欢迎来到CAAC无人机人力资源网
导读:本文从不同的维度对低空经济进行深入剖析,旨在通过深入探讨这一新兴经济领域的现状、趋势、机遇、挑战以及应对策略,以激发更多人对低空经济的关注和思考,为推动这一新兴经济领域的健康发展贡献智慧。
2021年2月,中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》,首次将“低空经济”概念写入国家规划;2023年12月,中央经济工作会议将低空经济列入战略性新兴产业;2024年3月,全国两会把“低空经济”作为国民经济新增长引擎首次写入政府工作报告,同年7月,党的二十届三中全会也明确提出要发展通用航空和低空经济。《中国低空经济发展研究报告(2024)》预测,2023年中国低空经济的市场规模达到5059.5亿元,中国民航局则认为,到2025年我国低空经济的市场规模将达到1.5万亿元,到2035年有望达到3.5万亿元。低空经济正以其独特的魅力和无限的潜力,成为推动经济社会发展的新引擎,不仅承载着科技创新的重任,更孕育着经济增长的新动能。
本期特别策划了“打造低空经济新引擎”专题,邀请了多位业内专家和学者,从不同的维度对低空经济进行深入剖析,旨在通过深入探讨这一新兴经济领域的现状、趋势、机遇、挑战以及应对策略,以激发更多人对低空经济的关注和思考,为推动这一新兴经济领域的健康发展贡献智慧。
一、引言
全球气候变化的加剧使碳中和成为各国发展的核心议题之一。我国承诺于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。“双碳”不仅是应对全球变暖的重要举措,更是推动经济社会全面绿色转型的关键路径。在此背景下,低空经济作为新兴产业形态,展现出广阔的发展前景,并在“双碳”目标下迎来新的机遇与挑战。
低空经济的应用涵盖无人机物流、城市空中交通、低空监测等领域,正成为数字经济与实体经济融合的新增长点。根据中国民航局的预测,2025年我国低空经济的市场规模将达到1.5万亿元,到2035年有望达到3.5万亿元。低空经济作为“空中新赛道”,正迅速崛起并被赋予绿色技术革命的厚望。低空经济不仅有望通过高效、精准的运输方式大幅降低传统交通模式下的能耗和碳排放,更为智慧城市和传统产业绿色转型提供了创新驱动力。然而,低空经济在为社会低碳转型提供创新路径的同时,也面临低碳化挑战。如何在与不同产业不同需求深度融合的过程中,克服动力系统、低空空域管理和全生命周期管理等方面的技术与运营难题,降低整体能耗和隐性碳排放,是低空经济自身发展需要破解的重要问题。因此,本文从两个角度对低空经济和低碳转型的关系展开探讨:一方面,低空经济如何助力产业和社会的低碳转型;另一方面,低空经济自身的低碳发展面临哪些挑战。
二、低空经济助力应用场景的低碳化
(一)交通与物流:高效配送与绿色出行
无人机配送作为低空经济的重要应用,其核心优势在于优化运输路径和降低能耗。传统的地面配送车辆在城市交通网络中往往受限于道路规划和交通拥堵,导致行驶里程增加、能耗提升和碳排放显著。卡耐基梅隆大学的一项研究比较了各种“最后一英里”交付方式(在旅程的最后一段运送包裹)对环境的影响。研究发现,主要得益于最短路径选择和避免拥堵,无人机配送下每个包裹的温室气体排放量比柴油卡车低84%,能源消耗则比其他车辆最多可降低94%。此外,城市空中交通通过提供高效的空中交通解决方案,有望显著促进城市的低碳转型。根据欧洲航空安全局的观点,城市空中交通是一种适用于人口稠密和建筑密集环境及周边进行乘客和货物运输的新型航空运输系统,主要通过配备增强电池技术和电力推进等新技术的电动垂直起降飞机(eVTOL)来实现,是一种新的航空运输系统。通过建立智能空域管理系统,城市空中交通还能精准调度航线,进一步提升能源利用效率,减少不必要的绕飞和能耗损失。首尔大学运输研究所对引入城市空中交通后首尔都市圈的出行需求进行了模拟预测,虽然会使该地区每年产生三万个空中出行需求,但会减少约九万吨地面交通排放,整体上实现了交通的减碳化。
(二)农业与能源:精准作业与高效巡检
低空经济产业通过无人机的精准作业和高效巡检,为农业和能源行业的低碳转型提供了有力的技术保障。从农田建图、植保作业到数据收集、平台管理,农业无人机改变了传统农业生产方式。传统农业中,由于作业方式相对粗放,常常导致农药、化肥使用过量,不仅浪费资源,还造成环境污染和碳排放增加。引入无人机后则可以根据土壤和作物的实际需求进行定量施肥和喷药。深圳农业无人机的应用案例显示,每亩可节约29升水,提升10%以上的农药利用率,从而助力减少农业生产碳足迹。可再生能源设施(如风电、光伏电站)的巡检和维护也借助低空技术实现了升级。传统人工巡检方式存在巡检周期长、效率低和安全风险较高等问题。利用无人机进行定期巡检,不仅能够快速捕捉设备运行状态,还能准确检测设备隐患,及时安排维修。一个面积约3平方公里、峰值功率约100兆瓦的光伏电站,如由2人组成的检修小组手持红外设备查找热斑大约需要45个工作日,而使用无人机进行空中巡检,每天作业量大约在2~3平方公里,效率提升15~20倍。空中巡检模式准确性高、耗时短,不仅节省了人工成本,还能更及时发现故障和缺陷,保障设备安全运行。
(三)环境监测与碳管理:实时数据支持绿色决策
通过搭载高精度传感器的无人机,低空技术能够精确监测碳排放和评估生态碳汇,为低碳管理提供有力数据支撑。在碳排放监测方面,低空飞行器可搭载红外光谱仪、激光雷达和高精度气体分析仪,对工业生产和交通运输等领域的碳排放进行实时巡航监测,识别高排放区域,并定位排放源。例如,在工业园区,无人机可对工厂烟囱的二氧化碳、甲烷和氮氧化物排放浓度进行快速测量,并结合人工智能算法分析历史数据,识别长期超标企业,助力精准执法。在碳汇评估方面,低空无人机可搭载多光谱相机和激光雷达,对森林、湿地、草原等生态系统的碳储量进行动态监测,其数据精度和巡检速度均优于传统地面调查和卫星遥感。例如,在碳汇林项目中,无人机可定期巡检森林生长情况,并计算碳吸收量变化,为政府优化碳汇政策、制定生态补偿机制提供科学依据。同时,低空监测还能有效识别非法砍伐、湿地退化等破坏生态碳汇的行为,提高森林碳汇保护的精细化管理水平。
三、低空经济自身面临低碳化挑战
尽管低空经济赋能传统产业有助于碳减排,但从落实“双碳”目标、从全生命周期碳排放及更绿色的角度看,低空经济自身的低碳化也面临一系列值得关注的挑战。
(一)技术瓶颈限制低碳转型
电池技术问题一直是eVTOL发展的“卡脖子”所在。根据宾夕法尼亚州立大学研究团队的估算,航程为200英里的eVTOL要求其单个电池单元的能量密度达到约400瓦时每千克,而整个电池组平均能量密度需在300瓦时每千克左右。在起降期间,eVTOL需要电池在极短时间内提供高强度电流,这一需求远超普通电动车的标准。此外,由于城市空中交通的功耗较高,预计eVTOL中电池产热量会比纯电动汽车中的电池大一个数量级。现有的电池技术难以兼顾高能量密度、快速放电和高效热管理等要求。此外,电池充电时间较长和循环寿命有限也使得飞行器的周转率不高,增加了运营成本和能源消耗。因此,电池技术的瓶颈不仅限制了飞行器本身的低碳化水平,同时也使得整体运营效率无法达到预期,间接影响了低空经济绿色转型的进程。另一方面,低空空域管理系统的数字化水平仍较低。目前,无人机和eVTOL的飞行管理主要依靠点对点操作,缺乏统一协调的智能调度平台。传统航空管制系统虽然相对成熟,但低空空域管理需要兼顾大规模分布式飞行器的协调作业,涉及复杂的实时数据处理和多层次安全监管。实践中,由于缺少统一的数字化管理平台,部分试运营项目出现航线规划不合理的现象。比如,实际飞行距离往往比理论最优航线多出20%至30%,导致额外能耗和碳排放上升。此外,低空空域的数字化管理还面临着数据传输、实时监控和大数据处理等技术难题,智能调度系统亟需融合人工智能、物联网等前沿技术,实现精确、动态的空域管控。
(二)隐性碳足迹被忽视
低空经济的低碳化转型不仅要关注飞行器的直接运行能耗,还必须将全生命周期的碳足迹纳入考量。尽管电动飞行器在飞行过程中的直接碳排放趋近于零,但其制造、组装、维护以及电池生产与回收等环节均存在大量间接碳排放。此外,低空飞行器依赖的电力来源是否清洁也对整体低碳效果产生重要影响。
从全生命周期角度看,低空飞行器从原材料采购、制造、运输、使用到退役回收,每个环节都会产生一定量的碳排放。例如,在制造过程中,铝合金、复合材料等关键材料的生产都属于高能耗、高碳排放行业;而电池的制造及后续的回收处理常常采用高温、高能耗工艺,也需要投入大量能源。因此,低空飞行器的整体低碳效益必须建立在全生命周期管理的基础之上。另一方面,eVTOL等低空飞行器依赖电力作为动力来源,而当前许多地区的电网依然以化石燃料发电为主。国际能源署的统计数据表明,2023年全球电力中仍有约60%来自化石燃料。这意味着,即便飞行器运行过程实现了零排放,其充电过程也会产生大量间接碳排放,严重影响整体碳减排效果。因此,低空经济低碳化转型如果不与上游能源结构优化密切结合,其低碳效益将大打折扣。
(三)激励政策和行业标准有待完善
低空经济的低碳化进程依赖于完善的政策指引和标准体系。然而,目前低空飞行器的配套激励政策仍有待完善,碳排放计量等行业相关标准的制定也处在初期阶段。
与其他绿色产业相比,低空经济财政补贴、税收优惠和专项资金等激励力度有限。以新能源汽车为例,新能源汽车产业2024年获得中央节能减排专项补助资金近230亿;相比之下,对低空经济的补贴主要为地方性的小规模财政补贴。由于缺乏足够的政策支持,企业在进行低碳技术改造和绿色基建时往往面临较大的经济风险和技术不确定性,这直接影响了产业链整体低碳升级的进程。
此外,低空经济产业的相关标准和行业规范也亟待优化。低空飞行器及其相关运营的碳排放核算尚未建立统一的标准体系。各地区和企业在碳核算过程中采用的方法不尽相同,导致数据缺乏可比性和科学性,难以形成有效的减排指导。统一碳计量标准的缺乏,不仅使得低碳技术改进措施难以量化,也使得政府在制定环保政策时依据不足。从飞行器制造、运营管理到充电基础设施建设,各环节均需要明确的技术标准和环保要求。
四、结论与政策建议
低空经济作为新兴产业形态,在助力社会低碳转型方面展现出巨大潜力。通过无人机配送、城市空中交通、精准农业作业和能源设施巡检等应用,低空经济有效降低了传统交通和生产方式的能耗和碳排放,为绿色低碳发展提供了有力支撑。同时,低空经济自身的低碳化过程也面临技术瓶颈、全生命周期碳排放和上游电力结构等方面的问题,产业配套激励政策和标准体系也有待完善。基于此,本文提出以下相关政策建议。
(一)鼓励电池与空域管理技术创新,突破低碳运营瓶颈
电池性能和充电效率问题直接限制了低空飞行器在续航、载重和经济性方面的表现,而空域管理系统数字化不足则使得飞行路径优化水平和资源调度效率低下。这两方面的技术限制相互叠加,构成了低空经济绿色发展过程中的核心技术瓶颈。相关部门可以通过设立专项科研基金,鼓励产学研合作,推动新型电池技术、高效充电系统和轻量化复合材料的发展,提高飞行器的续航里程和载重能力。同时,推进低空空域管理系统的数字化建设,提升空域资源利用效率,减少飞行器因空域限制导致的额外能耗和碳排放。
(二)构建低空经济产业与传统产业协同发展的绿色基础设施网络
为推动低空经济与传统产业融合,政府应鼓励跨部门、跨行业的协同合作,搭建低空经济与传统产业对接的综合平台。通过设立专项基金、绿色信贷和税收优惠政策,引导企业将低空技术应用于各领域改造,推动传统产业绿色转型。此外,完善的基础设施是低空经济赋能传统产业的前提。政府应统筹规划低空飞行器的起降点、充电网络、能源补给站、低空交通管控系统等核心设施建设,确保其能够高效、安全、低碳运行。同时,这些基础设施还应与新能源、物流、农业、环境监测等传统行业无缝衔接,形成跨行业协同发展的绿色低碳生态体系。例如。在可再生能源行业,支持无人机巡检风电和光伏设施,保障绿色电力的持续稳定供应;同时低空飞行器的充电网络应优先采用风电、光电等可再生能源,并推动建设分布式能源微网,减少对传统化石能源的依赖。
(三)建立低空飞行全生命周期碳管理体系,推动行业绿色标准化
低空经济的低碳化发展需要建立完善的碳排放核算标准以及绿色认证体系,对产业链各环节的碳排放进行有效管理。政府应牵头制定低空飞行器全生命周期碳核算标准,涵盖从原材料采购、制造、运输、运营到退役回收的各个环节,明确各环节的技术标准和环保要求,并确保数据透明、可追溯。通过建立统一的碳足迹评估体系,规范低空经济企业的碳排放核算方法,推动行业内形成可对标、可优化的低碳运营模式。此外,政府应引导企业构建绿色供应链,鼓励飞行器制造企业采用低碳材料(如轻量化复合材料、回收铝合金)、优化生产工艺(减少高能耗环节),并在运输和维护过程中降低碳排放。对于电池制造及回收环节,政府可建立回收管理制度,推动电池梯次利用和再生循环,减少电池全生命周期的碳足迹。
版权所有@厦门在线信息技术有限公司 CAAC无人机人力资源网。训练基地:福建省厦门市集美区锦亭北路软件园三期A区 闽ICP备19023082号
闽公网安备35020602003379号