單在 2030 年前全部釋放,則預計為碳纖維帶來 600-2300 噸增量需求。