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專題報告

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起飛的eVTOL,引發上游碳纖維復合材料需求井噴(上篇)

7月13日,蘇州市低空經濟發展工作領導小組辦公室發布了《蘇州市低空空中交通規則(試行)》,是全國首部地方性低空空中交通規則。7月15日,江蘇常州印發《常州市低空經濟高質量發展三年行動方案(2024—2026年)》。據悉,在此之前,深圳、珠海、南京、北京等地均已發布低空經濟發展條例。隨著一系列“低空經濟”政策逐步出臺,預計低空產業將在未來數年內步入快速發展階段,而eVTOL憑借其電動推進系統和垂直起降能力,展現出巨大的市場潛力和應用前景,相關企業將迎來成長良機。

起飛的eVTOL,引發上游碳纖維復合材料需求井噴(上篇)

什么是eVTOL

eVTOLElectric Vertical Take-Off and Landing)電動垂直起降飛行器,是一種依靠電力驅動,并擁有垂直起降能力的航空器,是低空經濟的新興載體。它以噪音小、低碳環保、安全性高等特點著稱。這種飛行器主要適用于低空觀光、日常交通、空中配送、火災救援、緊急醫療援助等多種場合。eVTOL成本低于有人駕駛及傳統直升機,運營費用比直升機低30%以上,比燃油飛機低70%,無需跑道,靈活性強。eVTOL有望替代直升機和出租車,在短途通勤、物流配送和UAM城際交通(Urban Air Mobility)中發揮作用。


eVTOL相對優勢示例

起飛的eVTOL,引發上游碳纖維復合材料需求井噴(上篇)

來源:CIC灼識咨詢

市場規模與潛力

全球范圍:

根據EVTank與伊維經濟研究院合作發布的《2024年中國電動垂直起降航空器(eVTOL)行業發展白皮書》,預計到2035年,全球eVTOL的總量將攀升至26000架,推動全球eVTOL市場累計規模達到1600億美元。隨著eVTOL批量生產并交付,整個產業鏈的市場規模有望突破萬億美元。摩根士丹利在2021年的《eVTOL/UAM行業預測報告》中預測,到2040年,全球UAM行業的總產值將達到1萬億美元,而到2050年將增至9萬億美元。

全球UAM市場規模預測(單位:十億美元)

起飛的eVTOL,引發上游碳纖維復合材料需求井噴(上篇)

來源:Morgan StanleyeVTOL/UAM行業預測報告》)

中國市場:

據國信證券分析,國內eVTOL市場的穩定規模有望突破2000億元人民幣,其中觀光、通勤以及整機銷售的市場規模分別預計為683億元、208億元和1260億元。根據《2024年中國低空經濟發展研究報告》,2024eVTOL產業預計將迎來首個商業化高潮,觀光旅游等特定應用場景將成為初期重點,同時,多場景的規模化應用也將持續探索。隨著多種機型適航認證的加速進行,eVTOL產業已成為航空科技創新的新賽道。

產業鏈與關鍵部件

eVTOL產業鏈是一個復雜而全面的體系,涵蓋了從核心零部件生產到整機制造,再到運營服務的整個過程。eVTOL 主要由機體子系統、導航通訊與飛控子系統、動力子系統和能源子系統構成。Lilium披露,在eVTOL的成本分配中,推進系統大約占40%,而結構和內飾占25%,航電和飛控系統占20%,能源系統占10%,其余裝配件占5%

eVTOL成本構成示例

起飛的eVTOL,引發上游碳纖維復合材料需求井噴(上篇)

來源:Lilium)

碳纖維應用優勢

世界數字技術院元宇宙委員會秘書長吳高斌對《證券日報》記者表示:“碳纖維復合材料在低空飛行器領域具有廣泛的應用前景,其具備輕量化、強度高、耐腐蝕等特點,不僅能減輕飛行器的重量,還可以提高飛行性能。”
eVTOL 的設計中,超過70%的復合材料被用于結構部件和推進系統,以滿足飛行器對輕量化結構的需求。在目前的eVTOL市場中,大多數企業均采用碳纖維復合材料作為機體結構的主要材料,其占比超過90%,而剩余的10%則以玻璃纖維增強的復合材料形式用于保護膜。據Stratview研究報告顯示,在飛行汽車項目中,復合材料的使用主要集中在結構部件和推進系統,占比約75%-80%,其次是內部應用,如橫梁和座椅結構,占12%-14%,而電池系統、航空電子設備等占剩余的8-12%。根據德邦證券測算,單臺電動垂直起降飛行器對碳纖維的需求為100公斤至400公斤。這為該產業鏈相關企業的發展和升級提供了廣闊空間。

產業鏈企業分析

在國際市場上,主要的碳纖維供應商包括日本的東麗、美國的赫氏以及比利時公司索爾維。東麗已經與eVTOL行業的領頭羊JobyLilium建立了合作關系。赫氏和索爾維同樣作為早期參與者,分別與ArcherVertical Aerospace達成了合作協議。

eVTOL制造商及其碳纖維材料合作廠商

起飛的eVTOL,引發上游碳纖維復合材料需求井噴(上篇)

來源:中郵證券研究所


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