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作者:微信文章
常投·格物
中国商业航天行业研究报告
序言
在全球科技竞争加剧和我国军民融合战略深化的背景下,中国商业航天行业正从传统航天体系中快速崛起,成为国家战略性新兴产业的重要增长极。2023年,中国商业航天市场规模突破1.2万亿元,年均复合增长率超20%,卫星互联网、可重复火箭、低轨星座等新兴领域成为资本与技术聚焦的热点。然而,行业仍面临核心技术“卡脖子”、国际竞争加剧、政策落地滞后等挑战。本报告旨在系统分析行业现状与趋势,为企业和投资者提供可落地的战略决策依据。
商业航天行业概览01
(一)定义
在商业航天领域,国内外尚未形成广泛统一的共识,缺乏一个被业内普遍接受的成熟定义。美国和欧洲对商业航天的理解有两层含义:一是在项目承接方式上,企业与政府的关系不同于传统航天,政府仅作为客户,减少对研制过程和实施途径的干预,资金提供从“旱涝保收”变为固定数额,企业承担风险,产品归企业所有,政府只采购服务,企业可进行商业用途。二是商业航天是私营企业为控制成本和优化投资回报,按市场规律为非政府用户提供产品和服务的活动。
我国未形成对商业航天的统一界定。国内普遍认为商业航天就是在国家战略框架下,利用市场机制,通过合理竞争配置资源的方式,以盈利为目的,着力提升国家整体效益,进行探索、开发和利用太空及地球以外天体的活动。
图1 不同国家对于商业航天的定义(来源:国信证券经济研究所)
(二)分类及构成
商业航天涵盖了五大方向,主要包括运载火箭、人造卫星、载人航天、深空探测以及空间站。从载人航天到人造卫星,从运载火箭到深空探测,商业航天的活动范围广泛且深入,不仅极大地推动了航天技术的飞跃式进步,更为商业机构开辟了广阔的市场空间和盈利途径。目前人造卫星的商业价值较高,应用领域较广,市场已有一定成熟度。载人航天和运载火箭更类似于运输载体目前也有一定成熟度,而空间站和深空探测则因技术的限制,目前并没有广泛应用,但两者未来的市场空间巨大,价值不可估量。
图2 商业航天的五大分类(来源:头豹研究院)
(三)商业航天与传统航天对比
商业航天在高科技、高效能、高质量方面取得进展,通过先进技术应用、配套设备研发、火箭预制及一箭多星技术,以及严格的质量控制,提升了卫星运营和发射效率,确保了质量可靠。与传统航天相比,商业航天在资金来源、目标定位、研发周期、成本控制、资源配置、技术创新及应用领域等方面均展现出显著差异。传统航天多由政府资助,侧重于国家安全和科学探索;而商业航天则更多依赖民间资本,以盈利为目标,注重技术创新和广泛应用。这种差异不仅丰富了航天领域的生态,也为人类探索宇宙、利用太空资源提供了更多可能。
图3 商业航天与传统航天对比(来源:行行查)
(四)发展历程
1.全球商业航天发展历程
全球商业航天的发展始于20世纪60年代,从摩托罗拉的铱星计划到同时期的轨道通信计划、天桥系统、全球星系统和泰利迪斯系统,从命名为“ConestogaI”第一枚私人出资的火箭到比尔航天公司开发的BA-1和BA-2火箭,在最初几十年里,全球商业航天发展进程相对缓慢。直到21世纪初,随着电子信息、先进制造、数字化、智能化技术的蓬勃兴起,给商业航天的变革发展注入了强大动力,全球商业航天发展进入快车道,产业规模迅速增长。以“星链”(Starlink)低轨卫星星座系统、“猎鹰”(Falcon)火箭、“龙”(Dragon)飞船、“星舰”(Starship)系统等为代表的商业航天系统颠覆了原有航天的设计理念、研产模式和应用模式,并呈现全球快速拓展的态势。
图4 全球商业航天发展历程(来源:行行查)
2.中国商业航天发展历程
(1)萌芽与初始阶段
20世纪80年代至21世纪初期,我国商业航天初始由政府部门主导,国家统筹布局航天工业发展,以满足国家战略需要为目标,提升国家核心竞争力,初步形成运用航天技术,提供航天商业化服务需求的趋势。在此探索发展阶段,航天活动完全由航天科技集团、航天科工集团等“国家队”主导,聚焦“两弹一星”、载人航天等国家战略工程,商业化程度极低,民营企业仅能参与卫星零部件代工。
(2)培育阶段
21世纪初期至2014年,我国航天事业实现快速发展,载人航天、月球探测、北斗、高分等航天重大科技工程取得突破性进展,空间技术整体水平大幅跃升,卫星通信、导航、遥感领域均有商业航天企业成立,我国开始逐步探索建立以市场化、商业化牵引的运营模式。2000年组建中国卫星通信集团公司,实现卫星通信商业化,开启我国商业通信应用市场;2002年,发布《关于促进卫星应用产业发展的若干意见》,首次提出“鼓励社会资本参与航天领域。2010年,我国审议并通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,为商业航天发展创造了有利环境。
(3)发展阶段
2014年国务院颁布了《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》,明确“引导民营资本参与卫星研制、发射和运营”,被视为中国商业航天的“元年。同时,我国国防用户部门改变采购模式,实施以“竞标采购”为主要特征的装备采购模式,鼓励和支持商业航天发展。2015年,“北京二号”成为首个政府核准的民用商业卫星项目,正式开启商业航天时代;2016年,武汉开建首个商业航天基地;长征11号火箭为民营卫星“丽水一号”提供商业发射;2018年,重庆零壹空间发射“重庆两江之星”亚轨道火箭,星际荣耀的“双曲线一号”实现中国民营火箭首次成功入轨。
总体来看,中国商业航天从国家主导逐步转向“政府引导+市场驱动”,通过政策开放、技术迭代和资本投入,实现了从无到有、从试验到规模化应用的跨越。尽管起步晚于美国,但凭借全产业链布局和政策支持,正加速追赶全球领先水平。
(五)全球商业航天竞争格局
放眼全球,商业航天正成为各国抢占经济科技竞争制高点和发展新兴产业的战略选择。高频次的商业发射将成为发展趋势,密集的火箭发射将带动商业卫星数量实现指数级的提升,组网式建设低轨卫星星座将成为商业卫星发展的重要趋势。全球商业航天行业的竞争正变得越来越多元和激烈。一方面,国际知名的企业如SpaceX和BlueOrigin,依靠其强大的技术实力和市场地位,在行业中占据主导。另一方面,许多新兴企业也在积极参与市场竞争,通过技术创新和差异化的服务寻求突破。此外,跨国企业和多国合作项目不断涌现,进一步加剧了全球商业航天市场的竞争态势。中美两国在商业航天领域的竞争尤为激烈。美国依靠SpaceX等私营企业的创新能力,巩固了其全球航天发射的领先地位。中国则通过持续增长的航天发射活动,稳居全球第二。此外,其他国家如俄罗斯、印度、欧洲和日本虽然也有参与,但与中美相比,发射次数仍有较大差距。从火箭发射的角度来看,2023年全球的火箭发射活动主要由美国和中国主导,两国的发射次数分别占全球的52%和30%。从火箭制造的角度来看,2023年全球仅有三家公司的火箭发射数量超过10枚,而SpaceX的发射质量约占全球的80%。在技术创新方面,国际领先企业不断推出新技术、新产品和新服务,引领着商业航天行业的发展潮流。例如,SpaceX公司的猎鹰9号火箭实现了可重复使用技术的突破,极大地降低了发射成本;BlueOrigin公司则专注于开发亚轨道太空旅游服务,为普通人提供了进入太空的机会。这些技术创新不仅提升了企业的竞争力,也推动了整个行业的进步和发展。
图5 全球商业航天代表性公司(来源:国信证券经济研究所)
全球商业航天已形成“中美领跑、多元竞争”的格局。美国凭借技术优势和成熟商业模式占据主导,中国通过政策扶持与民企创新快速追赶,低轨卫星、发射服务与技术创新是竞争主战场。
(六)发展商业航天的意义
商业航天不仅是技术革命的载体,更是大国综合实力竞争的前沿阵地。其发展既关乎经济效益,也直接影响国家在未来太空治理体系中的地位。商业航天是“国家队”航天能力的延伸,是以市场化机制、商业化盈利为目标发展的重要引擎,太空经济也成为我国未来经济发展中愈发重要的组成部分。
商业航天区别于国家航天偏向于国防、科研、探测领域,在卫星通讯、星链发射、太空补给领域已成为有力补充。21世纪初以来,卫星需求激增,根据国际电信联盟(ITU)规定,卫星频率及轨道使用权遵循"先登先占"原则,一场围绕频率和轨道资源的太空“圈地运动”悄然展开。许多国际航天企业倾向于夸大卫星发射数量需求,以率先申请更多频谱资源,挤压竞争对手活动空间并抬高其控制频谱的售价。频轨资源争夺致使发达国家与发展中国家的太空能力差距日益增大。随着太空军事化进程加快,各国国家队发射能力和密度都难以再满足市场需求,民用火箭发射需求激增,商业航天成为占领轨道资源的最佳选择。
同时,航天事业从冷战时期的“太空竞赛”逐渐演变为“太空竞争合作”,全球化背景下,合作发射、联合研究成为新趋势。21世纪下半叶的太空观光、深空探测、外星移民、星际旅行等太空经济项目或迎需求爆发,参与全球商业航天竞争是航天大国的必由之路,更是人类探索精神与全球合作的体现,它承载着推动人类命运一体化、建设太空经济、走向星辰大海的使命。
(七)商业航天的投融资情况
1.全球商业航天行业融资情况
近年来,随着进入太空的成本大幅下降,航天产业吸引了大量社会资本涌入,全球商业航天领域的投融资日益活跃。商业航天企业的融资方式已由债务融资逐渐向股权融资转变。根据美国航天资本公司(SpaceCapital)的统计,2014-2023年,全球共有1,832家航天企业累计获得2,980亿美元的投资,包括种子投资、风险投资、收购、公开上市募集资金和债务融资等。其中,2023年全球365家商业航天企业经417轮次私募融资获得179亿美元投资,较2022年出现不同程度的减少,主要是由于全球经济增长进一步放缓,加之SpaceX、BlueOrigin等头部企业已开始盈利,具备自我造血功能,在一定程度上降低了对融资的需求量。
2.中国商业航天行业融资情况
2024年,我国商业航天领域投融资热情高涨,截至24年年底,已发生投融资事件19起,这一数字超越了2023年全年的17起。融资金额更是显著增长,累计达到55.51亿元,远超2023年全年的46.03亿元。其中,6月份表现最为突出,当月有3起事件,共筹集资金25.50亿元,成为商业航天投融资的高光时刻,凸显了资本对该领域的高度关注和积极投入。根据汇总的2021-2024年中国商业航天产业投融资事件来看,火箭制造及卫星制造是近几年最热门的细分领域,投融资事件占比约40.3%,卫星制造占比近30%。
图6 24年中国商业航天行业投融资事件汇总(来源:中航证券研究所)
当前,我国商业航天投融资仍处于早期发展阶段,融资轮次多集中在天使轮和A轮。不过,近年来后期融资轮次占比逐渐增加。2019年,中国商业航天战略融资、种子轮、天使轮、A轮及Pre-A轮等前期融资轮次事件数量占比高达78%,到2023年,这一比例下降至41%。这一变化表明,随着行业的不断发展,商业航天企业正逐渐获得更多成熟资本的认可,开始向发展中后期迈进,行业发展日益成熟。
投资方呈现出多元化的特点,除了传统的风险投资,企业自身融资、政府引导基金等也成为投融资的重要组成部分。2024年商业航天被列入两会政府工作报告,被视为新质生产力的代表,各部委、地方政府积极布局。这使得以政府引导基金为主要LP的国内投资机构和各地服务于地方政府招商引资的国资,对商业航天领域表现出浓厚的兴趣。
2025年1月初,国务院办公厅发布《关于促进政府投资基金高质量发展的指导意见》,明确“政府投资基金要聚焦重大战略、重点领域和市场不能充分发挥作用的薄弱环节,吸引带动更多社会资本……加快培育发展新质生产力”。该意见的出台有助于提振市场投资信心,催生更多的“耐心资本”进入商业航天产业,2025年商业航天产业投融资规模有望再提速。
图7 2019-2024中国商业航天行业投融资轮次情况(单位:起)(来源:前瞻产业研究院)
中国商业航天行业发展现状02
(一)市场规模
2023年全球航天市场规模为5700亿美元,几乎是2010年时全球航天经济规模的2.3倍(2010年全球航天市场规模仅为2450亿美元)。整个全球航天市场主要由商业航天收入和政府空间支出两部分构成,其中代表全球商业航天市场规模的部分2023年超过4450亿美元,占全球航天市场的78%,位于主导地位。
近年来我国商业航天领域涌现大量新增企业,2022年我国商业航天领域新增企业数量为87844家,2023年新增企业数量为113272家。据中国航天工业质量协会统计,从2015年至2020年,我国商业航天产值由3764.2亿元突破至万亿元,年均增长率达22%,预计2024年我国商业航天市场规模超2.3万亿元。下一阶段,我国商业航天发展将步入发展黄金期,预计2025年中国市场规模将达到2.8万亿元人民币。2030年,我国商业航天市场规模将接近10万亿元。
(二)政策环境
中国对商业航天发展的政策指导始于“十二五”末,2014年首次以政策文件向民间资本打开大门,改变以往由国家主导航天发展的模式。2024年政府工作报告中提到“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”,这是商业航天继中央经济工作会之后,又一次进入重磅报告,体现了顶层决策对于商业航天的支持和指引。从国家政策要点看,一是规范商业星箭研制、生产及发射的审批许可;二是鼓励商业元素参与空间基础设施建设;三是推动技术创新、融合应用、培育产业;四是鼓励企业参与国际合作,拓展国际市场。
图8 商业航天行业政策梳理(来源:方正证券研究所)
各地方政府围绕商业航天纷纷出台细化政策,包括《北京市加快商业航天创新发展行动方案(2024-2028年)》《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划(2023-2025年)》《湖北省突破性发展商业航天行动计划(2024-2028年)》等。此外,重庆、山东、江苏等也出台了商业航天支持政策。各地方结合地区资源禀赋、产业基础、科研条件,因地制宜采取不同发展方式发展商业航天:第一,利用原有产业基础,吸引“链主”企业入驻和资本集聚,打造产业生态圈;第二,依托自身区位优势,打造利于商业航天发展的营商环境,由此延伸发展航天产业;第三,加强央地合作或积极扶持商业航天主体,通过商业航天发展赋能政府治理水平现代化。
图 9 各地因地制宜发展商业航天(来源:国信证券经济研究院)
(三)产业链结构
商业航天的产业链包括卫星制造、火箭发射、地面站及终端设备、运营与应用服务等环节。
图 10 中国商业航天产业链布局(来源:艾媒咨询)
商业航天产业链上游为研发与制造,包括航天器设计、材料研究、制造技术等。新型轻质高强度材料、新型推进技术、新型能源系统等都在不断推动航天器性能的提升,这些技术创新是推动商业航天产业链上游发展的关键因素。
产业链中游为发射与运营领域。具体来看,发射服务是商业航天产业链的核心环节,主要提供商业卫星的发射服务。运载火箭是商业卫星发射的主要提供方,其结构包括箭体、动力装置、控制系统等;地面设备制造包括卫星测控设备和卫星终端技术设备,这些设备用于检测判断在轨运行卫星的各种仪器工作状态,保障卫星在轨道上安全运行,同时面向下游的导航、通信、遥感等众多应用场景提供基础设备。
产业链下游为是应用服务环节,包括卫星通信、导航定位、地球观测、太空科学研究等。例如,遥感卫星可以用于气象、环境、农业等领域的监测,通信卫星可以为全球提供通信服务,导航卫星则可以提供精确的导航和定位服务。
1.火箭产业链
火箭上游:零组件配套商,进行基础材料和元器件的生产,以及固体火箭的燃料装填与生产。从上游火箭箭体及发动机材料来看,火箭公司对零部件生产供应商环节的议价能力相对一般,制作材料则需考虑材料的采购类型。一般来说,航天器件的材料工艺级别分为工业级、军工级与宇航级三类,稳定性与材料费用依次递增。中游:火箭制造商及发射服务提供方,进行分系统研制,以及火箭总体的设计与总装。其中,动力系统中液体发动机的研制及有效使用将决定未来中游制造行业的定价权。下游:发射服务需求方,主要为卫星运营商和制造商。目前行业以承接有效载荷的订单为主要盈利模式,商业卫星订单和国家订单是商业火箭盈利的主要对象。未来随着不同企业的差异化战略,军贸订单、载人发射及空间站运输都会成为潜在的盈利点。
2.通信卫星产业链
卫星产业链包括卫星制造、卫星发射、卫星运营服务、地面设备制造、卫星通信用户五个部分。其中,卫星制造和发射服务处于产业链上游,为卫星应用提供空间基础设施。地面设备制造和卫星运营服务则处于产业链中下游,面向系统支持与终端应用。
图 11 通信卫星产业链(来源:方正证券研究所)
(四)主要企业布局与竞争态势
在中国发展商业航天的过程中,一方面通过发挥国有企业主力军的作用,在投入大、风险高、见效慢的深空探索和基础科学研究领域,由国家主导完成;另一方面,发挥民营企业作为生力军的价值,尤其是发挥民营企业自身灵活性优势,从国家战略和市场需求出发,将市场良性竞争、优胜劣汰与航天科技政策、技术、资金相结合,在实践中不断探索协同创新的路径和模式。
图 12 中国商业航天相关领域的主要参与者(来源:艾媒咨询)
虽然各大航天院所仍是我国航天发射产业的主力军,但是,随着众多体制内专家及技术人员进军商业航天市场,我国航天发射产业链各环节基本都孕育出具有代表性的民营企业。截至2024年9月,中国涉及商业航天相关业务的产业链企业数量超过20万家,其中上市企业225家、专精特新“小巨人”企业360家、高新技术企业6464万家。
中国商业航天企业数量多,但规模普遍较小,难以获得国家重大项目支持。统计显示,中国有8.5万家注册的航天企业,其中状态为存续、在业的仅有3.8万家。经过多年发展,中国商业航天已迈入发展的快车道,并在多个领域实现了“从0到1”的突破。在技术层面,多款商业火箭成功入轨,由商业公司研制的卫星取得多个国际和国内首次技术突破;在企业方面,以长光卫星、微纳星空、银河航天等为代表的卫星制造企业,以零壹空间、蓝箭航天、星际荣耀、星河动力等为代表的商业火箭企业,以华力创通、星网宇达等为代表的卫星地面设备企业,以中国卫通、鑫诺卫星等为代表的卫星通信企业,以中海达、北斗星通等为代表的卫星导航企业,以航宇微、中科星图等为代表的卫星遥感企业,逐渐成长为中国商业航天的重要力量。整体来说,相较于海外,中国商业航天作为新质生产力的重要方向已进入成长期,基本覆盖了各主要领域,总体产业规模和产业生态在全球处于前列,但要形成繁荣发展的局面还需要应用端持续发力。
图 13 中国商业火箭相关企业(来源:国信证券经济研究院)
中国卫星整机制造竞争格局中,作为商业航天行业的核心环节,其技术门槛高、资金投入大,决定了这一领域将继续由航天科技等军工央企领航。这些企业凭借深厚的科技积累和雄厚的资金实力,稳居行业第一梯队。紧随其后的是第二梯队的国有科研院所和东方红卫星股份有限公司,相比之下,民营企业起步较晚,技术积累和企业规模上与国家队存在显著差距,被列为第三梯队。
图 14 中国卫星制造及应用头部企业(来源:行行查)
中国商业航天行业关键技术与创新发展趋势03
中国商业航天行业近年来在多项关键技术领域取得了显著突破与创新,逐步构建起自主可控的技术体系。
图 15 中国商业航天技术成熟度曲线(来源:中信建投证券)
(一)一箭多星及可重复使用火箭技术
在运载火箭领域,一箭多星技术(即指一枚运载火箭同时或先后将多枚卫星送入预定轨道的技术)提高发射效率,降低成本。2024年12月12日,长征二号丁火箭组合远征三号上面级成功发射高速激光钻石星座试验系统的5颗卫星,标志着远征三号上面级首次执行1箭3轨发射任务的成功。其次,液氧甲烷发动机的研发成为重要里程碑。液氧甲烷作为一种新型推进剂,因其无毒、环保、高比冲和易于重复
使用等优势,逐渐成为商业航天领域的重要选择。液氧甲烷发动机其高比冲、低成本及无积碳特性为火箭重复使用奠定了基础。例如,蓝箭航天成功研制“天鹊-12”发动机,推动“朱雀二号”火箭成为全球首枚入轨的液氧甲烷火箭;星际荣耀开发的“焦点-2”发动机采用全流量分级燃烧循环,推力达到200吨,直接对标国际先进水平。与此同时,可重复使用火箭技术(即是指火箭在发射完成任务后,能够部分或全部回收并重复使用的技术)取得实质性进展,蓝箭航天研发的朱雀三号完成10公里级垂直起降返回飞行试验,为其将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出了关键一步。深蓝航天的“星云-1”火箭通过3D打印技术实现发动机快速制造,计划将单次发射成本降至8000美元/公斤,显著提升了商业航天的经济性。
图 16 一箭多星方案及火箭回收关键技术(来源:行行查)
(二)低成本箭体制造技术
通过采用先进的制造工艺和材料,如高强度不锈钢和复合材料,可以显著降低箭体的制造成本和周期。其中,高强度不锈钢凭借其优异的力学性能和良好的可加工性,成为替代传统昂贵合金材料的优选,有效降低了原材料成本。同时,复合材料的广泛应用,如碳纤维增强塑料,不仅减轻了箭体重量,提高了运载效率,还进一步缩短了生产周期。
(三)高通量卫星与低轨卫星优势
通信卫星领域,我国低轨卫星的建设相对滞后于高轨高通量卫星。高通量(GEO)卫星,作为卫星互联网的基石,凭借其显著增强的系统容量和卓越的通信速率,显著提升了广域大连接和多类型业务应用的承载能力、服务效率和终端支持能力。传天通一号卫星是我国成熟的GEO卫星星座,已被各行业广泛应用。低轨卫星因其轨道低,具备传输延时小、链路损耗低等多项优点,适用于多领域。与高轨相比,低轨卫星技术系统规模庞大,容量高,多星组网可实现全球覆盖,保证复杂地形通信不间断,同时具有传输时延短,带宽成本低的特点。
(四)常态化密集型星网组建
在星链(Starlink)不断技术突破的影响下,低轨卫星互联网已掀起基建狂潮,2023年我国研制发射商业卫星数量已达120颗,以每年发射150颗商业卫星保守估算,预计三年后国内地面站需求近200个、市场前景广阔,将为航天测控地面系统建设创造大量需求。我国2个大型低轨星座“GW星座”和“千帆星座”(G60星座)正式组网开启,并已申报另一万星星座“Honghu-3”。2024年8月、10月和12月,长征六号甲于太原卫星发射中心先后三次将千帆星座组网卫星送入预定轨道,目前千帆星座在轨卫星数量达到54颗。按照千帆星座部署计划,到2025年底预计完成648颗GEN1卫星发射任务,实现区域网络覆盖。国内另一个低轨宽带大型星座项目“星网”也于2024年12月16日发射了首批10颗组网卫星,随着国内两大卫星互联网星座相继启动组网发射,2025年起我国将逐步进入星座常态化、密集型的组网阶段。
(五)高密度卫星发射基础设施进一步完善
长期以来,国内的四大航天发射场,即酒泉、太原、西昌、文昌,其发射任务较为饱和,为商业航天发射预留的发射窗口相对有限,限制了商业航天发射能力。随着海南商业航天发射场的建成及首发填补了中国商业航天发射场的空白,海南文昌商业发射场启用4个民营工位后,年发射能力提升至50次,成本较传统发射场降低40%。在卫星运载端,快舟一号甲火箭通过模块化设计实现72小时快速响应发射;长征十一号海上发射任务周期缩短至7天,展现了灵活的任务执行能力;宁波东方航天港构建的“火箭总装-发射-回收”一体化基地,为可重复火箭提供了全生命周期支持。一旦未来我国商业航天发射场形成多点开花的局面,将为我国后续航天发射数量的快速增长提供基本保障,打破航天发射的上限。
(六)新材料及AI应用助力推动技术迭代及应用创新
在载荷创新上,珠海一号卫星融合可见光、高光谱与红外载荷,实现全天候环境监测;行云工程卫星搭载激光通信终端,完成星地5G直连测试,为全球物联网覆盖提供了新方案。在成本控制方面,深蓝航天采用3D打印技术生产的“雷霆-5”发动机,零件数量减少90%,成本降低60%;航天科工集团研发的碳纤维复合材料箭体使火箭减重25%,蓝箭航天“朱雀三号”的耐高温涂层可承受3000℃再入热流,重复使用次数提升至15次。在数字化领域,AI技术已深度融入航天应用,天仪研究院的AI卫星能实时识别自然灾害,长光卫星的农情监测系统覆盖超1亿亩农田;区块链技术则通过中科星图平台实现遥感数据确权,银河航天开展的星地量子通信试验为数据安全提供了新范式。
图 17 商业航天关键技术演进趋势(来源:山西证券研究所)
中国商业航天行业发展面临的挑战04
(一)航天活动频次及运力不足
我国航天活动增长迅速,但在航天活动频次、发射入轨质量方面较美国仍存在较大差距,发展空间广阔。以2023年为例,我国航天发射次数、发射入轨质量分别为美国的57.76%、9.91%。
图 18 2023年全球主要国家航天发射情况(来源:中信建投证券研究所)
目前随着小卫星技术在商业空间领域的发展,通信、导航和遥感领域的星座进入大规模应用阶段,其中作为“新基建”的重点领域,以“千帆星座”和“星网工程”为代表的低轨卫星互联网成为当前及未来航天发射市场的主要需求者。以卫星规模12000颗、单星质量200kg、轨道高度700km、组网周期7年的巨型星座为例,平均每年对火箭运力的需求将达到 343t(700km轨道高度),2023年我国发射航天器总质量为151吨,面对未来两个巨型星座的部署需求,运力缺口较大,考虑到占频保轨的紧迫性,提升火箭运力势在必行。目前SpaceX的猎鹰九号火箭的近地轨道运力达到228吨,重型猎鹰火箭运力则达到了63.8吨,而我国目前除了长征五号(近地轨道运力为25吨)、长征十二号(近地轨道运力不小于12 吨)、长征八号甲以及长征六号甲(近地轨道运力不小于8吨)以外,其余在役型号的运载能力尚显薄弱。
除了火箭运力不足的制约外,发射工位和窗口稀缺也是目前限制国内商业航天发展的主要因素。2024年11月30日,长征十二号从海南商业航天发射场成功发射,其建成和首发填补了中国商业航天发射场的空白,宣告了海南商发正式实现商业化运营。随着其今年2月二期建设开工,建设3号、4号两个液体火箭发射工位,可实现“月月有发射”的高密度发射能力,进一步提升我国民商运载火箭发射能力,满足低轨卫星组网需求。
(二)同质化竞争严重
随着市场化改革的不断深化,卫星制造与卫星应用领域正面临着前所未有的竞争压力。在这一背景下,企业盈利的不确定性显著增加,市场格局日益复杂多变。众多企业纷纷涌入某些特定应用领域,或在产业链的某些关键环节上 “扎堆”,试图抢占市场份额。然而,这种集中布局往往导致了低水平的重复建设和同质化竞争。在火箭发射领域,部分企业的总体方案和运载能力高度相似,缺乏明显的差异化优势。在遥感卫星领域,载荷配置的雷同现象也屡见不鲜,使得市场竞争更加白热化。这种同质化竞争不仅浪费了资源,还限制了市场的多元化发展。因此,企业亟需加强技术创新,探索新的应用领域和商业模式,以差异化竞争策略,实现可持续发展。
(三)盈利难题待解决
许多商业航天企业面临高昂的研发投入和低收入困境,尚未形成有效的商业闭环和可持续的经济回报,亟需探索创新路径。以长光卫星为例,自2015年成立以来至今未能盈利,这无疑是整个行业盈利难题的缩影,反映了整个行业在盈利方面的挑战。SpaceX虽然是全球首家实现商业闭环的商业航天公司,但它经历了长达20年的探索和积累,直至23年11月其太空互联网服务星链才实现收支平衡。而在其背后,不少企业都已因为长期亏损陷入绝境,乃至于关门停业。商业航天,归根结底是一门追求盈利的生意,如何形成有效的商业闭环,实现可持续的经济回报,已成为决定企业能否在这一领域长远发展的核心要素。
(四)高成本制约发展
高成本是制约中国商业航天发展的主要障碍之一,成为行业亟待解决的主要难题。在火箭发射成本方面,火箭回收带来巨大成本优势。目前,全球航天平均发射成本在1-2万美元/KG,中国商业火箭发射成本在1.4万美元/KG以下,然而,这远高于SpaceX猎鹰9号火箭仅约2600美元/KG的发射成本。中国可回收火箭面临的技术挑战包括材料应用、深度变推力技术和气动优化。根据泰伯智库预测,与SpaceX相比,中国商业可重复火箭研发进展与猎鹰9同步,但实现垂直回收可能需至2027年左右,形成成熟回收复用能力预计还需5年。在卫星制造成本方面,国内外差距依旧明显。从国外情况来看,星链单颗卫星制造成本或已经从第一代的200万美元降至第三代的25万美元,这主要受益于星链高比例的自研零部件,包括卫星间激光通信设备、霍尔推进器等。中国低轨通信卫星的制造成本已经显著降低,平均造价约在3,000万元左右,而部分创新公司的单颗卫星制造成本已经降至千万量级。
总结05
商业航天发展至今,已渗透到发射、卫星制造、太空态势感知、太空信息支援、深空探测等众多领域。欧洲咨询公司2022年发布的《太空探索前景》报告中称,预计到2031年,50%的太空探索任务将由商业航天企业执行。由此可见,商业航天是未来太空探索和资源开发的重要组成部分。中国商业航天虽蓬勃发展,但行业仍面临技术、成本、盈利和同质化竞争、高端芯片依赖进口、国际频谱资源竞争等挑战。实现“中国星链”制造、商业化测试发射,以及卫星数据应用服务的商业航天全产业链闭环成为可能。为大规模民用和商业化“太空新基建”提供了保障。未来,超低成本发射、星座自主运行与深空探测商业化将成为竞争焦点,中国商业航天正从规模扩张向生态构建与质量升级加速转型。
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来源:常州投资集团博士后创新实践基地/龙城产业技术研究院
编辑:康狄 陈希
审核:文小明 蒋雅君 |