封面來源|視覺中國
探索茫茫宇宙是數代人畢其一生渴望攻克的巨大課題,懷着對宇宙的好奇與憧憬,人類衝出地球,進入太陽系甚至銀河系。而隨着航天技術的進一步成熟,航天已在導航、遙感、衞星等領域實現落地應用,切實服務於人類的生產生活。在市場機制的助推下,航天產業迸發出前所未有的勃勃生機。行業定義航天又稱空間飛行、太空飛行、宇宙航行或航天飛行,是指進入、探索、開發和利用太空(即地球大氣層以外的宇宙空間,又稱外層空間)以及地球以外天體各種活動的總稱。航天產業由空間技術、空間應用、空間科學三大領域構成,產業包含利用火箭發動機推進的跨大氣層和在太空飛行的飛行器及其所載設備、武器系統、地面設備的製造業、發射服務業和應用產業。
本文的研究範疇是以獲取商業利潤為目標而開展的獨立、非政府的商業航天活動。與以科研、探索為目的的傳統航天相比,商業航天以市場資源為主,在市場機制下運行,產品研發週期縮短,注重技術的多場景應用和商業模式的大規模複製,並且應用方向更加多元,除應用於傳統的通信、導航、遙感外,還包括衞星互聯網、太空旅行、太空採礦、深空探測、建設太空基地、火星移民等場景的探索。發展背景航天經濟具有重大戰略意義。美國提出“空間正成為綜合國力的增長源”,太空疆域的活動對於國防安全、經濟與科技發展具有重要戰略意義,各國紛紛“開拓天疆”以維護自身利益,取得戰略優勢。例如,在軍事戰爭中,掌握信息權就意味着掌握戰爭主動權,能夠實現精準打擊、情報偵察、軍事通信、導航定位與氣象信息預測等。
我國持續頒佈政策措施促進航天商業化,推動民間資本與社會力量進入航天領域,發揮市場在航天領域中的資源配置作用。國務院辦公廳於2013年發佈的《關於印發國家衞星導航產業中長期發展規劃的通知》(國辦發〔2013〕97號),提出充分發揮市場在衞星導航產業中的資源配置作用。2016年,國務院新聞辦公室發佈的《2016中國的航天》白皮書,提出鼓勵引導民間資本和社會力量有序參與航天科研生產、空間基礎設施建設、空間信息產品服務、衞星運營等航天活動。隨着“一帶一路”建設的推進,商業航天成為推動提升空間信息覆蓋能力的重要手段。《加快推進“一帶一路”空間信息走廊建設與應用的指導意見》(科工一司[2016]1199號),提出了以PPP等多種模式鼓勵商業航天產業發展。2021年3月,《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》,強調打造全球覆蓋、高效運行的通信、導航、遙感空間基礎設施體系,建設商業航天發射場。
發展現狀1、行業規模
根據Statista預測,2030年全球航天經濟規模將達5,996億美元,2020至2030年航天經濟規模CAGR達4.7%。從細分賽道來看,導航及地面設備、衞星電視及廣播、政府及其他領域規模當前佔比較大,市場競爭較為激烈;而從成長性來看,衍生應用市場、衞星寬帶及互聯網、遙感服務、火箭發射服務發展空間大,2020-2030年將實現快速增長。
根據艾媒諮詢數據,我國商業航天市場規模自2015年以來保持高速增長,2017年至2024年年增長率保持在20%以上,預計2024年商業航天市場規模將達23,382億元。
2、產業鏈結構
商業航天產業鏈上游主要為衞星與火箭製造商,可進一步細分為配套設備製造與總裝。衞星及火箭配套設備包括航天用連接器、微特電機、MLCC、電子元器件、微波毫米波射頻芯片、星載計算機、恆星敏感器、天通基帶芯片等。
產業鏈中游為火箭發射與衞星運營服務商。在發射環節,衞星由商業火箭運載,在發射場依靠地面設備輔助實現發射,火箭發射場地包含海陸空三類,我國陸上基地有酒泉、太原、西昌、文昌四大發射中心;海上基地有海陽產業基地;空中火箭發射尚未實現。截至目前,陸基發射技術發展較為成熟,但該種技術運營成本高,且需考慮落區安全。相比之下,海上發射成本較低,但發射難度大,難以發射重型運載火箭。空中發射更加靈活,但技術發展尚不成熟。
衞星運營即衞星測運控,指通過使用專業設備和軟件,實現衞星位置追蹤、衞星特殊事件預報、衞星軌道和姿態管理以及衞星業務數據的上傳、下載、處理、顯示與交付。根據衞星應用場景的不同,衞星運營可進一步分為遙感運營、通訊運營與導航運營等。在衞星運營環節,雲計算、大數據、人工智能技術的滲透推動產業降本增效。
產業鏈下游為應用環節,傳統應用場景包括:通信(廣播電視傳輸、郵電、遠程醫療、應急救災等)、導航(海陸空交通運輸、精準農業、智慧城市、自動駕駛、應急救援、氣候監測等)、遙感(國防情報獲取、基礎設施測繪、環境監測、自然資源管理等),新興應用場景包括衞星互聯網、太空旅行、太空採礦、深空探索等。
3、市場格局
民營企業成為商業航天重要參與者。我國商業航天參與者主要分為民營企業、中國科學院系企業和航天系企業,航天系企業又可分為航天科工系和航天科技系。商業航天具有投資大、週期長、風險高的特點,國有資本在早期起到引領帶動作用。2015年後,隨着政策紅利不斷釋放,民營商業航天企業相繼成立,資本市場對商業航天的關注度顯著提升,民營企業逐漸成為商業航天領域的中堅力量。根據騰訊研究院數據,目前商業航天企業中,民營企業數量佔比達80%,中科院系企業和航天系企業平分秋色。
民營企業在火箭發射、遙感應用等領域不斷取得突破,互聯網企業、整車廠等主體跨界佈局。2018年5月,零壹空間自主研發的中國首枚“民營自研商用亞軌道火箭”成功發射;2021年12月,星河動力首次實現國內民營火箭一箭多星商業發射。同年,由天儀研究院與電科38所合作研製的海絲一號衞星在印度尼西亞發生6.2級地震後,提供了全球第一份有效的衞星遙感數據。2022年1月,銀河航天完成了小批量衞星的設計、總裝、測試、試驗和出廠全流程工作。除民營商業航天企業外,互聯網企業、汽車製造企業也紛紛跨界佈局,推動業務創新。2022年6月,吉利旗下時空道宇公司在西昌衞星發射中心成功發射其自主研製的9顆衞星,用於構建高精度導航系統,推動自動駕駛、無人機和物流發展。網絡服務公司連尚網絡推出混合軌道衞星星座計劃,旨在實現地面網絡未覆蓋區域的互聯網接入。此外,阿里、騰訊、嗶哩嗶哩等互聯網企業均曾與商業航天公司合作進行衞星發射,用以探索太空農業、推動太空科普、提升娛樂體驗等。
發展趨勢軍民融合不斷深入,央企民企共同推進全產業鏈發展。軍民融合可促進技術和資源在軍民之間的雙向轉移,劃分為“軍轉民”與“民參軍”兩個層面。在商業航天領域,軍民融合具有必要性與技術可行性。從必要性來看,軍民融合一方面能夠發揮航天技術的行業輻射作用,培育移動通信、節能環保、太空育種等新增長點,帶動傳統產業轉型升級;另一方面,引入社會資源為商業航天產業技術創新提供資源支撐。從可行性來看,航天技術具有軍民兩用性,民用航天技術在投入一定經費進行升級後即可達到軍用標準,而應用於軍事領域的航天技術也可廣泛應用於民用部門和商業領域。目前,社會資本在航天領域的地位不斷凸顯,政策對航天商業化的支持力度不斷加大。未來,隨着頂層設計的不斷完善、航天工業改革的不斷深化,相關法規制度與人才培養體系的優化升級,商業航天領域的軍民融合將更加深入。
低軌衞星、一箭多星、火箭回收成重點佈局方向,具備相關領域技術優勢的企業或將搶佔發展先機。一方面,中高軌衞星所能提供的通信能力有限,低軌衞星具有高帶寬、高性能、低時延、便攜、低成本等優勢,各國爭相佈局。軌道和頻段是不可再生的重要戰略資源,各國須向國際電信聯盟(ITU)申請獲取,先發國傢俱有顯著優勢。目前,美國在軌衞星數量方面較為領先,但我國相繼啓動鴻雁星座、虹雲工程等衞星星座計劃,並積極引入商業航天力量,低軌衞星互聯網成為我國商業航天的重要發展方向。另一方面,高昂的火箭發射成本對商業航天發展造成極大限制,一箭多星技術能夠充分利用火箭運載能力,提升發射效率,降低發射成本。此外,火箭發動機成本佔據火箭研製成本50%以上,通過回收,可實現發動機的重複使用,在回收火箭上加入新子級後,即能繼續執行任務,投送能力進一步提升。未來,各國將通過提升一箭多星、火箭回收等能力降低火箭發射成本,搶佔低軌衞星資源。
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