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低空经济用铜需求

发布时间:2025年7月30日 | 文章来源:先进铜基材料 | 浏览次数:147 | 访问原文

低空经济作为新质生产力的典型代表,正从政策规划迈向规模化商用。这一新兴领域以低空空域(通常指地面以上 1000 米以下)为载体,涵盖无人机物流、eVTOL(电动垂直起降航空器)载人运输、农业植保、应急救援等多元化场景。

在这场 “向天空要空间” 的经济变革中,铜凭借其优异的导电性、导热性和耐腐蚀性,成为支撑低空经济发展的核心材料之一。以下从技术应用、市场规模、产业链布局、政策驱动等维度,系统解析低空经济用铜需求的深层逻辑与未来趋势。

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铜在低空经济中的核心应用场景


 
1.1 航空器动力系统
 
无人机和 eVTOL 的电机依赖高纯度铜(导电率≥58MS/m)实现高效能量转换。
 
例如,大疆高端无人机采用无氧铜绕组,电阻较普通铜材降低 15%,电机效率提升 8%,续航延长 12%
无人机用无刷电机 
eVTOL 电机因功率密度更高(通常为无人机的 3-5 倍),需使用特殊铜合金绕组,如德国 Volocopter 的铜镍合金绕组,在耐高温(180℃)的同时保持高导电性。
 

eVTOL用轴向磁通电机拆解

 
锂电池的集流体、软连接及散热模组均需铜材。以宁德时代研发的航空级电池为例,其铜箔导电层厚度仅 6 微米,但需承受 200A 以上的瞬时电流,同时通过铜合金散热片将电池温度控制在 45℃以下。半固态电池的泡沫铜集流体(3D 铜箔)更将铜用量降至传统铜箔的 1/7,同时提升电池能量密度 15%。
 
 
 
1.2 低空基建
 
通用机场的快充桩需铺设截面积≥50mm² 的铜缆,以满足 eVTOL 单次充电 80kWh 的需求。苏州的 300 米低空网格化管理试点中,充电基站的铜缆总长度超过 200 公里,年用铜量达 1200 吨
 
 
5G-A 基站的微波传输部件采用铜合金波导,信号损耗较铝合金降低 30%;北斗导航地面增强系统的馈线网络,单基站需消耗 1.2 吨高精度铜缆
 
 
1.3 智能设备
 
无人机的飞控系统、摄像头感光线圈、eVTOL 的自动驾驶模块等,均依赖铜合金柔性电缆(FFC)传输信号。这种电缆可承受 10 万次以上弯折,电阻波动小于 5%
 
尽管铝合金在机身占比超 50%,但关键承力部件如起落架枢轴、旋翼轴仍需铜基复合材料。例如,楚江新材的铜镍硅合金枢轴,强度较纯铜提升 40%,重量却减少 25%
 

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需求规模与增长逻辑


2.1 市场规模

中国低空经济市场规模预计 2025 年达 1.5 万亿元,2035 年突破 3.5 万亿元,年复合增长率超 22%。其中,无人机、eVTOL、低空基建三大领域对铜的需求占比超 70%。

2023 年国内注册无人机 126.7 万架,预计 2030 年保有量突破 2600 万架。按每架工业级无人机用铜 15kg 计算,年新增需求约 3.9 万吨;物流无人机因电池容量更大,单架用铜量达 25kg,若 2030 年物流无人机占比 30%,将额外贡献 1.95 万吨需求

2023 年中国 eVTOL 市场规模 9.8 亿元,预计 2030 年产能超 12000架。参考新能源汽车单车用铜 70kg 的标准,到2030年eVTOL 铜需求约 840 吨;若叠加充电设施,总需求将达 3840 吨

2025 年前全国新增通用机场超 500 个,配套充电网络、通信基站等预计年用铜 10 万吨以上

2.2 增长驱动因素

从《国家综合立体交通网规划纲要》首次将低空经济写入国家战略,到《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030 年)》提出万亿级市场目标,政策推动下低空经济正从试点走向规模化。例如,合肥对 eVTOL 适航认证给予最高 500 万元补贴,直接推动载人航空器商业化进程。

电池技术突破(如宁德时代凝聚态电池能量密度突破 500Wh/kg)、电机效率提升(钕铁硼永磁电机功率密度达 5kW/kg),直接拉动铜需求。以 eVTOL 为例,电池带电量每增加 10kWh,铜用量相应增加 15kg。

除物流、载人运输外,低空经济正渗透至智慧城市管理(如无人机巡检)、农业植保(如新疆棉花田无人机管理)、应急救援(如深圳跨城医疗物资运输)等领域,这些场景对铜的需求呈指数级增长

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产业链布局


3.1 上游资源

中国铜精矿对外依存度超 80%,主要依赖智利、秘鲁等国。2024 年全球铜矿平均品位降至 0.44%,开采成本上升至 17,700 美元 / 吨,供应端面临长期约束

废铜回收技术(如智能分拣系统、真空熔炼)可将再生铜纯度提升至 99.997%,每吨再生铜减排 4.2 吨 CO₂。预计 2030 年再生铜在低空经济中的应用占比将达 15%,但短期内仍以原生铜为主

3.2 中游材料

楚江新材的铜镍硅合金、宁波金田的 PEEK 扁线等产品,已应用于无人机连接器和 eVTOL 电机。这些材料在保持高导电性的同时,抗拉强度提升至 600MPa 以上。

泡沫铜(3D 铜箔)作为半固态电池集流体,可将铜用量减少 85%,同时提升电池能量密度 20%。目前,三孚新科与东峰集团合作的泡沫铜项目已实现千平米级交付,某头部电池企业订单占比超 30%。

3.3 下游应用

苏州的无人机物流网络通过铜缆快充系统,将单次配送成本降低 40%,日均配送量超 2 万单。每架物流无人机年均消耗铜材约 18kg,年需求增量达 360 吨。

深圳 – 珠海的跨海 eVTOL 航线采用铜基复合材料充电接口,支持 5 分钟快速补能,单接口年插拔次数超 1 万次,寿命较传统接口延长 3 倍。

3.4 供应链风险

智利、秘鲁等主产国资源国有化政策可能导致铜矿供应波动。例如,2024 年智利铜矿工人罢工导致全球铜价短期上涨 12%。

铝代铜在非关键部件(如部分线缆)的应用比例已达 20%,但在电机绕组、高端连接器等领域,铜的不可替代性仍超 90%。

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政策支持与区域实践


4.1 国家战略推动

2024 年《政府工作报告》将低空经济列为新增长引擎,《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030 年)》明确到 2030 年形成万亿级市场。政策红利下,低空经济核心区(如长三角、珠三角)的铜需求增速将达年均 25% 以上。

民航局发布《民用微轻小型无人驾驶航空器运行识别最低性能要求》,推动无人机监控系统铜缆标准化,单套系统用铜量较非标方案减少 15%。

4.2 地方试点

深圳:出台全国首部低空经济专项法规《深圳经济特区低空经济产业促进条例》,规划 2025 年建成 500 个无人机起降点,配套充电网络需铜缆超 500 公里,年用铜量超 3000 吨。

合肥:设立 20 亿元低空经济产业基金,重点支持 eVTOL 电机铜合金材料研发,目标 2027 年实现本地铜材配套率超 60%。
宁波:打造低空安全走廊,试点区域的通信基站和导航系统采用高纯度铜材,信号传输稳定性提升 20%,年用铜量约 800 吨。

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未来趋势与投资机会


5.1 需求增长预测

无人机物流、农业植保主导铜需求,预计年新增铜消费 12-15 万吨,占全球铜需求增量的 5%-8%。
eVTOL 规模化商用,叠加低空基建完善,年新增铜需求达 20-25 万吨,占比提升至 10%-12%。
低空经济与智慧城市深度融合,铜需求将进入稳态增长,年复合增长率维持在 8%-10%。

5.2 技术创新

开发高强度铜合金(如铜铬锆合金抗拉强度超 500MPa)、高导热铜基复合材料(热导率≥380W/m・K),满足高温、高振动环境下的应用需求。
构建低空经济专用再生铜闭环,目标 2030 年再生铜在航空器部件中的应用占比达 30%,降低对原生铜的依赖。

5.3 资价值领域

关注具备航空级铜合金研发能力的企业,如宁波金田(eVTOL 电机用铜)。
布局大功率铜缆、智能充电系统的企业,如中天科技(低空充电桩铜缆)、特锐德(eVTOL 充电网络)。
跟踪泡沫铜、铜基复合材料的商业化进展,如三孚新科(半固态电池集流体)、东峰集团(轻量化结构件)。