2024年政府工作報告將“加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力”列為首項任務,并歷史性地將低空經(jīng)濟納入新興產(chǎn)業(yè)與未來產(chǎn)業(yè)的培育方向。低空經(jīng)濟通過將電動化、智能化的低空飛行器與信息化、數(shù)字化的低空飛行管理結(jié)合,在傳統(tǒng)通用航空業(yè)態(tài)的基礎上,又融合了無人機開創(chuàng)的新業(yè)態(tài),形成賦能千行百業(yè)的綜合性經(jīng)濟形態(tài),具有明顯的新質(zhì)生產(chǎn)力特征——創(chuàng)新引領、綠色低碳、數(shù)實融合。從技術(shù)突破、要素配置、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的視角深入剖析低空經(jīng)濟,有助于精準把握行業(yè)挑戰(zhàn),提出切實可行的發(fā)展路徑。
一、低空經(jīng)濟的“技術(shù)”革命性突破路徑
低空經(jīng)濟有望成為“下一個新能源汽車產(chǎn)業(yè)”,發(fā)展以電動垂直起降飛行器(eVTOL)和無人機為主的低空飛行器,是我國接續(xù)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展動能的重要契機,也為新能源、智能網(wǎng)聯(lián)等前沿技術(shù)的進一步融合、應用場景的拓展以及優(yōu)勢技術(shù)的深化提供了戰(zhàn)略機遇。新能源智能網(wǎng)聯(lián)汽車推廣應用初期的主要障礙,主要來自電池續(xù)航、智駕系統(tǒng)等技術(shù)原因?qū)е碌睦锍探箲]、失控焦慮。由于缺乏地面的直接支撐,低空飛行場景下的“空中里程焦慮”“空中失控焦慮”等技術(shù)恐慌更加顯著,迫切需要提升續(xù)航技術(shù)水平、飛控技術(shù)水平、適航技術(shù)水平等。
(一)提升續(xù)航技術(shù)水平
新能源汽車行業(yè)在解決里程焦慮和提升續(xù)航水平方面采取了一系列技術(shù)方案,同樣適用于電動飛行器,包括開發(fā)能量密度更高的電池技術(shù)、換電技術(shù)、混動技術(shù)、快充/超充技術(shù)、輕量化車身技術(shù),以及提前布局充電基礎設施等。然而,由于飛行器在空中飛行時需要克服重力,而非僅僅是地面的摩擦力,因此在飛行器爬升過程中電能消耗更高,使得開發(fā)更高能量密度的動力電池成為關(guān)鍵核心技術(shù)。電動汽車常用的磷酸鐵鋰、三元鋰電池的能量密度極限分別約為100~150Wh/kg、250~300Wh/kg,遠低于航空燃油的能量密度12 700Wh/kg,距離《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023—2035年)》(工信部聯(lián)重裝〔2023〕181號)提出的“滿足電動航空器使用需求和適航要求的400Wh/kg”仍有較大差距,開發(fā)能量密度可達700Wh/kg的固態(tài)電池成為必然選擇。因此,為了推動電動飛行器的發(fā)展,必須加大對高能量密度電池技術(shù)的研發(fā)投入,突破現(xiàn)有電池技術(shù)的極限,以提高電動飛行器的續(xù)航能力,滿足低空經(jīng)濟的大規(guī)模運營需求。
(二)提升飛控技術(shù)水平
飛行控制系統(tǒng)是一種技術(shù)集合,這一系統(tǒng)可以被視為飛行器的“大腦”,它通過一系列的硬件和軟件組件對飛行器進行精確的姿態(tài)控制、導航定位、任務規(guī)劃、指令下達及數(shù)據(jù)處理。飛控系統(tǒng)本身的技術(shù)復雜度很高,其組成部分包括各種傳感器、執(zhí)行器、電動舵機、通信設備、電源系統(tǒng)、控制器、故障診斷系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。相較于民航客機的飛行高度,低空大氣層,特別是600米以下的區(qū)域,存在較為頻繁的風切變現(xiàn)象,即風向和風速的迅速變化,并可能導致短時強降雨等強對流天氣。而且低空飛行電磁環(huán)境復雜,對飛控系統(tǒng)的精度將會造成極大影響。目前民航客機應用的成熟飛控系統(tǒng),體積、重量較大,但是eVTOL機型的最大起飛重量多為一兩噸,在整機重量、體積小得多的情況下,再加配飛控計算機和傳感器等,對飛控系統(tǒng)的體積和重量提出了更苛刻的要求。
(三)提升適航技術(shù)水平
航空器適航證是由適航當局根據(jù)相關(guān)規(guī)定對民用航空器頒發(fā)的證明該航空器處于安全可用狀態(tài)的證件,是確保航空器滿足相關(guān)要求的最低安全標準。適航條款名目繁多,任何疏漏都將有可能導致機毀人亡的嚴重事故。由于適航認證工作本身的高技術(shù)含量,目前國際上以美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)和歐洲航空安全局(EASA)的適航審定影響力最大,其他國家大多直接參考FAA和EASA的標準?!犊萍既請蟆吩鴮⑦m航標準列為中國35項“卡脖子”技術(shù)之一,經(jīng)過國產(chǎn)支線客機ARJ21和國產(chǎn)大型客機C919兩型飛機的適航取證,我國民航局(CAAC)的適航審定能力及經(jīng)驗得到了顯著提升,但較歐美仍有差距。在低空經(jīng)濟發(fā)展的浪潮之下,關(guān)于低空飛行器的適航審定,我國支持力度較大,出臺了一系列文件進行優(yōu)化,目前我國在低空飛行器領域的適航審定已走在國際前列,已有兩型eVTOL(電動垂直起降航空器)取得適航證。但對于執(zhí)行配送、滅火、巡檢等任務的行業(yè)級飛行器,各自差異化的適航認證體系仍有大量缺口。為填補這些缺口,適航當局需進一步強化適航審定體系,以確保低空飛行器的安全運營和有效監(jiān)管。
二、低空經(jīng)濟的“要素”創(chuàng)新性配置路徑
空域資源,如同地面交通所需的土地,構(gòu)成了低空經(jīng)濟的基礎要素。出于戰(zhàn)略安全考慮,中國的空管一直處于軍管民用的狀態(tài),導致通用航空等業(yè)態(tài)滯后于美西方國家?!翱沼蚬艿米〔拍芊诺瞄_”已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)對于空域安全監(jiān)管的一個普遍共識,其核心在于完善適配低空飛行的“通信、導航、監(jiān)視、氣象”服務系統(tǒng)。同時,由于低空空域沒有任何物理附著物,其開發(fā)與管理高度依賴于數(shù)字化工具,使得低空經(jīng)濟具有了天然的數(shù)字經(jīng)濟基因。為了實現(xiàn)低空經(jīng)濟的“想飛就飛”愿景,必須精心規(guī)劃并統(tǒng)籌空域資源、技術(shù)支撐、數(shù)據(jù)管理等要素基礎制度建設。
(一)激活空域要素向經(jīng)濟資源轉(zhuǎn)化
空域是國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源,對國家的發(fā)展具有重要意義。由于地形因素,低空空域的氣象條件相較于高空空域更為復雜,通信、導航和監(jiān)視的覆蓋難度也相應增加,這使得各國的空域管理在低空空域方面存在顯著差異。根據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局相關(guān)數(shù)據(jù),美國的空域使用率遠高于中國,根據(jù)國土面積計算,我國的低空空域利用率約為美國的3.8%。根據(jù)《中國2023年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》及公開數(shù)據(jù)推算,美國在通航機場、通用飛機、通用航空飛行員方面的數(shù)量分別是中國的45倍、77倍和95倍。《國務院、中央軍委關(guān)于深化我國低空空域管理改革的意見》(國發(fā)〔2010〕25號)出臺后,我國已組織三輪低空空域改革試點,試點成果推動2023年以來《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》《中華人民共和國空域管理條例(征求意見稿)》《國家空域基礎分類方法》等法律法規(guī)相繼出臺。然而,我國的低空空域仍有較大的開放空間,例如民航航路內(nèi)的低空空域?qū)νㄓ煤娇盏拈_放應當被提上議事日程。據(jù)統(tǒng)計,在胡煥庸線以東地區(qū),民航航路航線約占全部空域的近50%。民航航路寬度為20公里,是從地面到無限高,而民航運輸飛機主要是在進離場飛行階段使用低空空域。在確保民航運輸航空飛行安全的前提下,可以充分利用低空通信、導航、監(jiān)視技術(shù),最大限度實現(xiàn)低空空域資源共享。
(二)利用技術(shù)要素支撐空域改革落地
《國務院、中央軍委關(guān)于深化我國低空空域管理改革的意見》(國發(fā)〔2010〕25號)出臺后,在國家層面組織的三輪低空空域改革試點過程中,暴露出我國低空飛行服務保障技術(shù)能力無法滿足低空空域有效開發(fā)利用需要的問題。因此,低空新型基礎設施建設成為空域開放的前提條件,通過“管得住”來支撐“放得開”。但是,低空經(jīng)濟背景下的新基建將會面臨四大挑戰(zhàn):一是飛行器飛行高度下探導致的頻譜資源管理難;二是飛行器飛行密度增加導致的網(wǎng)絡資源配置難;三是低空場景為多種飛行需求耦合導致空域資源監(jiān)管難;四是低空飛行的分布式形態(tài)對于空域容量帶來影響。面對上述多重挑戰(zhàn),必須建立完善的新型空管系統(tǒng)作為底層技術(shù)保障。通過協(xié)同天氣預測技術(shù)、空中交通流管理技術(shù)、動態(tài)空域管理技術(shù)、低空智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等智慧空管技術(shù),解決高密度、大流量、異質(zhì)化的低空飛行場景的管理難題,才能在下一輪國家低空空域改革中獲得更大的主動權(quán)。
(三)開發(fā)數(shù)據(jù)要素助力城市治理變革
隨著城市化進程的加速,城市治理正面臨諸多挑戰(zhàn),數(shù)據(jù)要素已成為城市治理過程中不可或缺的關(guān)鍵力量?!丁皵?shù)據(jù)要素×”三年行動計劃(2024—2026年)》(國數(shù)政策〔2023〕11號)中“數(shù)據(jù)要素×城市治理”部分提出,“利用城市時空基礎、資源調(diào)查、規(guī)劃管控、工程建設項目、物聯(lián)網(wǎng)感知等數(shù)據(jù),助力城市規(guī)劃、建設、管理、服務等策略精細化、智能化”。無人機等低空飛行器憑借其卓越的機動性和時效性,能夠在短時間內(nèi)覆蓋廣闊區(qū)域,不受空間和地形的限制,其采集的數(shù)據(jù)能夠與城市云腦及其他智慧城市系統(tǒng)相結(jié)合,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合與分析,從而為城市管理和規(guī)劃提供科學的決策支持。2024年6月,全國首個低空經(jīng)濟數(shù)據(jù)產(chǎn)品在深圳數(shù)據(jù)交易所上市,邁出了數(shù)據(jù)要素與低空經(jīng)濟深度融合的第一步。賦能城市管理的同時,還將會衍生出基于飛行數(shù)據(jù)的無人機保險服務、基于物流數(shù)據(jù)的供應鏈金融服務等新業(yè)態(tài)、新模式。
三、低空經(jīng)濟的“產(chǎn)業(yè)”深度轉(zhuǎn)型升級路徑
低空經(jīng)濟,作為數(shù)字經(jīng)濟和新能源汽車之后的又一關(guān)鍵戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),已被國家賦予打造全新萬億級支柱產(chǎn)業(yè)的重大使命。基于電動化、數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化及人工智能技術(shù)的廣泛融合應用,低空經(jīng)濟正展現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢,不僅顯著提升了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的運行效率,更為眾多領域創(chuàng)造了前所未有的應用場景。作為一種新興的綜合性經(jīng)濟形態(tài),低空經(jīng)濟正迅速成為推動農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務業(yè)等各行各業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要驅(qū)動力。
(一)低空經(jīng)濟賦能農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級
低空技術(shù)在種植業(yè)、林草業(yè)和水產(chǎn)業(yè)中的應用正革新傳統(tǒng)的第一產(chǎn)業(yè),大幅提升了生產(chǎn)效率和資源管理水平。在種植業(yè)方面,無人機高效執(zhí)行巡查、病蟲害監(jiān)控、精確施肥和播種任務,顯著提高了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。同時,它們也在農(nóng)產(chǎn)品物流領域發(fā)揮著重要作用,確保新鮮農(nóng)產(chǎn)品從田間到市場的快速運輸。在林草業(yè)方面,無人機應用于森林巡查、火災偵測、空中播撒樹種等。在牧區(qū),無人機應用于草原健康狀況和牲畜分布監(jiān)測,提高了牧業(yè)管理效率。在水產(chǎn)業(yè)方面,低空技術(shù)為海洋監(jiān)測、漁場管理和災害預警帶來了革命性的變化。無人機等低空飛行器提供了精確的實時數(shù)據(jù),幫助漁民優(yōu)化捕撈策略,同時為海洋資源的可持續(xù)利用和保護提供了強有力的技術(shù)支持。
(二)低空經(jīng)濟賦能工業(yè)轉(zhuǎn)型升級
在能源基礎設施領域,無人機的應用正革新傳統(tǒng)的巡檢方式。它們能夠高效地對輸電線路和石油管道進行定期檢查,從而顯著降低了人力成本和安全風險。在可再生能源領域,無人機成為檢查風電葉片、光伏電站以及核電站安全狀態(tài)的重要工具,確保了這些設施的高效運行和可靠性。在采礦業(yè)中,無人機的作用同樣不可或缺。它們不僅能夠輔助礦藏勘探,還能對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行精確分析,以及對環(huán)境影響進行全面評估,為礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強有力的技術(shù)支持。在建筑業(yè)方面,無人機已經(jīng)成為建筑工地上的一項重要技術(shù)。它們能夠快速、精確地進行地形測量,監(jiān)控工程進度,以及執(zhí)行安全檢查,大大提高了建筑行業(yè)的作業(yè)效率和安全性。無人機在能源基礎設施、可再生能源、采礦業(yè)和建筑業(yè)的應用,不僅提高了作業(yè)效率和安全性,還為這些行業(yè)的現(xiàn)代化和智能化發(fā)展提供了新的動力。
(三)低空經(jīng)濟賦能服務業(yè)轉(zhuǎn)型升級
低空經(jīng)濟正以其獨特的優(yōu)勢,深刻地重塑著服務業(yè)的格局,其應用涵蓋商貿(mào)物流、交通運輸、文旅觀光及公共政務等多個維度。在商貿(mào)物流領域,無人機技術(shù)的應用,特別是針對短途、小體積商品的配送,如外賣餐飲、緊急藥品及小型電子產(chǎn)品,實現(xiàn)了從“下單”到“送達”的極速體驗。在地理條件復雜或交通不便的島嶼、山區(qū),無人機扮演“空中橋梁”的角色,跨越山海阻隔,實現(xiàn)跨境貨物的快速運輸。在交通運輸服務領域,無人機能夠?qū)崟r捕捉交通流量信息,快速響應事故現(xiàn)場,有效疏導交通擁堵。同時,空中出租車和共享飛行服務等載人飛行的探索,正逐步成為未來城市出行的新選擇。文旅觀光服務方面,無人機能夠為游客提供沉浸式空中觀光體驗。在公共服務方面,無人機被廣泛應用于城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療救護、災害預警及公共安全等場景,實現(xiàn)了智能監(jiān)管與快速響應。