中国科学院院士褚君浩：发展低空经济“技术应用两手抓两手都要硬”
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智能化有六大技术态势：一是智能化的分布式能源系统、能源互联网；二是智能化的复杂体系、人工智能、智慧城市；三是智能化的制造技术、先进材料；四是智能化诊断、修复技术、智慧健康；五是智能化的空间技术；六是脑机接口。其中，低空经济属于“智能化的空间技术”。低空经济涵盖了未来能源、未来制造、未来材料、未来信息，甚至包括未来健康。因此，低空经济是一个有牵引性的重大研究方向，对新能源、新材料、新技术的推动作用显著。
◎记者 孙小程 李兴彩
在基础、关键的红外物理学领域，他的名字如雷贯耳——其于20世纪80年代提出的CXT公式和吸收系数公式，成为碲镉汞材料与器件设计的重要依据，至今仍是国际上判断红外探测器新材料、新结构的通用公式。他就是中国科学院院士、中国科学院上海技术物理研究所研究员褚君浩。
半生投身红外，今却转往低空。在尚处起步阶段的低空经济领域，褚君浩为产业鼓与呼：低空经济不容小觑，是一个具有牵引性的重大战略机遇，在产业自身成长的同时，还将带动包括红外探测器及新材料在内的新能源、新材料等领域加速发展。
“发展低空经济，应是技术与应用‘两手都要硬，两手都要抓’。在发展能源、控制和载荷等核心技术的基础上，应该把重心放在产业上，以具有针对性、有意义的应用场景为突破口。”在近日由上海证券报联合权威机构、顶级专家资源主办的“上证·院士说”现场，褚君浩围绕智能时代背景下如何发展低空经济的话题作了分享。
发展低空经济正当时
“从地面到3000米高度的空域，由这一空域催生的新业态和应用场景，都属于低空经济。”褚君浩首先对低空经济的概念进行了厘清和界定。在他看来，低空经济的核心在于无人机技术，而无人机的应用范围较为广泛，包括观测、运输、发射（如农业喷洒农药）、通信、操作（如清洁太阳能电池板和高楼大厦外墙）、救火以及艺术表演等多个领域。
身为著名红外物理学家、半导体物理和器件专家，褚君浩为何钻研起了低空经济？
“低空经济作为一项战略性新兴产业，将在自身形成万亿级产业规模的同时，向上带动前沿、关键技术发展，向下带动包括智慧城市、智慧能源等在内的智慧化产业发展，形成新质生产力。”褚君浩说。
褚君浩表示，目前其主要研究领域依旧是半导体物理和器件，低空经济领域激活了半导体物理和器件新的应用场景。例如，过去红外探测器主要应用于卫星，进行高空检测、绘制气象报告等。现在，红外系统也可以放在无人机上，观测地面、森林、海域。用不同波段的红外探测器，可以在地面、低空观测，获取更多信息。
低空经济正在发展壮大。2024年低空经济首次被写入政府工作报告，党的二十届三中全会《决定》中专门提到发展低空经济，这充分显示出这个产业的巨大发展潜力和未来市场前景。
“从工业化革命的演进来看，低空经济已然是一个不能忽视的时代命题。”在褚君浩看来，前三次工业化革命的主题词分别是机械化、电气化、信息化，即将到来的第四次工业革命，总趋势就是智能化，其特点在于把智慧融入物理的实体系统，即“智慧融物”。
具体来看，智能化有六大技术态势：一是智能化的分布式能源系统、能源互联网；二是智能化的复杂体系、人工智能、智慧城市；三是智能化的制造技术、先进材料；四是智能化诊断、修复技术、智慧健康；五是智能化的空间技术；六是脑机接口。
其中，低空经济属于“智能化的空间技术”。褚君浩说：“低空经济涵盖了未来能源、未来制造、未来材料、未来信息，甚至包括未来健康。因此，低空经济是一个有牵引性的重大研究方向，对新能源、新材料、新技术的推动作用显著！”
能源选择多线并进
近日，“飞行汽车第一股”亿航智能宣布，适用于亿航EH216-S的高能量固态电池取得重大技术突破，搭载固态电池的eVTOL（电动垂直起降飞行器）成功不间断飞行了近50分钟，续航时间提升了60%至90%。这是全球范围内eVTOL首次完成固态电池飞行测试。
低空经济的核心在于低空飞行物，其关键技术包括能源、控制和载荷等。就能源而言，业内人士认为，低空飞行物需要高能量密度的电池以支持其飞行需求，固态/半固态电池和聚合物电池是较为适合的选择。同时，氢燃料电池也是一个有潜力的选项，但其目前仍处于商业化的早期阶段。
如何选择电池路线？褚君浩认为：“新能源技术是推动低空飞行物技术发展的关键因素。飞行物要有能源，用油还是用锂电池、氢燃料电池、太阳能电池，这要根据应用场景和能源的特征而定。”
原因是，能源的选择可以直接影响飞行物的性能。例如，氢燃料电池具有高功率密度和能量密度，这使其在提供足够动力的同时，还能保持无人机的轻量化。褚君浩介绍，载重10公斤氢燃料电池的无人机，可以进行地理测绘、林业安防、风电检测、海域巡查；载重30公斤氢燃料电池的无人机，可以清洗墙壁、清洗太阳能电池板、应急救援等。
此外，钙钛矿电池作为一种新型太阳能电池，凭借高转化效率、加工工艺简单、轻质量等特点，在低空经济领域拥有巨大的应用潜力。不过，褚君浩表示，当前钙钛矿电池仍然存在稳定性问题，目前有多种提升其稳定性的办法，但最终哪一种技术路线会成功，还没有定论。
动力电池行业龙头宁德时代也切入了低空经济赛道，抢先布局eVTOL电池。
2024年8月，宁德时代与峰飞航空签署战略投资与合作协议，宁德时代独家投资数亿美元，成为峰飞航空的战略投资者。峰飞航空成立于2017年，是中国最早投入eVTOL赛道的科技企业之一。双方将结合各自的资源与技术优势，重点提升eVTOL电池的能量密度和性能表现，支持eVTOL实现更长的飞行距离和更高的载重量。
上市公司如何“分蛋糕”
低空经济蓬勃发展，A股上市公司加快布局步伐。
今年以来，通过并购、投资等方式，多家上市公司掀起了一股竞逐低空经济的热潮。例如，2024年7月，纵横通信收购航电飞控企业狮尾智能，切入低空经济赛道。纵横通信此前主要为三大电信运营商以及铁塔公司提供5G新基建等相关服务，在5G-A通感一体技术助力低空经济发展的背景下，二者将能产生一定的业务协同。
“技术与应用两手抓，两手都要硬。”褚君浩认为，当前低空经济的发展重点是掌握核心技术，并在此基础上找到有针对性、有意义的应用场景。发展低空经济不能在没有应用场景、核心技术的情况下盲目“跟风”。
褚君浩表示，上市公司拥有资金优势，可以根据低空经济应用场景，结合自身业务基础发展特定技术。“比如，制造飞机的大型国企，可以研究低空飞行物；做太阳能电站维护与检测的企业，可以考虑用无人机拓展太阳能电站清洗业务。拓展的业务应与低空经济有机融合，既对原有业务进行延展，又在主业上拓展新的增长点。”
谈及如何进一步促进低空经济发展，褚君浩认为，要把重心放在产业应用上，打造以应用为牵引的产学研联盟。“以前我们说产学研相结合，是把科研放在前面，发展低空经济则是以应用为牵引。低空经济的产学研联盟一定要以应用端企业为主导，攻克技术难关，拓展应用场景，并在政策规则制定、产业链组织与引导等方面发挥主要功能。”
褚君浩还建议，建立一个高效灵活、适用于低空经济发展的空域管制体系。未来的城市生活将更加智慧、立体，城市中不仅会有地面的汽车，还有低空中的飞行物，共同承担智慧交通管理、救援、货运等功能。因此，类似于地面交通体系，低空领域也需要建立起配套的空域管制和交通运行规则。
