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动力电池迎来了低空经济“蓝海”

2024-11-23 05:22

文 / 中国能源报   编辑 / 庄梅

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 业内人士认为,我国的低空产业在技术装备、应用场景、政策支持和地方响应等方面发展势头良好。低空经济相关产品对动力电池的要求不断提高,这将有效促进电池技术的创新与升级。

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 最近,北京、上海和重庆等地陆续发布了低空经济产业高质量发展的行动方案。《中国能源报》的记者观察到,这些地区在加强关键核心技术创新和提升先进动力配套方面,都提到了锂电池研发和应用的相关规划。

 业内人士认为,目前我国低空产业在技术装备、应用场景、政策支持和地方响应等方面发展良好。电动垂直起降航空器(eVTOL)和无人机等低空经济的主要应用场景,依赖于高性能动力电池的支持。对动力电池要求的提高将有效推动电池技术的创新与升级。

 规划方案密集发布

 低空经济相关的产品主要有无人机、电动垂直起降飞机(eVTOL)、直升机和传统固定翼飞机等,涵盖了居民消费和工业应用两个主要领域。目前,全国已有超过20个省市发布了低空经济的行动方案或相关文件,内容包括总体目标和重点任务等,大家期待尽快实现“天空之城”的愿景。

 例如,今年9月,北京市经济和信息化局等四个部门联合发布了《北京市促进低空经济产业高质量发展行动方案(2024—2027年)》。该方案提到,要积极推动氢能动力推进系统的发展,并加快固态锂电池、高功率密度航空电机、高效电控系统及混合动力推进系统等技术的攻关。

 同样在9月份,重庆市发布了《重庆市推动低空空域管理改革促进低空经济高质量发展行动方案(2024—2027年)》,提出在航空固态电池、氢燃料电池、可持续航空燃料、传感器、无人机反制以及飞行控制系统等领域力争取得技术突破。

 在8月,上海市发布了《上海市低空经济产业高质量发展行动方案(2024—2027年)》。该方案提出要支持企业研发中远程大载重、末端配送等低空物流无人机,利用锂电池、氢燃料等新能源技术,实现低成本、模块化和长航时的特点,并加快规模化生产。同时,力争在航空固态电池、氢燃料电池、可持续航空燃料、传感器、无人机反制装置及飞行控制系统等领域取得技术突破。

 在有利政策的推动下,今年动力电池企业加大了对eVTOL电池的研发和布局。近日,工信部新闻发言人、运行监测协调局局长陶青表示,目前我国的主要信息通信企业以及动力电池、电机等相关企业积极参与低空经济的布局,各个创新领域的要素正在快速向低空产业汇聚。

 目前,包括宁德时代、亿纬锂能、国轩高科和孚能科技等主要动力电池企业,已积极布局低空飞行电池产品。最近,孚能科技表示,低空飞行领域将成为其未来业务的重要增长点,并已与国内外的载人飞机客户展开电池方面的合作;此外,宁德时代于8月3日与峰飞航空签署了战略投资与合作协议,双方将共同推进eVTOL航空电池的研发。

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 性能需满足多维需求

 我国的动力电池产业基础较为扎实。需要强调的是,受访者认为,与汽车电池不同,eVTOL所需的电池必须满足多方面的要求,包括高功率、高能量密度、高安全性、经济性和长寿命,这些因素缺一不可。

 然而,同时满足多维度的高性能要求并不容易。具体而言,eVTOL(电动垂直起降飞行器)的飞行通常分为五个阶段:垂直起飞、爬升、水平巡航、下降和垂直降落。这使得地面2到5小时的运输需求能够缩短至15到20分钟。某位从事锂电行业的专业人士向《中国能源报》记者指出:“在垂直起飞阶段,eVTOL需要迅速从静止状态加速到特定的飞行速度,对功率输出的要求非常高,其垂直起飞所需的动力一般是地面行驶的10到15倍。这意味着,电池必须具备10C的起降功率。”

 中国汽车动力电池产业创新联盟理事长董扬发表文章指出,目前在汽车领域广泛使用的动力电池大多无法满足低空载人交通的安全性和能量密度需求,因此亟需加大对新一代动力电池的创新与产业化力度。低空经济的发展对动力电池提出了更高的要求,同时为新一代动力电池的发展开辟了广阔的应用前景。

 固态电池或成主流路线

 中国民航局预测,到了2025年,低空经济市场的规模将达到1.5万亿元,预计到2035年将增至3.5万亿元。在业内专家看来,目前国内的eVTOL行业仍处于初级阶段,因此多方位提升电池性能是推动低空经济及eVTOL商业应用发展的关键因素。

 今年3月,工业和信息化部、科技部、财政部以及中国民用航空局四个部门共同发布了《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》。该方案提出要加快通用航空动力产品的系列化发展,推动新能源通用航空动力技术和装备的布局,促进400Wh/kg级航空锂电池产品的量产,并实现500Wh/kg级航空锂电池产品的应用验证。

 锂电池在未来低空飞行领域将会逐渐被广泛采用,但其使用方式和载量仍然受到锂电池自身特性的限制,并面临来自其他技术路线的竞争。车夫咨询合伙人曹广平表示,eVTOL对电池高能量密度的需求将有助于推动行业技术的发展,尤其是固态电池的应用推广。

 中金公司的研究报告指出,现阶段锂电池技术相比氢燃料电池技术更加成熟和稳定,且具有更优越的倍率性能。此外,固态电池技术有望突破现有锂离子电池的能量密度限制,未来固态锂电池可能成为电动垂直起降飞行器(eVTOL)电池系统的主要技术路线。

 业内专家认为,eVTOL对电池成本的敏感性较低,同时对电池性能的要求极高。固态电池具备高能量密度和高功率密度的特点,符合这一需求,因此在eVTOL领域展现出良好的应用潜力。随着eVTOL商业化的推进,固态电池的产业化进程也有望加速,两者将相互推动,齐头并进。

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