化工新材料, 撬动低空经济万亿市场
在全球产业格局加速重塑的当下,低空经济正以迅猛之势崛起,成为推动经济高质量发展的新引擎。这一新兴领域的蓬勃发展,离不开化工新材料的强力支撑。从轻质高强度的碳纤维复合材料机身,到性能卓越的聚醚醚酮航空发动机部件,化工新材料贯穿低空经济全产业链,为其装上腾飞的“隐形翅膀”。
低空经济崛起
国家战略开启万亿蓝海
2024年12月27日,国家发展改革委低空经济发展司正式亮相,标志着低空经济已上升为国家战略新兴产业。根据国家发展改革委官网信息,该司将负责拟订并组织实施低空经济发展战略、中长期发展规划,提出政策建议并协调解决重大问题,如空域管理体制改革、法规体系建设及安全监管等。这一制度性安排为低空经济的规范化、规模化发展奠定了坚实基础,也向市场释放了明确信号:低空经济将成为中国经济转型升级的重要引擎。
低空经济这一概念并非凭空而来,其发展脉络可追溯至2021年2月,中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》首次将“低空经济”写入国家规划。2023年12月,中央经济工作会议进一步将其列入战略性新兴产业,2024年政府工作报告则明确提出要“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。
这一系列顶层设计为低空经济发展提供了政策背书,也激发了地方政府和企业的参与热情。
在政策东风下,全国各地掀起了发展低空经济的热潮。据统计,2024年全国有近30个省份将低空经济写入政府工作报告或出台专项政策。北京、上海、常州、杭州、合肥等15个城市与企业携手共建低空经济生态圈,计划到2025年打造上百个涵盖低空飞行路线、应用示范区等多个领域的示范项目。更为重要的是,一些地方政府已设立专门产业基金,为低空经济发展提供资金支持,如广东省成立了全国首个省级低空经济标准化技术委员会,湖南省由6家省属国企共同出资组建了湖南低空经济集团,《珠海经济特区低空交通建设管理条例》也于2025年1月1日正式实施。从产业界定来看,中国民航局综合司副司长孙文生指出,低空经济是新兴产业,是新质生产力的代表,既包括传统通用航空业态,也融合以无人机为支撑的低空生产服务方式,还涉及无人系统、无人驾驶、芯片等多个领域。一般而言,低空经济指在垂直高度低于1000米(根据实际需求可延伸至3000米)的空域内开展的经济活动,涵盖无人机配送、低空旅游、通用航空等多个产业,包括低空制造、低空飞行、低空保障及综合服务四大板块。
市场数据印证了低空经济的爆发式增长。据工信部赛迪研究院测算,2024年我国低空经济规模约为6702.5亿元。预计2025年我国低空经济规模将达到8591.7亿元,乐观预计到2026年低空经济规模有望突破万亿元。另据中国民航局预测,到2035年,我国低空经济市场规模将达到3.5万亿元。这一广阔蓝海正吸引着资本、技术和人才的加速集聚,而化工新材料作为产业链上游的关键环节,将在这一浪潮中扮演举足轻重的角色。
低空经济的价值不仅体现在经济规模上,更在于其多维度的产业赋能效应。一方面,它能有效利用低空空域资源,拓展经济社会发展新空间,带动飞行器制造、通信导航网络、雷达系统等相关产业链协同发展,形成生态价值共同体。另一方面,低空经济融合了信息通信、北斗导航、人工智能等高新技术及装备,推动航空器制造、低空通信、导航、监视、识别等领域的技术突破,促进产业结构优化升级。更为重要的是,空中通勤、空中物流等新场景将极大提高生产效率和生活品质,重塑人们的生产生活方式。
联合飞机副总裁孙立业表示,如果前两年还是无人机在部分领域试应用,那么2025年就是低空经济在全行业大规模应用的起点,已经到了真正赋能千行百业的关键时刻。在这一历史性机遇面前,化工产业如何把握机遇、实现转型升级,已成为行业关注的焦点。
复合材料领航
化工赋能低空经济发展
在低空经济蓬勃发展的背后,有一类“隐形功臣”正默默支撑着这场空天革命——它们就是各类高性能化工新材料。“人类要突破地球重力飞向天空,最开始选择就是要克服重量的影响。”南昌航空大学材料科学与工程学院教授梁红波向记者介绍说,从航空发展史来看,第一架飞机采用的是木布结构,因为当时发动机性能不足,只能用较轻的木布材料。随着发动机的快速发展,航空领域对飞机结构强度提出更高要求,强度更高的高密度金属材料在很长时间内成为航空主体结构材料。而伴随着材料技术进一步突破,低密度的高性能基复合材料逐渐占据主导地位,其用量超过了钛钢,成为最主要的航空材料。
复合材料是支撑低空经济发展的关键材料。据梁红波介绍,复合材料具有密度低、比强度大、比模量大的显著特点,其比模量比钢和铝合金高5倍,比强度高3倍以上。将其应用于低空飞行器,可实现30%~40%的结构减重,大幅提升飞行器的续航能力与载荷性能。此外,复合材料还具备耐疲劳性高、抗断裂能力强、减振性能好等优势,自振频率高,能有效避免共振及早期破坏,极大地提高了飞行器的安全性与可靠性。
近年来,碳纤维复合材料在低空飞行器中的应用尤为引人注目。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称“纲要”)明确提出,要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发与应用,并将碳纤维纳入高端新材料领域,强调其在提升制造业核心竞争力中的重要性。这为碳纤维及其复合材料零部件的研发和生产提供了有力的政策支持,也促使相关企业进一步加大在该领域的技术投入。
记者了解到,目前,航空航天及低空经济复材零部件制造所使用的复材主要为碳纤维增强树脂基复合材料。在无人机制造中,碳纤维复材凭借其轻质、高强度特性提升了飞行效率和结构强度,满足了复杂任务需求。在eVTOL制造中,碳纤维复材用于结构部件和推进系统,不仅提升了飞行性能和使用寿命,还降低了成本。在低空旅游中,碳纤维复材被用于观光飞机、直升机、热气球等设备,其耐腐蚀性强,提升了飞行效率,为游客提供安全、舒适体验。在飞行培训设备制造中,碳纤维复材减轻了设备重量,提升了稳定性和真实感,降低了成本,提高了教练机飞行性能。
此外,热塑性复合材料如PEEK复合材料、PA复合材料等,则结合了树脂基体的加工性和纤维的增强作用,具有优异的综合性能,同样适用于制造低空飞行器的部件。
目前,化工行业内如金发科技、南京聚隆等企业的产品已广泛应用于低空经济领域。金发科技研发的连续碳纤维增强复合材料,解决了热固复合材料高效加工、高精度加工等成型瓶颈,在低空经济、电动工具等多个行业实现了高速增长。南京聚隆的控股子公司聚隆复材专注于先进复合材料应用的研发与生产制造,尤其在碳纤维复合材料的设计和制造方面具有显著优势。尤为亮眼的是,聚隆复材在航空航天及低空经济领域的营收增长迅猛,2024年上半年营收1195.37万元,同比大增460.97%。
塑料前景可期
特种工程材料有待突破
作为低空经济产业链上游的重要组成部分,工程塑料在低空经济的发展中扮演着不可或缺的角色。工程塑料分为通用工程塑料和特种工程塑料两类。前者主要品种有聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)和热塑性聚酯五大通用工程塑料;后者主要是指耐热达150℃以上的工程塑料,主要品种有聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。
应用方面,聚碳酸酯膜材料凭借无色透明、良好的耐热性、耐冲击性、以及优异的物理机械性能和绝缘阻燃性等特点,可用于制造航空器透明部件、航空器内外饰材料、航空动力电池、无人及控制器等。聚酰胺具有高强度、高韧性、耐高温等优势,成为飞行器结构件的首选材料之一。聚甲醛则以其高强度、高韧性和耐磨性,在低空经济中主要用于制造需要耐磨和耐化学腐蚀的部件,如齿轮、轴承、传动装置等。
特种工程塑料方面,被誉为“塑料之王”的聚醚醚酮近年来备受业界关注。这种材料具有出色的高温稳定性、高硬度和耐化学腐蚀性能,特别适用于制造对材料性能要求极高的部件,如发动机部件、紧固件、电气绝缘部件等,从而实现在极端环境下也能保持稳定性能。轻量化方面,相关数据显示,聚醚醚酮在无人机螺旋桨、框架等部件的应用可减重40%以上,提升续航能力30%。
根据弗若斯特沙利文的预测,全球聚醚醚酮市场规模有望从2022年的49亿元人民币增长至2027年的84亿元人民币,年均复合增速达到11.38%。另据华创证券研报显示,目前,聚醚醚酮的产能主要集中在欧洲,我国聚醚醚酮产能则主要集中在吉林省长春吉大特塑工程研究有限公司和中研股份,占全国总产能的70%左右,其中,中研股份产能达1000吨/年,居全国首位。
聚苯硫醚也在低空经济领域发挥着重要作用。聚苯硫醚具有优良的耐热性、耐化学腐蚀性、阻燃性和机械性能,被应用于飞行器起落架与机翼、电气部件、热交换器等,满足飞行器在高温、高湿等恶劣环境下的使用需求。
耐高温材料领域,聚酰亚胺表现尤为突出,它具有极高的耐热性、耐化学腐蚀性、优良的介电性能和机械性能,常被用于飞行器隔热层、电气绝缘部件、减震降噪部件等,显著提高飞行器的安全性和可靠性。近年来,国内企业在聚酰亚胺薄膜、纤维等技术领域已取得突破性进展,国产替代进程正在加速,但聚酰亚胺高端产品仍依赖进口。
企业方面,金发科技是国内品种最全、产业化规模领先的特种工程塑料领军企业,具备覆盖树脂合成至改性应用的完整产业链。根据金发科技信息,2025年一季度,公司特种工程塑料业务销量保持强劲增长态势,实现产品销量0.63万吨/年,同比增长91%。
此外,新和成于近年切入聚苯硫醚领域。2008年,新和成联合浙江大学开始研发高端聚苯硫醚制造关键技术,2013年建成第一套生产装置,2017年新建第二套生产装置,2023年第三套生产装置投产。目前,公司拥有聚苯硫醚年产能2.2万吨,2024年实现产能利用率100%,未来还将根据市场需求进行扩产。
总体来看,我国特种工程塑料产业起步较晚,其生产规模及技术水平与国际先进企业存在一定差距,因此国内对该类材料的需求主要依赖进口。《化工新材料产业“十四五”发展指南》中提到,工程塑料及特种工程塑料力争2025年的自给率提升到85%,其中基础较好的特种聚酯类工程塑料实现净出口。
业内专家指出,未来特种工程塑料将向规模化、高性能化等方向发展。如通过纳米复合、纤维增强等技术优化材料性能,以满足航空航天等领域的极端工况需求。龙头企业则有望通过一体化产业链布局,整合上游原料与下游应用,形成稳定供应体系。