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三年前，中國電動汽車的年銷量僅百萬余輛，保有量不足500萬輛，三年后的2023年9月底，中國新能源汽車保有量已達1821萬輛，每賣出100輛車就會有37輛是電動汽車，就連歐美也不再質疑電動汽車取代燃油車的趨勢。

但如果說，不僅僅是地上跑的汽車會被電動化，空中的飛機也有望搭載上鋰電池，你可能會存在疑問和擔憂。其實，這一天已經不遠了。10月10日，工業和信息化部等四部門印發《綠色航空制造業發展綱要（2023-2035年）》（以下簡稱《綱要》）。《綱要》提出到2025年的目標包括，使用可持續航空燃料的國產民用飛機實現示范應用，電動通航飛機投入商業應用，電動垂直起降航空器（eVTOL）實現試點運行，氫能源飛機關鍵技術完成可行性驗證等。

關于電動飛機“上天”的事兒，馬斯克在今年初也已經給出了答案。在特斯拉發布的宏圖計劃第三篇章中預言，未來全球飛機中的20%將被電氣化，裝上高鎳三元鋰電池。特別是固態電池、半固態電池的商業化，將加速飛機、航運領域電動化的進程。

物流、通勤、旅行是三大主要場景

當然，如果你以為，幾年后就可以坐著電動飛機出差了，那有點兒一廂情愿了。

對于支干線的大型民航飛機來說，短期很難替代燃油發動機，反而是，將綠氫加工成綠色甲醇，以摻入低碳氫化合物的可持續航空燃料（SAF），用作中大型飛機的主要燃料，這一路徑來得更早。相比，鋰電池在能量密度、安全性、耐久性、續航能力方面，難以承擔起長途飛行的角色，至少到2040年才有可能落地。這一點在《綱要》也有所提及，《綱要》指出，開辟電動航空新領域，面向城市空運、應急救援、物流運輸等應用場景，加快eVTOL、輕小型固定翼電動飛機、新能源無人機等創新產品應用；推動輕小型固定翼電動飛機、eVTOL實現商業運營。電動飛機開辟的是一片“處女地”，聚焦低空經濟，主要涵蓋物流運輸，如快遞公司從城市周邊倉庫到分揀中心；乘用電動飛機可以緩解地面交通擁堵，實現更高效的城際上下班通勤，使得跨城旅行成本大幅降低；特別是對于需要急救、轉院的病患來說，不用再忍受高速公路上的長途跋涉，電動飛機的效率要高得多。其中的“主角”則是eVTOL（電動垂直起降航空器），適用中短途飛行場景，不需要跑道，可以垂直起降，低噪音（100米至200米高空，音量僅40分貝），低維護成本，有望最先實現商業運行。此外，飛行汽車也在這一范疇內，在未來城市交通領域占有重要席位。

9月份發布的《民用直升機中國市場預測年報(2023-2032)》顯示，目前全球eVTOL(電動垂直起降飛行器)市場訂單總計超過1.3萬架，主要用于人員運輸和空中物流領域，未來將在公務飛行、短途運輸、低空旅游、通航貨運、醫療救護等領域，對傳統直升機形成競爭或替代。

“起飛”還需翻越多座大山

《綱要》還劃出了幾個發展電動通航飛機的示范區，包括珠三角、長三角、環渤海、成渝等優勢地區，通過設立低空經濟試點，開展輕小型電動飛機的規模化示范運營，eVTOL商業示范運營，推動電動航空應用場景、產品規范、運營體系、客戶服務方案的論證試點。

雖然電動通航飛機在政策層面已經得到了認可，但這并不意味著，電動飛機很快就能一飛沖天。放眼望去，電動飛機還有多座大山需要翻越。一是鋰電池的續航能力仍捉襟見肘。電動飛機、電動船舶不同于新能源汽車，百公里的耗電量非常高，像電動船只搭載的鋰電池往往在1600kWh以上，是電動汽車的20倍。同樣，電動飛機對鋰電池的能量密度要求更高，需要航空級電池，既能保證續航能力，又要足夠安全。目前汽車上所搭載的磷酸鐵鋰電池能量密度只有180Wh/kg，鎳鈷錳三元鋰電250Wh/kg，兩者均不能滿足長時間飛行的需求。而且，汽車在地面上跑，只需要一個前驅推動力即可，但飛機不一樣，還要克服重力的影響，所以載重會直接影響安全和續航。由于鋰電池的能量密度遠比航空煤油低，只有后者的1/70，僅僅是搭載的500度鋰電池的重量就高達2.5噸，無疑會增加電耗。

按照《規劃》的要求，要突破高能量密度鋰電池、高效率電推進系統等關鍵技術。特別是推動滿足電動航空器使用需求和適航要求的 400Wh/kg級航空鋰電池產品投入量產，500Wh/kg級產品小規模驗證，可見電池能量密度在電動飛機商業化中的分量。

除了能量密度外，政策的滯后也表明，eVTOL暫時還很難有大的作為。中短途低空經濟涉及民航空域管理與低空交通管理，到底是屬民航局，抑或是交通局，尚無定論。對電動飛機的數量、起降場地要求等匹配的監管政策更是空白。

電動化的下半場是飛機、船舶

無論是汽車電動化，還是船舶、飛機電動化，目的都是為了降低碳排放。在中國，交通運輸領域的碳排放占全社會碳排放總量的10.4%，其中公路運輸占了總量的87%，航運、民航占比差不多，為6%左右，鐵路運輸占比最低，只有1%。從電動化的進程來看，汽車最先被電動化，下半場將是船舶、飛機，而航運的電動化要比飛機更早一些。據DNV統計，2022年全球綠色船舶保有量突破1000艘，其中電動船占比56%。不過，電動船舶很難出現在汽車領域一家獨大的現象，LNG、甲醇、液氨、氫動力也會占有較大份額。電動飛機成為趨勢，并進入示范階段，一方面來自于低空經濟的推動，能分流一部分地面交通的壓力；另一方面則是航空行業減碳使然。

因為鋰電池、電機的能源使用效率，要遠遠高于汽油、煤油、重油等燃油發動機。以汽車燃油發動機為例，如果考慮到原油到汽油的加工煉化工序，能源轉化效率50%，從油箱、內燃機到車輪的效率只有30%，綜合效率不到20%。但如果是光伏、風能等綠電，生產外送環節的輸配電損耗5%、充電5%損失，效率90%左右，而從電池、電機到車輪的效率80%，電動車綜合效率70%。因此，電動車全產業鏈效率超過70%，是內燃機的4倍多。

同樣的道理，電動化放在飛機身上，電力推進系統的功重比（kW/kg）要比燃油發動機高很多，能實現節約能源、深度脫碳的效果。

只不過，現代航空業是一個產業鏈龐雜、體系復雜且難以改變的行業，即便投入大量資源、資本，也很難一蹴而就。其重構難度遠遠高于汽車，樂觀估計，受制于各種因素，電動飛機暫時只適合小型化、中短途的部分場景。早在2014年，馬斯克就預計，要實現洲際飛行，動力電池的能量密度要提升到400Wh/kg，才能使得電池擊敗燃油，讓電動飛機成為可能。9年已經過去，鋰電池已經越來越接近航空級動力電池所要求的下限，電動飛機也有望迎來了起飛的時刻。