来源:中国石化报 时间:2025-08-06 10:47
编者按
打个“飞的”过长江,点杯咖啡无人机秒送……千米之下,机遇无限;低空经济,加速起飞。
截至2024年底,我国低空经济核心产业市场规模已突破6000亿元。据中国民航局预测,2025年,我国低空经济市场规模将达到1.5万亿元。预计到2030年行业将进入爆发阶段。
作为战略性新兴产业,低空经济不仅承载着城市空中交通、物流配送、文旅观光等多元场景,而且对化工新材料、高端制造、能源体系提出全新需求。
中国石化作为能源化工领域的领军企业,正以材料创新、服务升级、生态共建为支点,深度融入低空经济产业链,有望在万亿级市场中开辟新赛道,加速技术突破,助推产业升级。
火热发展:低空经济蓄势腾飞
6月30日,在深中通道通车一周年之际,一架通勤直升机自新中山客运口岸停机坪首飞深圳,从空中望去,乘客可将深中通道的宏伟建筑、伶仃洋的壮阔海景及周边丰富的自然与人文景观尽收眼底。
此次首飞实现了深圳、中山两地18分钟低空直达,较陆路交通耗时缩短60%,两地由此迈入“十分钟低空通勤圈”时代。此举也是低空经济不断拓展应用场景、火热发展的缩影。
中央财经大学中国互联网经济研究院副院长、电子商务交易技术国家工程实验室互联网经济与金融研究中心主任欧阳日辉表示,低空经济是1000米以下以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。其相关产品主要包括无人机、eVTOL(电动垂直起降飞行器)、直升机、传统固定翼飞机等,涉及居民消费和工业应用两大场景。低空经济代表着新质生产力发展方向,已经与经济社会活动融为一体,并不断开拓新的应用场景和商业模式,以显著提高经济社会活动效率和用户体验。
垂直高度1000米以下的低空空域蕴藏着大产业:在高层建筑打开窗户收快递、早高峰打“飞的”通勤、吃无人机种的农产品、乘坐eVTOL旅游……低空经济的发展红利,有望在不远的将来惠及每个人。
从中央到地方,支持低空经济政策密集出台:2021年2月,低空经济被写入《国家综合立体交通网规划纲要》;2023年底,中央经济工作会议提出“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业”;2024年全国两会,“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”被写入政府工作报告;2025年政府工作报告将发展低空经济力度从“积极培育”转向“培育壮大”,明确其作为新质生产力的核心地位;党的二十届三中全会对发展低空经济提出了明确要求;工业和信息化部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,要求建设现代化通用航空先进制造业集群;中国民航局、国家发展改革委等多个部门分别在机场建设、城市数字化等领域推出相关举措。
面对发展机遇,全国约30个省份将发展低空经济写入当地政府工作报告或出台相关政策。低空经济基础设施也在加快推进。截至2024年底,全国在册通用机场达475个,较2023年增加26个,全国计划建设超5000个垂直起降场。同时,信息基础设施也在加快发展,5G-A、人工智能、卫星通信等技术也正被应用于低空经济基础设施建设。基础电信运营商如中国电信、中国移动、中国联通等纷纷提出2025年扩大5G-A基础设施建设的目标。
材料筑基:化工产业迎“空”而上
国研新经济研究院创始院长、国空科技(中国)低空经济研究院院长朱克力表示:“低空经济具有科技含量高、创新要素集中、产业链条长、使用主体多元、辐射范围广等特点。在新一轮科技革命和产业变革浪潮中,低空经济成为全球科技竞争新赛道,蕴含着巨大的经济潜力和创新活力。”
从碳纤维机身到聚醚醚酮(PEEK)关节,从高镍电池到聚酰亚胺(PI)薄膜,化工材料已深度嵌入低空制造“基因链”,成为托举飞行器升空的“无形之翼”。聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚甲醛、聚苯硫醚、聚酰亚胺、碳纤维复合材料、热塑性复合材料等各显神通。以eVOTL为例,其制造就需要碳纤维复合材料、聚酰亚胺、PTFE(聚四氟乙烯)、锂电池材料等协同助力。
低空飞行器的“轻量化生命线”,正是中国石化高端化工材料的战略机遇。
碳纤维复合材料被称为轻量化先锋,由碳纤维与树脂基材精妙复合而成,在材料家族中以超高强度与刚性脱颖而出,加之卓越的耐腐蚀、耐疲劳特性,可谓“钢之强度、羽之轻盈”,成为制造飞行器机身、机翼等关键结构件的宠儿。碳纤维复合材料占比结构总质量的60%~80%,能大幅削减重量25%以上,为飞行性能加分。但高端碳纤维国产化率不足30%,替代空间巨大。2030年仅eVTOL碳纤维需求或达10万吨,倒逼产能与技术双升级。
近年来,国产碳纤维及其复合材料生产技术有了长足的进步与发展。作为国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维生产技术的企业,上海石化自主研发的48K大丝束碳纤维,具有更低的纤维生产成本、更高的复合材料制品加工效率的特点。
上海石化目前已具备1500吨/年小丝束碳纤维、6000吨/年大丝束碳纤维生产能力,围绕新兴产业和未来产业发展方向,正加快推进“大丝束+小丝束”“高性能+通用级”碳纤维产品系列全覆盖,聚焦能源转化、能源存储、低空经济等领域持续发力。上海石化与华东无人机基地建立了长期友好的交流与合作关系,展现了在低空经济领域的深厚潜力,高性能碳纤维复合材料产品得到了国内外重点低空飞行企业的认证,目前正在推进高性能碳纤维复合材料产品相关应用研发,助力低空经济发展。
未来,中国石化将加快低空经济特种材料攻坚。其中,PEEK能耐260摄氏度高温,强度媲美铝合金,是起落架关节的“隐形铠甲”;PI薄膜可耐受零下269摄氏度至400摄氏度的温差环境,为电子系统穿上“隔热服”。目前,全球仅4家企业掌握千吨级PEEK产能,中国石化凭借研发积淀有望抢占高地。
在电池材料上,中国石化可向航空级电池材料布局。如固态电池是低空飞行器能源升级方向,中国石化可联合电池企业研发高镍正极材料,提升电池能量密度。随着氢动力飞行器发展,中国石化可拓展储氢瓶内胆材料业务,满足长航时飞行需求。eVTOL的动力系统(如锂电池、氢燃料电池)需依赖高性能电解液、隔膜材料及添加剂,也可成为企业的拓展方向。
立体赋能:加能站变身“空天地一体”服务枢纽
中国石化3万座加能站,是布局低空经济的独特资源优势,正从地面能源据点跃升为“空天地一体”的服务中枢。通过“场站+能源+数字化”三位一体升级,可构建服务低空经济的新范式:增设无人机起降平台、充电桩、加氢站,打造“地面-低空”补能体系。例如,针对物流无人机提供电池快换、氢燃料加注服务,并开发专用低硫航空汽油、高闪点润滑油等特种油品,满足通航安全需求。
2024年底,中国石化与杭州低空产业发展有限公司成功“牵手”,签署战略合作协议。依据协议,中国石化将凭借旗下加能站网点优势,为低空经济产业,尤其是无人机物流业提供起降场地、包裹分拣、能源补给等一站式运营保障服务。6月27日,中国石化浙江杭州石油首创的“车路云”无人物流配送项目正式获得批准。该项目充分运用车联网、路侧感知、云端调度等前沿技术,构建起智能化、无人化的物流配送体系。首批推出两条配送线路,其中一条从易捷中央仓直达高运加能站,另一条连接易捷中央仓与临平拱康路中转站。该项目的落地,将构建起辖区内无人配送网络,未来,无人机等低空运送方式也将走入现实。此举不仅大大提升了配送效率与安全性,而且能精准满足客户“定时达”“夜间送”等个性化需求,为公司转型发展注入新动能。
镇海炼化锚定高价值、差异化“油转特”战略方向,通过烷基化装置改造和配方研究,以航空汽油领域为突破口,探索不同工况下的不同航空汽油组分生产。他们革新传统工艺,通过“技术攻关+精益管控”双轮驱动,精细调整工艺参数,优化装置运行,实现100LL低铅航空汽油生产过程“零污油”,显著降低运营成本,树立绿色生产新标杆。目前,镇海炼化已具备全系列各种牌号航空汽油生产能力,且航空汽油出厂量逐年增加,主要供应国内通航机场和飞行学校,助力低空经济展翅高飞。
在氢能方面,中国石化通过“直投+基金投资”双轮驱动的模式,积极布局氢能全产业链。7月1日,中国石化资本投资入股海德明能(南京)新能源科技有限公司(简称:海德氢能)正式完成。这是继2024年6月中国石化资本旗下恩泽基金投资海德氢能后,中国石化资本再次加码增资。除海德氢能外,中国石化资本还投资了舜华新能源、海德利森、重塑能源等多家产业链企业。2025年,中国石化资本拟发起设立氢能基金,参与中央企业战略性新兴产业发展基金,进一步扩大在新能源领域的投资布局。
同时,中国石化积极打造我国头部充电运营商和第一直营平台,将发展充电业务视为新形势下做强营销网络的新机遇,站内站外同步推进充电网络布局,推出“石化易电”品牌,打造新能源管理信息系统,连接中小充电运营商和第三方平台,织密直营与合作充电平台的“全国一张网”。
低空经济的崛起,不仅是交通方式的变革,更是产业生态的重构。中国石化正以材料创新为根基、以服务升级为纽带、以生态共建为方向,在低空经济赛道上加速“起飞”。从碳纤维复合材料到智慧加能网络,从城市空中交通到即时快送,一场由能源化工参与驱动的“低空革命”正在展开。未来,随着技术突破与场景深化,低空经济将成为中国石化转型发展的新引擎。
本版文图由 本报记者 何翔任 李 娟 彭 展 通讯员 程莹莹 鲁荟宇 张耀文 沈海娟 何 洁 李玉洲 潘亚男 周梦瑾 张 琦 徐耀辉 白 瑜 陈丛磊 达 军 提供
低空经济中的“石化”力量
在低空经济蓬勃发展的背后,中国石化的身影愈加显现,其研发生产的一系列新材料、新产品,为低空飞行器的发展提供了坚实保障,成为推动我国低空经济发展的重要力量。
碳纤维复合材料
产品名片
碳纤维复合材料是指将碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的复合材料。其中,碳纤维环氧树脂复合材料是由碳纤维作为增强体、环氧树脂作为基体,通过特定工艺复合而成,具有优异的力学性能、轻质高强特性和化学稳定性,广泛应用于航空航天、轨道交通、体育休闲等领域。
在低空飞行器上的应用潜力
碳纤维的比重不到钢的1/4,强度却是钢的7~9倍。通过将碳纤维及碳纤维织物与树脂复合成型,做成碳纤维复合材料替代金属,可大幅减轻飞行器的结构重量,增强其耐疲劳和耐腐蚀性,提高载荷能力、延长续航时间。
近年来,国内外大量的先进无人机都使用了碳纤维复合材料。例如,欧洲空中客车公司研发的Zephyr无人机采用了碳纤维复合材料机身,飞机重量仅为75千克,轻巧的结构使其能在2万米以上的高空携带重达23千克的有效载荷,创造了42天持续无人飞行的时间纪录。中国“翼龙”无人机机身全部采用碳纤维复合材料,因其性能稳定,被广泛应用于灾情巡查、反毒缉私、生态环境保护、大气成分研究、复杂地形勘探、高空气象观测、农田药物喷洒和森林防火等多领域。
中国石化研产实践
上海石化自主研发的PAN基碳纤维,具有耐高温、耐腐蚀、高比强度和高比模量的特性,可加工成碳纤维预浸料、碳纤维布、碳纤维拉挤型材、热塑性粒料等多种中间品。碳纤维热固性预浸料是一种碳纤维预先与热固性树脂浸润的半固化材料,也是用于低空经济飞行器零部件制造的主要材料。上海石化围绕低空经济等新兴产业和未来产业发展方向持续发力,与华东无人机基地建立长期友好交流合作关系,积极对接碳纤维及其复合材料需求。去年8月,上海石化碳纤维复合材料实验基地建成启用,建成热塑预浸料线、热固预浸料线、螺纹筋拉挤线、高性能树脂线等,具备热固性与热塑性、通用型与高性能、制备工艺多样化的复合材料中试和批量生产能力。目前,该基地正推进高性能碳纤维复合材料产品研发应用,助力低空经济发展。
聚酰亚胺
产品名片
聚酰亚胺(PI)是一种高性能聚合物,有“高分子材料之王”的美誉。它的耐温差性能突出,能在零下269摄氏度至400摄氏度的环境下长期使用。同时,该产品高强度、高韧性、高尺寸稳定性,且介电常数和介电损耗低,真空环境下挥发分少、可凝物少。
在低空飞行器上的应用潜力
聚酰亚胺分子结构中含有的刚性芳杂环,使其拥有卓越的热稳定性和力学性能。通过增强、共聚、发泡等改性方式,可满足不同场景的应用需求,因此在航空航天及深空探测领域价值显著。经过40多年的发展,国内外已成功研制出一系列适用于成型工艺的聚酰亚胺树脂体系(热固性和热塑性)。用这些树脂制备的复合材料,已在飞行器制造中替代金属,用于生产耐高温的结构件和功能件。比如eVTOL机身框架采用碳纤维/PI复合材料,比金属减重30%,且在温差环境下强度保持率超过95%;PI模塑料制成的高压连接器,介电强度超过30千伏/毫米,可保障800伏系统安全运行;耐400摄氏度的PI气凝胶隔热片能抑制电池热失控;PI纤维毡可屏蔽发动机500摄氏度的热流。
中国石化研产实践
北化院聚焦低空经济领域的材料替代需求,针对轻量化结构、耐磨部件、隔热/绝缘部件等应用场景,积极推进轻质、高强、耐高温、低磨损的聚酰亚胺复合材料成套技术开发,并重点攻关核心成型工艺。同时,着力构建数据驱动的PI树脂分子设计-性能预测平台。这一平台集成了自主开发的PI性能预测模型和分子结构生成式模型,目前已实现基于单体结构对聚酰亚胺膜材料气体分离性能的准确预测和对新结构的定向生成,形成了“生成设计-预测筛选-实验验证”的研发闭环。经实验验证,这一平台可辅助科研团队将聚酰亚胺新结构的筛选和设计时间缩短80%。
未来,这一平台也将继续完善PI模塑料相关性能开发模块,从而实现高性能PI模塑料及复合材料的“性能可定制化”开发。
无卤阻燃PC/ABS合金材料
产品名片
无卤阻燃PC/ABS合金材料是一种具有较低密度、优异力学性能的塑料合金产品,克服了铝合金材料密度高、制件生产较复杂的问题,加工性能优异,且能降低制件的成本和重量,可用于汽车、电子电器等领域。
在低空飞行器上的应用潜力
低空飞行器与电动汽车类似,轻量化是其提高飞行效率、延长续航时间的重要途径。无卤阻燃PC/ABS可用于低空飞行器,其力学性能不仅能够承受外部的冲击和振动,确保电池在不同环境下保持稳定的工作状态,而且有助于降低低空飞行器自身的重量,提升续航能力。同时,该产品较强的阻燃性能够在电池着火时有效阻止火焰蔓延,提升低空飞行器的安全性。
中国石化研产实践
我国是全球低空飞行器技术和制造强国。随着低空飞行器行业不断发展,其电动化的特点对具备轻量化、高强度、耐腐蚀、抗疲劳、阻燃等特性的高性能材料需求显著提升。在低空飞行器使用中,电池可能遇到过载、短路等问题,导致着火风险,影响飞行安全。上海院发挥基础原料优势,攻克阻燃聚碳酸酯合金耐热性等难题并开发出无卤阻燃PC/ABS合金,其阻燃性能可达V0级。与现有金属材料相比,该产品可减重20%以上,良好的流动性和注塑成型性更适合制造复杂形状部件,满足低空飞行器加工成型方面的应用要求。
聚酰胺特种尼龙
产品名片
尼龙612(PA612)化学名称为聚十二烷二酰己二胺,是一种半结晶性、长碳链特种尼龙。相较常见的尼龙产品,因其单体中更长的二酸碳链(12个碳原子),具有高韧性、低吸水性、耐磨性和高尺寸稳定性等特性。
聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)是由间苯二甲胺(MXDA)和己二酸缩聚而成,分子链中含刚性苯环结构,赋予其独特性能,具有高刚性、低翘曲、优异的气体阻隔特性。
耐高温尼龙10T(PA10T)化学名称为聚对苯二甲酰癸二胺,由癸二胺与对苯二甲酸缩聚而成,兼具长碳链柔性与芳香环刚性,具有耐高温、低吸湿、高尺寸稳定性、耐化学等特性。
在低空飞行器上的应用潜力
上述3种聚酰胺特种尼龙产品在无人机应用领域可用于生产电机支架、旋翼卡扣、起落架、机身框架、电池舱盖、无刷电机端盖、电调(ESC)壳体、电池管理系统(BMS)支架、云台结构件(抗冲击且轻量化)、高强度连接件(替代金属减轻重量)及高温环境用齿轮(如高速传动部位)等。
中国石化研产实践
湖南石化在PA612、MXD6、耐高温PA10T技术方面已完成小试研究,产品性能达到市场同类产品指标,目前在建2000吨/年PA612连续聚合中试装置、2000吨/年MXD6连续聚合中试装置、百公斤级PA10T中试装置,预计两年内完成中试研究,有望在无人机、机器人领域满足用户要求。此外,该公司拟建设1万吨/年PA612、2万吨/年MXD6、5000吨/年PA10T工业化装置,建成后将实现批量稳定生产,可在无人机、机器人领域批量应用。
聚丙烯发泡材料
产品名片
聚丙烯发泡材料是一种性能优良的轻量化高分子材料,兼具高强度与质轻特点,还具备耐腐蚀、耐温、三维尺寸精度高和环境友好等优势,在实现轻量化减重的同时,隔热和缓震性能也十分出色,且发泡倍率与泡孔直径的可调整范围较广。相比热固性泡沫,它更适合作为“三明治”复合材料的芯材进行加工应用。
在低空飞行器上的应用潜力
通过不同加工方式制成的聚丙烯发泡材料,各有其独特优势:釜压发泡聚丙烯(EPP)适合制作形状复杂、三维尺寸精度高的部件;模压发泡聚丙烯(MPP)可生产物理性能优异的纳米级超微孔发泡产品;挤出发泡聚丙烯(XPP)能高效、低成本地连续生产高刚性发泡板片材。这些材料在低空经济领域的有人/无人驾驶飞行器非结构部件中有广阔的应用空间,可用于机顶、机门或机身的保温层、缓冲层、电磁屏蔽层、阻燃防护层,以及高刚性高耐热复合材料的芯材等。它们在满足低空飞行器对安全性、舒适性和功能性要求的同时,还能有效减轻重量,进而提升运输载荷,增加运行里程。
中国石化研产实践
北化院在聚丙烯发泡材料领域陆续开展了多项技术开发工作,包括高性能聚丙烯发泡专用料的研发、不同聚丙烯发泡技术的小试与中试工艺研究、聚丙烯发泡用功能化改性体系的设计与推广,以及多种聚丙烯发泡中试平台乃至产业化示范装置的设计搭建等。截至目前,中国石化已在多家炼化企业实现发泡用聚丙烯的工业化应用,开发出多个牌号的EPP专用料和MPP专用料,累计产销量20余万吨,使发泡用聚丙烯的国内市场占有率从空白提升至35%以上,打破了国外公司在该领域的技术与市场垄断。如今,北化院已建成EPP珠粒与成型体的工业化示范成套装置,形成了具有中国石化自主知识产权的EPP成套技术;开发出的性能优良的功能化发泡聚丙烯改性料,其终端制品已广泛应用于我国高端制造领域。
长玻纤增强聚丙烯材料
产品名片
长玻纤增强聚丙烯材料是一种新型纤维增强树脂基复合材料,具有高强度、高刚性、高尺寸稳定性、耐高温、低吸水率、低翘曲度、使用寿命长、高低温耐蠕变性能优良、可回收再利用等显著特点,在汽车、电子、家电、通信、机械、化工、军工、体育器材、医疗器械等领域具有广泛应用。
在低空飞行器上的应用潜力
长玻纤增强聚丙烯材料具有玻璃纤维复合材料轻量化、高强度、耐腐蚀等特性,机械性能逼近金属却成本更低,能精准适配低空飞行器重量敏感、使用环境广泛、面向大众市场推广等需求,主要应用在低空飞行器机身与机翼制造,为关键结构部件减重提效,助力续航能力与飞行效率双提升。此外,该材料还可通过调整纤维铺层、树脂类型等,灵活优化性能、拓展应用场景,如与尼龙等材料协同制作螺旋桨,强化其刚性与耐久性,保障飞行器在复杂情况下飞行稳定。
中国石化研产实践
长期以来,长玻纤增强聚丙烯材料国内市场被进口产品占据。扬子石化研究院在调研国外同类产品的基础上,组成专项研发团队,从催化剂选择到工艺条件探索,先后完成了小试、中试,于2016年首次实现工业装置放大生产。由于该材料工艺复杂,生产难度大,之后的近5年时间,扬子石化持续攻关,通过工艺技术改进和造粒工序优化提高生产平稳性和质量稳定性,开发出长玻纤增强聚丙烯专用料系列产品,涵盖由低到高三种不同的熔融指数,各项性能指标达到国外先进水平。
“面对低空经济升温的机遇,我们将进一步聚焦提升材料耐候性、成型精度等,推动其在低空飞行器更多零部件制造中落地,为低空产业轻量化升级注入动能。”扬子石化研究院相关负责人表示。
评论:抓住低空经济机遇培育更多增长极
当“打飞的”通勤从科幻走进现实、无人机配送重构物流版图,一个以千米低空为画布的万亿级产业正加速铺展,其庞大的市场规模为化工领域带来了广阔的发展空间,也为能源化工企业重塑价值链提供了历史机遇。
我国能源行业当前正面临传统业务萎缩、环保约束加剧、能源转型冲击等多重挑战,早在2023年中央经济工作会议就提出“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业”。抓住低空经济机遇,不仅是应对短期困境的“救急之策”,也是推进战略性新兴产业和未来产业发展的“有效举措”,更是培育第二增长曲线、实现长期可持续发展的“战略之举”。
在这场颠覆传统生产生活方式的变革中,中国石化诸多要素相互促进、融合发展,以“从分子到天空”的全产业链穿透力,打造“空天地一体”服务中枢,在低空经济赛道上勾勒出能源化工企业生态化转型发展的新范式。
低空飞行器的每一次腾空,都是材料科学的胜利。从碳纤维复合材料构建的轻量化机身,到聚醚醚酮(PEEK)铸造的耐高温起落架;从聚酰亚胺(PI)薄膜守护的极端环境电子系统,到高镍正极材料驱动的固态电池——这些看似微小的材料突破,实则构筑了低空经济的物质基石。上海石化攻克大丝束碳纤维国产化难题,正是中国石化以“身轻如燕、坚如磐石”为目标进行材料革命、赋能低空制造的生动注脚。
3万座加能站的网络优势,让中国石化得以将传统能源据点升级为“空天地一体”服务中枢。杭州石油“车路云”无人物流项目的落地,预示着加能站将演变为集无人机起降、电池快换、氢燃料加注于一体的智慧节点。这种转变对未来有深远的启示:通过“场站+能源+数字化”的深度融合,构建起覆盖地面交通与低空物流的立体补能体系,一个跨越空地的能源互联网正在形成。
在5G-A和人工智能与化工材料相遇、政策红利与市场需求共振时,企业需要的不仅是技术突破,更是跨领域协同创新的生态思维。低空经济蓬勃发展的背后,是中国石化以科技创新赋能战略性新兴产业和新质生产力发展的不懈努力。直投海德氢能发起设立氢能基金、创建“石化易电”品牌打造全国充电网络,中国石化在困境中悄然布局,全面转向全产业链生态共建。这种转变契合了低空经济“科技含量高、创新要素集中”的本质特征,展现了中国石化全链条生态化发展的勃勃生机。
站在低空经济蓄势腾飞的当口儿,中国石化以材料创新筑牢产业根基、以服务升级重构价值网络、以生态共建引领系统变革,这场“低空革命”不仅将重塑城市天际线,而且将推动中国能源化工行业在战略升级中开辟新增长极。