源起基金重點關(guān)注商業(yè)航天細(xì)分賽道 —— 商業(yè)發(fā)射
2015年開始,中國第一批民營商業(yè)火箭企業(yè)開拓者出現(xiàn),成為推動中國航天發(fā)展的重要力量。特別是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入新基建后,商業(yè)發(fā)射市場規(guī)模日益增長,但現(xiàn)有的火箭運(yùn)力仍有很大的缺口,這給民營商業(yè)火箭企業(yè)帶來了更多的發(fā)展機(jī)會。加之國內(nèi)大量鼓勵性政策出臺,進(jìn)一步點燃民營商業(yè)火箭企業(yè)發(fā)展的熱情。
商業(yè)發(fā)射概述
據(jù)國家國防科工局及軍委裝備發(fā)展部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)商業(yè)運(yùn)載火箭規(guī)范有序發(fā)展的通知》,商業(yè)發(fā)射的定義為企業(yè)通過自有資金、社會資本或合資合營等模式,按照國家安全監(jiān)管要求和市場運(yùn)作機(jī)制,實施的運(yùn)載火箭相關(guān)研制生產(chǎn)及以盈利為目的的航天發(fā)射等行為。火箭商業(yè)發(fā)射機(jī)構(gòu)根據(jù)類型可分為國營商業(yè)發(fā)射機(jī)構(gòu)和民營商業(yè)發(fā)射企業(yè)。
中國商業(yè)發(fā)射發(fā)展歷程
中國商業(yè)發(fā)射起步較晚,2015年才起步,現(xiàn)在仍處于早期發(fā)展階段,但是在政策扶持下,行業(yè)中涌現(xiàn)出大批具有潛力的商業(yè)發(fā)射企業(yè)。
圖|中國商業(yè)發(fā)射發(fā)展歷程,源起基金整理
中國商業(yè)發(fā)射政策分析
為支持和保障商業(yè)發(fā)射行業(yè)規(guī)范健康發(fā)展,中國政府相繼出臺了《民用航天發(fā)射項目許可證管理暫行辦法》、《國務(wù)院關(guān)于創(chuàng)新重點領(lǐng)域投融資機(jī)制鼓勵社會投資的指導(dǎo)意見》、《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015-2025年)》、《關(guān)于加快推進(jìn)“一帶一路”空間信息走廊建設(shè)與應(yīng)用的指導(dǎo)意見》和《關(guān)于促進(jìn)商業(yè)運(yùn)載火箭規(guī)范有序發(fā)展的通知》等多項政策,鼓勵航天產(chǎn)業(yè)商業(yè)化發(fā)展,促進(jìn)火箭制造、火箭發(fā)射等行業(yè)規(guī)范化發(fā)展,中國商業(yè)發(fā)射行業(yè)未來發(fā)展空間廣闊。
來源:源起基金整理
全球發(fā)射市場格局及我國主要痛點
從全局看運(yùn)載火箭發(fā)射市場,2020-2021年全球各國火箭發(fā)射活動次數(shù)整體格局變動不大,中、美兩國地位穩(wěn)定,總和占比超七成。然而火箭運(yùn)力方面,我國與美國相距甚遠(yuǎn)。2020-2021年全球各國載荷發(fā)射格局穩(wěn)定,美國處于絕對優(yōu)勢地位,載荷發(fā)射數(shù)量占比超60%;而我國位列第三,載荷發(fā)射數(shù)量僅占全球發(fā)射總數(shù)量的約6%。
因此,在與美國發(fā)射次數(shù)基本相同的情況下,載荷發(fā)射數(shù)量的差距反映了我國火箭運(yùn)載能力方面的薄弱。縱觀全局,我們認(rèn)為運(yùn)載能力不足是我國運(yùn)載火箭現(xiàn)階段的主要痛點。
圖|中關(guān)村領(lǐng)創(chuàng)商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟《2021中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》
置身中國,火箭行業(yè)發(fā)射需求強(qiáng)勁,但供給不足,火箭運(yùn)力缺口大,提升運(yùn)力可成為商業(yè)火箭公司主要的技術(shù)發(fā)展方向。現(xiàn)階段,通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星的商業(yè)化應(yīng)用刺激了各行業(yè)對衛(wèi)星星座的發(fā)射需求。
隨著2020年“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”納入新基建范疇,以“星網(wǎng)工程”為代表的低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為當(dāng)前及未來航天發(fā)射市場的主要需求者。然而我國航天發(fā)射市場運(yùn)載能力缺口較大。以衛(wèi)星規(guī)模12,000顆、單星質(zhì)量200kg、軌道高度700km、組網(wǎng)周期7年的星座為例,平均每年對火箭運(yùn)力的需求將達(dá)到343t/700km。而根據(jù)火箭運(yùn)力統(tǒng)計表估算,2021年間我國衛(wèi)星發(fā)射火箭的總運(yùn)力約為140.4t/700km,不及未來所需運(yùn)力的1/2。由此可見,火箭行業(yè)需求強(qiáng)勁,但供給不足,若不盡快實現(xiàn)技術(shù)突破,將有可能放緩我國衛(wèi)星組網(wǎng)的步伐、抑制其他商業(yè)航天活動的發(fā)展。因此,提升火箭運(yùn)力或可成為商業(yè)火箭公司主要的技術(shù)發(fā)展方向。
圖|2021年國內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星的火箭運(yùn)力統(tǒng)計表,《衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)》雜志2021年12月刊
商業(yè)發(fā)射行業(yè)未來發(fā)展趨勢
1. 發(fā)射成本降低
運(yùn)載火箭的成本主要包括火箭成本、發(fā)射成本、測控成本及發(fā)射保險成本等,以SpaceX獵鷹9號運(yùn)載火箭為例,在發(fā)射成本中火箭成本占比約53%,因此降低火箭成本可大幅降低火箭發(fā)射成本。為有效降低運(yùn)載火箭的研發(fā)、制造成本,部分企業(yè)開始采用配套產(chǎn)品通用化的設(shè)計,實施配件批量化生產(chǎn),如SpaceX根據(jù)火箭零部件的重要性對箭體結(jié)構(gòu)及核心硬件進(jìn)行分類處理。
火箭發(fā)射成本方面,作為SpaceX發(fā)射成本最高的獵鷹九號運(yùn)載火箭每公斤發(fā)射成本依然低于世界任何國家,約為3000美元,而我國民營航天企業(yè)每公斤發(fā)射成本超過15,000美元,是SpaceX獵鷹九號發(fā)射成本的5倍。實現(xiàn)一級火箭回收是降成本的關(guān)鍵,火箭的回收與復(fù)用技術(shù)可大幅降低發(fā)射成本。隨著成本降低后所獲市場利潤空間的增加,商業(yè)運(yùn)載火箭企業(yè)逐漸開始采用通用化火箭配套產(chǎn)品設(shè)計以降低火箭發(fā)射成本,并以火箭回收與復(fù)用技術(shù)為主要研制方向,促進(jìn)中國商業(yè)發(fā)射行業(yè)市場利潤空間進(jìn)一步擴(kuò)大。
圖 | 全球主流火箭成本對比,Visual Capitalist
2. 大中型火箭發(fā)射成為行業(yè)趨勢
運(yùn)載能力方面,我國民營火箭運(yùn)力均值約0.5t/LEO,不及SpaceX獵鷹九號運(yùn)載火箭的1/40。過去一年,SpaceX獵鷹九號運(yùn)載火箭創(chuàng)下了單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最高的世界紀(jì)錄——143顆,而我國的最高紀(jì)錄為1箭22星,由長征八號遙二運(yùn)載火箭完成。
根據(jù)各公司官方數(shù)據(jù),SpaceX獵鷹九號火箭近地軌道運(yùn)力達(dá)到了22.8噸,接近我國目前運(yùn)載能力最大的長征五號火箭(近地軌道運(yùn)力為25噸),重型獵鷹火箭運(yùn)力則達(dá)到了63.8噸。相比之下,我國民營火箭的運(yùn)載能力顯得十分薄弱,近地軌道運(yùn)力均值只有0.5噸左右,不及獵鷹九號的1/40,更遠(yuǎn)不及獵鷹重型火箭。
科技水平的快速提升及日益增強(qiáng)的太空經(jīng)濟(jì)活動需求刺激航天產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,中國體制內(nèi)外航天企業(yè)相繼推出星座計劃,據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,國有企業(yè)衛(wèi)星工程需發(fā)射超550顆衛(wèi)星,民營企業(yè)需發(fā)射近2500顆衛(wèi)星,衛(wèi)星總重量約600噸。面對大量的衛(wèi)星發(fā)射需求,以中國火箭現(xiàn)有運(yùn)載能力,約需10年的時間才可將全部衛(wèi)星發(fā)射升空,火箭運(yùn)力缺口大。中國政府鼓勵民營企業(yè)及社會資本參與衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)行業(yè),既可有效利用有限資源,又可高效推動新興技術(shù)的應(yīng)用。
中國星座計劃的星座軌道多為LEO低軌道,低軌衛(wèi)星在軌生命周期短,衛(wèi)星企業(yè)需在最短衛(wèi)星折舊期內(nèi)將計劃中所有的衛(wèi)星發(fā)射升空。衛(wèi)星發(fā)射及現(xiàn)有火箭運(yùn)力缺口的刺激下,發(fā)射運(yùn)載能力為2000-50000千克的中大型火箭成為行業(yè)未來發(fā)展趨勢。
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