转自：中国电力新闻网
2024年可谓低空经济发展元年。
今年初，低空经济首次写入全国两会政府工作报告；7月，党的二十届三中全会审议通过《中共中央关于进一步全面深化改革 推进中国式现代化的决定》再次明确发展、系统部署。一头紧牵制造业，一头密接数字化智能化，科技含量高、创新要素集中，以无人机为代表的低空经济这一新兴经济形态不仅适用于社会生活中的各行各业，更成为我国能源领域转型发展的新引擎。工信部下属赛迪研究院发布的《中国低空经济发展研究报告（2024）》测算，2026年，我国低空经济规模有望突破万亿元大关。
当下低空经济正迎来前所未有的发展机遇。风口之上，我国能源领域相关产业能否把握契机，借助低空跑道“飞”得更远？
需求刺激下新能源汽车赛道迎新局面
《中国低空经济发展研究报告（2024）》显示，2023年中国民用无人机产业规模达到1174.3亿元，同比增长32%。毫无疑问，无人机已成为当前技术创新与经济发展的热点，而我国恰好在无人机和新能源汽车领域，都具有技术与产业优势。
中国低空经济联盟执行理事长、全球低空经济论坛秘书长罗军表示，全国各地都在齐心协力推动低空经济发展，各方面资源都在朝低空经济领域特别是无人机产业汇聚。他判断，在未来的低空经济市场，只有大中型、功能型无人机才能远距离飞行，无人机未来将朝着续航能力更强、载重量更大、功能性更加突出的方向发展。
无人机高续航、大载重能力的突破离不开动力电池行业的支撑，这也意味着新能源汽车产业链发展将迎来新机遇。
“在上游矿产资源环节，低空飞行器与新能源汽车相似，都需使用锂、镍、钴等金属元素，而上游矿业公司经多年高速发展，已建立了完善的供应体系，各细分领域分工明确，产能充足。”业内专家分析指出，“在中游原材料及零部件环节，我国新能源汽车产业具备全球领先的电池和电机、电控技术，可规模化迁移至低空飞行器产业链，以动力电池为例，2023年中国企业动力电池装车量全球占比超60%，全球动力电池装车量十强厂商中中国企业占6席。”
广东，地理位置优越，富集了包括动力电池、新能源汽车上下游生产制造，以及相关技术专业研究在内的一大批产学研用企业院校，为无人飞行器及动力电池技术创新孵化提供了绝佳的土壤。
今年初，一款名为“盛世龙”的电动垂直起降飞行器eVTOL于广东深圳蛇口邮轮母港起降平台试飞。伴随全球电动汽车产业的迅猛发展，新能源动力、车身材料等技术逐步外溢，为eVTOL研发制造积累了丰富经验。相对于可载人和垂直起降，电动化是eVTOL设备最大的亮点。eVTOL以电为主要动力来源，在“三电”（动力电池+驱动电机+电控系统）方面很大程度上同新能源汽车在供应链上重合，不难看出，国内发展eVTOL产业将依靠并刺激新能源汽车产业链的优势不断放大。
记者了解到，早在去年底，深圳就开始布局eVTOL赛道，为当地企业营造良好发展环境，制定并印发《深圳市支持低空经济高质量发展的若干措施》，围绕eVTOL及飞行汽车产业发展、核心零部件研发、新型航空器适航取证、eVTOL商业航线开通与运营、新型基础设施建设、组建产业引导基金等方面给予支持。
新能源汽车上下游企业闻风而动，争相抢占eVTOL乃至整个无人飞行市场的供应链制高点。据悉，比亚迪的第二代刀片电池即将推出，能量密度将达到190瓦时/千克，这将为eVTOL提供重要的动力支持。另外，比亚迪还发布了全新纯电e平台3.0 Evo，并计划在多地成立产业基金，抢抓低空经济先机。
谈及电池路线的选择，中国工程院院士陈立泉认为，考虑成本和技术成熟度等情况，目前储能产业和低空经济的关键是固态电池，特别是固态锂电池和固态钠电池。
2023年9月，亿航智能宣布完成对锂金属固态电池公司欣视界的战略投资，二者将合作开展适用于亿航智能自动驾驶飞行器产品的固态锂电池研发与生产。目前，宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、赣锋锂业、孚能科技和蜂巢能源等公司在固态电池上均有所布局，为固态电池的研发应用提供了实践平台。
抓“先机”寻求动力电池技术新突破
产业发展，技术先行。
低空飞行器使用航空级锂电池，其性能要求高于电动汽车。首先，目前电动汽车用锂电池能量密度可达255瓦时/千克，但根据《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》标准，航空级锂电池能量密度需达400—500瓦时/千克；其次，低空飞行器涉及垂直起降等极端场景，对瞬间充放电倍率要求更高；此外，低空飞行器工作环境较电动汽车更为极端，对锂电池耐受性要求更为苛刻。
更为深入来看，据业内计算，电池及动力系统作为低空飞行器核心部件，占一台低空飞行器成本近50%。随着在能量密度、倍率、安全性等方面性能更优的航空级动力电池逐步研发应用，电池所需成本将相应提升，降低造价成为必然。这些因素都对电池技术创新提出了更高要求。
与此同时，新能源电池行业内卷已司空见惯，市场拓展和技术进步一直缺乏突破口。此时的航空级锂电池市场犹如一针“强心剂”，为动力电池技术创新发展注入强劲动力。
此前，面对产能已经“严重过剩”的无端质疑，宁德时代董事长曾毓群就曾表示：“新能源电池的应用范围很广阔，包括天上飞的、水里游的、地上跑的和不跑的，市场空间很大。”
机遇稍纵即逝，多家锂电企业已开始抓紧布局。记者了解到，目前宁德时代、孚能科技、国轩高科等锂电企业已积极开展航空级锂电池研究规划，凭借动力电池技术基础切入低空经济领域，部分企业已取得技术进展。
2023年4月，宁德时代发布了一款凝聚态电池，其能量密度可达到500瓦时/千克，不仅比目前在电动汽车动力电池领域250瓦时/千克的水平提升了两倍，而且满足了支线客机的能量密度要求，对于600—1200千米航程的航空用途来说，电动化成为可能。
值得注意的是，随着城市空中交通、物流运输和无人机应用多样化应用场景需求愈发迫切，新能源电池技术革新也朝着多个细分领域演进。
美国国家发明家科学院院士王朝阳表示，飞行汽车对电池的快充能力和循环寿命具有极高的要求，任何关于电池比能量的提升都不能以牺牲电池快充能力和寿命为代价。因此，提高快充能力和循环寿命是这些新体系电池能够真正在电动飞行汽车中应用的前提。
此外，因电池的封装体系存在差异，其技术发展方向也各有不同。就电池的封装方式而言，锂电池技术路线主要可分为圆柱、方形和软包，三种封装形式的电池各具优点，每种封装方式的选择通常取决于特定应用的需求，包括对能量密度、重量、成本、安全性和生产效率等因素的考量。
记者梳理相关公开信息发现，在电动航空领域，已有能元科技、蔚蓝锂芯、CustomCells、孚能科技等企业布局圆柱电池、软包电池路线。
从材料分类来看，动力电池的选料也颇为讲究。记者向业内人士了解到，当前动力电池材料体系分为正极材料和硅碳负极材料。根据正极材料的不同锂电池可分为三元材料电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池等。钴酸锂电池在倍率性能方面优势突出，适合高功率输出场景，如eVTOL的起飞和着陆阶段；三元材料电池在能量密度方面具备更大优势，适合需要长时间续航和较长飞行距离的飞行器。负极材料方面，新能源汽车续航能力的不断提升以及无人飞行器的蓬勃发展，有助于高能量密度负极材料的产业化进程。
至华新能源科技（浙江）有限公司董事长林宇腾表示，锂离子电池是新能源工业的重要组成部分，2023年全球锂离子电池出货量达1202.6吉瓦时，持续的结构创新和材料创新不断推动锂电池产业的迅猛发展。百万吨级的锂电负极市场，不仅推动了传统石墨负极的迭代升级，也催生了新一代的负极技术——硅基负极。硅碳负极已成为新能源汽车和储能领域的核心技术之一，尽管价格较高，但其续航和快充性能突出。要通过性能提升和成本下降，推动硅碳负极技术在电动车和低空飞行等领域的广泛应用。
单丝不成线，独木不成林。无人机的兴起为动力电池及其后续技术开辟了新的应用领域，驱动电池技术不断迭代升级，而同时，电池技术的持续进步显著增强了无人机载重能力和飞行航程，为低空经济产业的商业化发展提供了无限动能。
实现能源多场景作业更智慧、更高效
翻开新的一页我们还应看到，低空经济的腾飞为能源电力行业各类作业场景提供了多元化助力。
7月10日，在国新办举行的“推动高质量发展”系列主题新闻发布会上，中国民用航空局局长宋志勇表示，目前持有现行有效的民用无人驾驶航空器运营合格证的无人机企业总数超过1.4万家，持有无人机操控员执照的人数超过22.5万人。在这组庞大的数据中，电网行业占据着重要的一席之地。
配电网作为能源电力系统的重要组成部分，覆盖城乡区域，连接千家万户，是电力供应的“最后一公里”。电力巡检是确保电网系统安全稳定运行的重要手段，而地形、气候环境等因素使巡检工作耗时耗力，大大影响了其效率和质量的提升。
四川凉山，地形多变，气候条件恶劣，这里的输电线路跨越了从700米到4500米不等的海拔高度，“山高路险冰雪地，一日巡线过四季”是当地输电运检中心人员工作的真实写照。国网凉山供电公司通过引入无人机开展精细化巡检，极大提升了高原地区输电线路运维的效率和质量。据悉，今年以来，当地输电运检中心借助无人机完成了29条总长1076.67千米的输电线路巡检任务，同时还完成了672.92千米的激光通道扫描工作。与以往的人工巡检方式相比，新的巡检模式将工作效率提高了约3.4倍。
在平原地区，传统的人工巡检有多耗时？国网湖南长沙莲花供电所生产副所长李经野算过一笔账：以50千米的电力线路计，每50米有一基杆塔，沿途约有1000基。传统人工巡检方式粗巡一遍，至少需要1天；如果是精巡，即对每基杆塔的外观、前后通道、标示牌、杆上设备等方面的数据进行记录，则需要约4天。
入秋以来，电力巡检工作繁忙有序开展。在长沙郊区的田野上空，一架小型无人机振动着“翅膀”穿梭在错落有致的杆塔之间，正在对这里延伸至附近村庄和山林的10千伏线路和低压线路进行巡检。“有了巡检无人机的助力，巡检效率提高了3—5倍。哪怕是精巡50千米的电力线路，也只需1天的时间。”李经野表示。自2021年国网长沙供电公司开始为基层供电所配置无人机，如今一个不到20人的团队，巡检线路可超4500千米。
行业发展离不开政策支持，无人机在电力巡检中的广泛应用得益于近年来多项政策措施的出台。
从中央看，2021年，国家发展改革委、国家能源局等部门联合编制《能源领域5G应用实施方案》，提出推进5G无人机在输电配电线路巡检中的应用。2022年，国家发展改革委发布《电力可靠性管理办法（暂行）》，鼓励电力企业加强无人机巡检等先进技术应用。2023年，工信部等部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，提出推动无人机电网巡检相关能源技术与产品在能源领域的应用。今年，工信部等部门发布《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》，鼓励无人机在电力巡线领域的商业化应用。
从地方看，上海相继发布《上海人工智能示范应用清单（2023）》《关于进一步加强本市电力设施保护提升城市供电安全水平的实施意见》，倡导融合无人机与人工智能，提升电力巡检精度和维修效率，并利用无人机等新技术加快智慧电网建设；浙江于2021年发布《浙江省数字基础设施发展“十四五”规划》，提出建设低空飞联网，为无人机电网巡检提供安全保障；广东于今年4月发布《广东省推动能源领域大规模设备更新工作方案》，聚焦推进输电线路无人机智能巡检等新技术应用。
据记者了解，不久前国产化双发无人运输机在四川自贡进行测试，该运输机具备12立方米装载空间、2吨级载重能力，对于大部分运输类任务可“一键达成”。此次成功试飞，为我国电力行业乃至各行业打造智慧物流新场景提供了有力支撑。
“当前，随着政策和技术的不断完善，无人机在电力巡检方面的应用将持续得到推广。”业内专家对无人机在能源领域多用途推广颇具信心，“未来，无人机的应用场景将会更加丰富多元，除了在油气管道、风电场和太阳能发电站的巡检和维护中进行应用，在偏远地区或交通不便的能源设施附近使用无人机，可以实现能源物资的快速、安全运输。此外，在发生自然灾害或重大事故时，低空飞行器可以迅速到达事故现场，进行人员搜救和设备抢修等工作，发挥不可替代的作用。”（王睿佳）
责任编辑：王萍
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