近日,北京、上海、重慶等地密集出臺關于低空經濟產業高質量發展行動方案。《中國能源報》記者注意到,在加強關鍵核心技術創新、提升先進動力配套方面,這些地區都提到了鋰電池研發應用等相關規劃。
在業內人士看來,目前我國低空產業在技術裝備、應用場景、政策支持和地方響應等方面均呈現良好發展態勢。低空經濟主力場景——電動垂直起降航空器(eVTOL)與無人機等的規模化推廣應用,離不開高性能動力電池的支持。低空經濟相關產品對動力電池要求的提升,將有力推動電池技術革新升級。
規劃方案密集發布
低空經濟相關產品主要包括無人機、eVTOL、直升飛機、傳統固定翼飛機等,涉及居民消費和工業應用兩大場景。截至目前,全國已有二十余個省市發布低空經濟行動方案或相關文件,涵蓋總體目標、重點任務等,期盼早日實現“天空之城”。
例如,今年9月,北京市經濟和信息化局等四部門聯合印發的《北京市促進低空經濟產業高質量發展行動方案(2024—2027年)》提到,積極發展氫能動力推進系統,加快固態鋰電池、高功率密度航空電機、高效電控系統、混電推進系統等技術攻關。
同樣是在9月,重慶市印發的《重慶市推動低空空域管理改革促進低空經濟高質量發展行動方案(2024—2027年)》提到,力爭在航空固態電池、氫燃料電池、可持續航空燃料及傳感器、無人機反制、飛控系統等領域實現技術突破。
而在稍早前的8月,上海市印發《上海市低空經濟產業高質量發展行動方案(2024—2027年)》,提出支持企業研制中遠程大載重、末端配送等低空物流無人機,采用鋰電池、氫燃料等新能源方式,實現低成本、模塊化、長航時等特性,加快規模化生產制造。力爭在航空固態電池、氫燃料電池、可持續航空燃料及傳感器、無人機反制、飛控系統等領域實現技術突破。
在利好政策激勵下,今年以來,動力電池企業加大對eVTOL電池的研究與布局。近日,工信部新聞發言人、運行監測協調局局長陶青表示,當前我國主要信息通信企業以及動力電池、電機等企業積極布局參與低空經濟,各領域創新要素正加速向低空產業集聚。
目前,包括寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、孚能科技等主要動力電池企業都已布局低空飛行電池產品。近日,孚能科技表示,低空飛行領域是公司未來業務的一大增長點,公司已與載人飛機領域的海內外客戶開展電池方面合作;8月3日,寧德時代與峰飛航空簽署戰略投資與合作協議,雙方將共同開展eVTOL航空電池的研發工作。
性能需滿足多維需求
我國具有良好的動力電池產業基礎。值得注意的是,在受訪人士看來,不同于車用電池,eVTOL所需電池需滿足多維度要求,高功率、高能量密度、高安全性、經濟性和長壽命缺一不可。
不過,同時兼顧多維度高性能要求難度不小。具體看來,通常eVTOL飛行包括5個階段,即垂直起飛、爬升、水平巡航、下降和垂直降落,可將地面間2—5小時的運輸需求縮短至15—20分鐘。“就垂直起飛環節而言,eVTOL需要迅速從靜止狀態加速到一定的飛行速度,對輸出功率要求非常高,eVTOL垂直起飛所需要的動力通常是地面行駛的10—15倍。這意味著,電池要有10C的起降功率。”某鋰電行業從業者對《中國能源報》記者表示。
中國汽車動力電池產業創新聯盟理事長董揚撰文指出,目前,在汽車領域廣泛應用的動力電池,絕大部分都難以滿足低空載人交通的安全性和能量密度要求,需要大力開展新一代動力電池創新與產業化。低空經濟發展對動力電池提出更高要求,同時也為新一代動力電池發展提供了廣闊應用前景。
固態電池或成主流路線
據中國民航局預測,到2025年,低空經濟市場規模將達到1.5萬億元,到2035年有望達到3.5萬億元。在業內人士看來,目前國內eVTOL行業尚處于起步階段,多維度提升電池性能已成為推動低空經濟和eVTOL商業應用發展的關鍵一環。
今年3月,工信部、科技部、財政部、中國民用航空局四部門聯合印發的《通用航空裝備創新應用實施方案(2024—2030年)》提出,加速通用航空動力產品系列化發展,加快布局新能源通用航空動力技術和裝備,推動400Wh/kg級航空鋰電池產品投入量產,實現500Wh/kg級航空鋰電池產品應用驗證。
“鋰電池在未來低空飛行領域必定會逐步得到廣泛應用,但其應用形式以及裝載量,仍會限定在鋰電池自身特性的范圍內,且有其他技術路線與之競爭。”車夫咨詢合伙人曹廣平認為,eVTOL對電池高能量密度的要求有利于推動行業技術進步,尤其是固態電池的推廣應用。
中金公司的研報也指出,目前鋰電池技術相對氫燃料電池技術更成熟穩定、倍率性能更好,固態電池路線亦有望突破當前鋰離子電池能量密度限制,未來固態鋰電池或成為eVTOL電池系統的主流技術路線。
業內人士認為,由于eVTOL對電池成本的敏感度相對較低,且對電池性能有極高要求,固態電池的高能量密度和高功率密度特性與其需求契合,使得固態電池在eVTOL領域具有廣闊的應用前景。隨著eVTOL商業化加速落地,固態電池的產業化進程有望加快,兩者將相互促進,共同發展。
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