氢锂耦合！低空经济为氢能打开新的应用空间
发布日期：2024/4/9
全球低空经济市场正在快速增长。有数据显示，2022年，全球低空经济已达到千亿美元级市场规模，并预计将保持快速增长势头。在中国，2023年低空经济规模达到5059.5亿元，增速高达33.8%，预计到2030年，中国低空经济市场规模有望达到2万亿元。
2024 年3 月全国政府工作报告中提出“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”，低空经济作为发展重点首次纳入政府工作报告。
3月28日，工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局等四部门近日联合印发《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》，通用航空技术路线上，以电动化为主攻方向，兼顾混合动力、氢动力、可持续燃料动力等技术路线。
实施方案提出2027、2030年通用航空装备发展目标。提出到2027年，通用航空公共服务装备体系基本完善，以无人化、电动化、智能化为技术特征的新型通用航空装备在城市空运、物流配送、应急救援等领域实现商业应用。创新能力显著提升。并将打造10家以上具有生态主导力的通用航空产业链龙头企业，培育一批专精特新“小巨人”和制造业单项冠军企业。
到2030年，以高端化、智能化、绿色化为特征的通用航空产业发展新模式基本建立，支撑和保障“短途运输+电动垂直起降”客运网络、“干-支-末”无人机配送网络、满足工农作业需求的低空生产作业网络安全高效运行，通用航空装备全面融入人民生产生活各领域，成为低空经济增长的强大推动力，形成万亿级市场规模。
低空经济为氢能打开一个新的应用空间。
4月2日，长江证券发布报告提出，氢锂耦合是目前来看比较一条合宜路径。
报告认为，氢燃料电池在能量密度、充能速度、环境友好性、低温性能等方面具备显著优势，目前主流技术为氢锂耦合提供混合动力，可以提高和改善燃料电池系统的瞬态性能，并且可以很好的弥补锂电池能量密度较低的问题、提升续航里程。
氢锂耦合下不同电源承担差异化负载，可提高动力系统的效率燃料电池/锂电池混合动力允许不同电源在不同飞行阶段下承担不同的负载，从而提高整个系统的效率和性能。电动垂直起降飞机（eVTOL）的功率要求为爬升＞悬停＞下降＞巡航，燃料电池可在低负载部分（如巡航阶段）提供恒定功率，而在高负载部分（如起飞和降落阶段）锂电池补充燃料电池的功率。此外，燃料电池还可以在负载较低时为锂电池充电。
效率：氢锂耦合在市内短途运输、跨区域运输场景下效率较纯电动均显著提升。本文参考 Francesco Mazzeo 的实验结果，对氢锂耦合动力系统效率进行分析。
任务场景：市内短途运输、跨区域运输场景，前者对动力系统的功率密度和能量快速补给能力要求高，后者涉及较长的航程，对机载有效能量和续航能力要求更高。
动力系统：纯电动及三种混合动力，其中混合70/80/90 分别表示配置70/80/90kW 的燃料电池系统，体现不同的功率和能量需求。混合动力配置能量密度高于纯电动系统，比功率低于纯电动系统。混合70 能量密度是纯电动的1.76 倍、比功率仅为纯电动的0.38 倍。
可见氢锂耦合在市内短途运输、跨区域运输场景下效率较纯电动均显著提升，耦合系统的最佳设计需要考虑到运输场景的需求。1）市内短途运输：高功率/低能耗为特征市内短途运输需配置大型燃料电池。混合90 运行的运输次数为7.1 次，混合80、纯电动、混合70 分别为5.9、5.7、4.9 次。2）跨区域运输运行：低功率/高能量为特征的跨区域运输场景适合配置小型燃料电池。混合70 运行的运输次数最多，为3.5 次；混合80、混合90、纯电动分别为2.9、2.1、1.8 次。
目前有产品的公司包括氢航科技（飞行器氢燃料电池混合动力电推进系统）、亿维特（氢锂混动长航时巡检飞机）；上市公司蜀道装备亦在布局氢飞行器。
原文如下：
来源：长江证券
