飛天車來了

CES(消費電子展)是全球科技業最大盛事,今年的展會上,飛天車(eVTOL)成為熱門的創新領域,跨國汽車集團巨擘Stellantis更在展會上正式宣布,將於2024年為美國新創公司Archer代工生產「空中計程車」。

eVTOL是什麼?

eVTOL(Electric Vertical Take-off and Landing)是採用電力驅動的「電動垂直起降飛行器」,又被稱為飛天車,與傳統飛行器的兩大差異在於電動、垂直起飛與降落,可以想像在電動直升機,但成本又更具備優勢。


聽起來很酷,但......
市場何時起飛?

根據Morgan Stanley預估,2040年城市空中運輸(Urban Air Mobility,UAM)市場規模估達1兆美元,而到2050年將成長至9兆美元,eVTOL將在其中扮演重要角色。

eVTOL已開始應用在軍事、特殊物流領域,Morgan Stanley預期,載物與載客都將呈S型的成長曲線,不過載客S曲線將更為陡峭,載物預期從2025~2030年開始起飛,交通運輸則預計2025~2030年進入概念驗證與法規制定,可望於2030~2035年進入基礎建設規劃與短程飛行部署,2035~2040年進入商業化階段。 

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相關參與廠商表示,eVTOL初期的商機在於取代現有直升機約480億美元相關商機,以及取得傳統商務機隊約290億美元市場,業內人士分析,傳統直升機單台的售價約為1000萬美元,而eVTOL則在400到600萬美元,隨著技術的成熟,加上模組化的設計、精簡零組件,eVTOL成本將更具優勢。


未來更龐大的商機則在於新興物流、載客與共享服務等應用。

從里程成本差異來看,直升機每小時耗油成本200美元,而eVTOL的每小時耗電成本為4至10美元,eVTOL在能源使用效率有很大的進展,並符合節能減碳要求。

目前市面設計eVTOL可搭載(不含駕駛)1~4名乘客,甚至有到7人,飛行範圍可達300公里,時速100~300公里,未來將朝向無人化發展。

Morgan Stanley研究報告這麼舉例著:
「想像你在夜晚市區,乘坐Uber回到郊區的家,平均時速25英里,需要花48分鐘、30美元費用,但如果換成大型無人機或自動駕駛飛機呢?
只要你願意為速度多付一點錢,你將在12分鐘內到家,費用則是50美元。」

而更快的速度意味著更多的航(車)程,可以創造更多的時間與收益。

參與者有誰?
跨領域新創......
還有汽車、航太業巨擘

eVTOL四大開發商包括Joby Aviation、Archer Aviation、Lilium、Vertical Aerospace等新創公司都已完成與SPAC(特殊目的收購公司)的合併,募資金額從8億~16億美元不等,其他還有德國Volocopter、英國Vertical Aerospace、中國的小鵬匯天HT Aero、上海峰飛航空(Autoflight)等。

而除了Joby獲得全球汽車龍頭豐田投資,Archer已經與Stellantis展開合作,Lilium則與汽車製造大廠Denso合作開發,而包括本田、現代也都將eVTOL視為重點開發的新領域。

外,相中航空產業新戰場,航空巨擘波音、空中巴士也都積極投入eVTOL領域,波音與無人機公司Kitty Hawk合資成立eVTOL製造公司Wisk ,空中巴士則規劃自行推出飛天計程車服務,並且已展開無人駕駛飛天車試飛。

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空中巴士在網站上展示的城市空中巴士視覺圖

時程上來說,法國正在打造歐洲首座垂直機場,德國新創公司Volocopte就瞄準2024年巴黎奧運,預計推出空中計程車服務,Joby預計2025年推出商業客運服務,Archer則與美國聯合航空合作計畫在 2025 年推出短程的空中計程車航線。


挑戰?

eVTOL商機龐大,短期仍面臨不少挑戰待克服,熟稔航太產業的業內人士表示,除了安全與飛行交通法規還待完善,航權也是相當複雜且具爭議的部分。

另外,由於eVTOL為城市到郊區的低空飛行,也會有隱私疑慮,還有噪音等衍生問題。

雖然就安全性部份,eVTOL主流採分布式電力推進,多個分散式葉片,並搭上獨立電池,一般擁有6組或12、18組螺旋漿,安全性極高,即使所有的動力都關閉時,仍有空氣動力協助慢慢緩降;同時,在噪音部份,eVTOL飛行時的分貝數僅為傳統直升機千分之一。

不過在真正大量商業化前,還是需要較長時間的測試與推廣期。

台廠怎麼看?

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台泥(1101)集團旗下電池廠商能元科技已取得英國Vertical Aerospace和美國Archer Aviation的eVTOL訂單,隨著2023年上半年能元在高雄小港的電池廠完工試車投產,相關訂單有望逐步展開營運貢獻,在eVTOL布局處於先行者角色。

復盛應用(6670)航太子公司擁有供應飛機組裝廠的技術優勢與實機,也正在接觸與開發eVTOL相關領域,可供應鈦合金、鋁合金零配件;航太主結構仍採用鋁合金、鈦合金,複合材料也已大量被採用在結構件上,複合材料代表廠拓凱(4536)雖已處分生產航太零組件子公司,目前應用以飛機內裝件為主,不過持續研發新型複合材料技術,朝向飛機內裝件的材料認證,布局多元的產品線與應用,也被業界點名有發展eVTOL的條件。

另外,時碩工業(4566)國內少數在機械加工領域同時擁有車用IATF 16949與航太認證 AS9100,而轉投資天陽則擁AS9100與Nadcap航太特殊材料認證,時碩工業正在布局無人機領域,也看好eVTOL應用。

乙盛-KY(5243)在電動車領域大有斬獲,布局低軌衛星應用也開始發酵,公司持續研究開發未來3~5年的新興應用,無人機也是涉獵的範圍之一。

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延伸閱讀

商業模式?

航太業為高資本密集產業,eVTOL從設計到製造和認證投入可能高達10億美元,不過相較於傳統航太產業進入門檻相對較低,也吸引跨領域產業投入。

產業人士分析,台灣擁有完善的汽車加工產業與航太聚落,而切入eVTOL需要具有汽車生產製程,又有航太背景,初期來看,由於eVTOL規模還不大,國內大型系統廠較難著力,而eVTOL進入門檻又較傳統車用更高,規模太小又難以切入,目前屬於較為利基市場。


八大賦能科技

Enabling Technologies

Morgan Stanley的研究報告指出,城市空中運輸(UMA)興起有賴八大賦能科技發展。

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供應鏈的機會?

電池與複合材料為台廠較具優勢的領域,eVTOL採用電力驅動,而電池對於動力、航程與機身輕量化影響相當關鍵。

台泥旗下能元科技為全球少數具備高階三元鋰電池的企業,eVTOL在起降時需要高引擎馬力,能元科技的高功率電池可滿足eVTOL起降需求,能元科技的電池能量密度高,亦可滿足eVTOL續航力長的需求。

未來若eVTOL進入商轉,需頻繁起降載送乘客,則需要搭配結合儲能能穩定電網的DC/DC快充站,一天充放電可能高達10至15次,能元科技的超高功率三元鋰電池可提供eVTOL使用3千次,未來退役仍可維持高效能放電、並轉為快充站設備二度使用。 

另外,eVTOL屬於低空飛行,且朝向無人駕駛方向發展,這意味著衛星覆蓋率要夠完善,也可望為低軌衛星供應鏈增加新的出海口。


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低軌衛星專題

製作小組

記者|鄭盈芷

設計|蔡涵綸