对中国商业航天发展趋势及投资机会的思考 ——前序篇

时间:2019-10-21

从本篇开始,我们将系统性分享一些对商业航天发展的理解和思考,在可见未来几年商业航天在中国会加速崛起,我们看到其中充满机遇和挑战,在这个不断学习和丰富自身认知过程中,我们欢迎同投资人、创业公司以及行业相关从业者多交流,共同见证中国商业航天的快速发展。


今年7月份,SpaceX对其未来星际飞船原型StarHopper进行了首次自由悬浮测试,按照计划该飞船将成为SpaceX最终前往月球和火星旅行的首选航天器。这次试验是SpaceX宏伟太空探索计划中又一重要突破,至此美国商业航天在SpaceX带动下呈现出可见的飞速发展。


而对于中国市场,我们重新审视航天产业的发展和未来趋势,尤其是商业航天发展带来的整体产业变化,在可预计未来这个行业或将极具吸引力和投资机会。从本篇开始,我们将系统性分享一些对商业航天发展的理解和思考,也欢迎同投资人、创业公司以及行业相关从业者多交流,共同见证中国商业航天的快速发展。 本篇文章作为我们系列文章前序篇,将重点思考以下几个重要问题:
  • 为什么要关注这个行业的发展并考虑投资商业航天?

  • 商业航天行业变革的核心逻辑应该是什么?

  • 商业航天产业链分布和构成情况?
  • 行业目前面临哪些主要挑战和问题?
为什么要关注这个行业的发展并考虑投资商业航天?

这个问题背后核心其实是行业驱动要素问题,驱动力足够大可以带动行业发展自然将带来持续多的投资机会,因此以下几个因素是我们认为关键行业驱动力:


1) 政策明朗,行业启动关键信号

从各行业发展来看,政策因素大多扮演着锦上添花的促进作用,但对于商业航天而言,政策束缚放开释放的是行业启动的关键信号。作为相对强管控行业,没有国家层面政策支持,曾经封闭行业很难转向开放自由的商业方向发展。


被业内普遍视作行业启动关键信号的政策来自2014年11月国务院颁布的《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》(“60号文”),这是国家政策第一次清晰表述鼓励民营资本参与商业航天投资建设,以此为启点,之后一系列在军民融合、国家驱动战略纲要、新兴产业重大工程包以及中国制造2025等国家级政策方面均给予行业发展大力鼓励和支持。这也是国内很多商业航天创业企业在2015年后如雨后春笋般相继成立的重要因素。


从政策角度看,不仅在中国,在商业航天快速发展的美国,政府政策也是推动行业发展的重要因素。



从美国政府政策上也可以看到,政府机构不仅在政策层面支持商业航天发展,而且在政府采购上也全力向商业航天产品和服务倾斜。这也是像SpaceX等创业公司可以从包括NASA在内政府部门获得大量技术支持和商业订单的部分原因。

而从更深层次政策开放角度看,曾经更多作为国家级任务的航天产业为什么会考虑向民营资本和商业市场开放呢?这背后自然延伸出另外两个重要行业驱动因素:竞争推动和行业变革。

2)国家级竞争,保频占轨意义重大全球航天产业发展从美苏争霸时冷战开始,时至今日都一直是国家级别的竞争,而对于中国来讲,在美国商业航天快速发展的今天,国家层面竞争压力尤其巨大。


注:*多国联合发射以及欧空局发射卫星

根据UCS(Union of Concerned Scientists)的统计,目前拥有在轨运行卫星的国家中,美国拥有超过900颗卫星,几乎和其余各国在轨卫星数量总和相当,中国相比美国在数量上仍然有非常大距离。



而从近几年卫星发射数量看,中国正在加速追赶,但美国由于商业航天快速发展,卫星发射数量呈现更快爆发式增长。美国立方星创业公司Planet Labs在2017年发射了140颗其鸽群遥感星座卫星,其中最多一次实现一箭88星的发射,2018年则再次进行了146颗卫星的发射。SpaceX的Starlink宽带互联网卫星星座计划在2019年首次发射,实现一箭60星的入轨,意味着大规模组网的启动,按照计划星座组网成功卫星数量接近1.2万颗(最新消息可能要再增加3万颗部署)。从中美两国企业卫星星座组网的规划来看,美国企业已经开始启动大规模组网,而中国还处于试验探索阶段。尽管中国在加速追赶,但是以国家任务饱负荷运行仍很难和美国卫星发射相比较,因此鼓励中国商业航天发展实际上是追赶美国的一种有效方式。


注:中美两国各企业卫星星座规划整理


从另一个角度看,之所以要加快商业航天发展,很大原因来源于航天空间资源的稀缺性,尤其是对于频率和轨道资源来讲,按照国际惯例实行先到先得原则,行动慢意味着优质频率和轨道资源将被其他国家占有,国家层面来讲会丧失先天竞争优势。因此无论国家的航天产业还是民营的商业航天,都需要加快推进行业发展,竞争压力成为重要行业驱动要素。


3)行业痛点明确,老行业需要新变革想实现行业快速发展,仍采用旧有行业发展速度和模式显然很难满足需求。包括美国在内曾经国家级航天任务都是不计代价高成本、极高可靠性、长周期研制和验证、定制化产品和服务的运行方式,但商业航天发展需要新的变革,作为曾经相对封闭产业,需要更加开放、灵活、快速的机制来适应行业新变化。美国阿波罗登月计划在1972年成功,但该计划耗资超过250亿美元(相当于如今超过2000亿美元),用了10年时间。中国体制内单枚中大型火箭的研制投入需要以十亿级计算,微小卫星单颗也需要以亿级投入计算。通过对传统航天运行模式的变革,在低成本、快速迭代和沉淀技术、通用化、可批产等角度实现符合商业化的运行方式。
这方面我们已经看到SpaceX、Blue Origin、Rocket Lab、Planet Labs等美国商业航天企业取得了巨大的突破,SpaceX已经将卫星发射成本降低到1.5万美金/kg以下水平,PlanetLabs将立方星制造成本降低到5万美金/颗量级,并且都实现了可持续性量产级的稳定发射和制造。中国在商业航天正处于启动阶段,我们看到行业各方面创业公司在各自领域都在朝着商业航天快速发展共同努力,不断在变革旧有航天产业大方向上取得突破。

4)长远发展,行业进步带动丰富下游应用最后从最终需求角度来看,能推动行业进步必将来源于下游客户源源不断需求。短期内我们看到由于国家政策支持以及竞争带动的短期促进因素,大多需求还来源于政府、军队等传统下游客户,未来随着技术进步和行业发展,很多以前未能成行的商业需求将越来越丰富。



根据美国卫星工业协会的统计,最传统的卫星应用还是卫星电视服务,但是2018年在商业航天快速发展带动下,卫星制造和火箭发射保持较快增长,其中下游应用主要增长点来源于遥感和通信。
我们从更加具象角度来看这种变化,下表列举了中国三大运营商在2014-2018年5年间在移动网络的资本开支情况,中国从2013年开始大量铺设4G网络设备,资本开支快速增长,到2018年相对稳定,4G建设基本完成。5年间累计资本开支达到8900亿人民币。SpaceX目前的宽带互联网卫星组网计划假设单颗卫星5百万美元,按照覆盖全球规划需要发射接近1.2万颗卫星,累计投入折合人民币为4200亿。

以上对比结论已经显而易见,低成本的卫星制造和组网方案带来覆盖全球互联网网络的资本投入有可能比我们现有移动网络(仅覆盖中国)铺设方案具有更高的性价比。因此将成本降低到可以商业化水平,很多下游应用会逐渐显现,甚至在某些方面对现有服务具有替代效应。遥感服务变化同样如此,未来遥感图片和影像成本降低到一定水平,现有政府、金融、农业、交通等B端客户可能大量增加,甚至延伸到C端客户,实现类似目前导航应用在消费者端的使用。



注:运营商年报;SpaceX卫星成本为假设估算;美元人民币汇率假设1:7

除此之外,未来可供参考的众多下游应用还包括太空资源探索(太空矿藏)、空间实验、太空运输,甚至像SpaceX提出的更加宏伟太空旅游和火星移民等服务,这些应用可能还相对遥远,但相信随着技术不断成熟以及航天产业商业化发展的推进,未来这些都有可能成为现实。 


商业航天行业变革的核心逻辑应该是什么?

以上对于行业驱动分析其实已经一定程度上说出了我们对于商业航天行业变革核心逻辑的阐述。



从这张图上可以更清晰看出,商业航天对于传统航天变革带来的核心变化,成本降低带来产业价值的增加成本降低我们可以从两个层面来看这个变化过程:

1)第一层面成本降低来自于挤压掉传统体制内高成本。这部分成本由于体制原因带来,庞大低效的体系、各部分简单叠加式的设计逻辑、定制化非批产部组件生产等,这部分成本是大多民营商业公司可以解决的,这层面同时解决的也是商业公司要把产品做出来;
2)第二层面源于技术进步带来的成本降低。通过技术和软硬件创新将传统方案进行改进和优化,采用更多工业级部组件、提升自身核心零配件自产率等,这方面最终实现的成本降低会形成企业核心竞争力,这层面解决的是要把产品做得更优、更好,具有更高性价比。
总体来讲,商业航天变革在很多时候类似于曾经军用产品向民用的转换,成本更低、相对可靠性满足民用级市场更大的需求。

 

商业航天产业链分布和构成情况?

商业航天整个产业链的构成和体制内并无显著差异,一般火箭和卫星是相对独立的两个细分方向,整个产业链围绕这两个子行业分别向上下游延伸。



或许是受到美国商业航天发展所影响,从商业航天各创业公司来看,最早创业的一批企业大多是火箭公司(参考了SpaceX发展),而后逐渐发展到卫星以及产业链上下游企业。
从发展顺序上看,大多也认为在进入太空能力上实现更低发射成本,才能支撑起后续大量卫星发射需求,进而延伸拉动上下游大量零配件供应商和卫星星座运营商。但从整个行业发展角度看,各子行业应该是共同持续进步的过程,在一个行业快速进步过程中一定是各行业参与者共同努力来促进行业发展,而并非简单依赖或等待单一环节的突破。 

行业目前面临哪些主要挑战和问题?

最后,我们也看到整个行业面临一些问题,这些问题会是商业航天发展过程中必须要跨过去障碍,问题的解决也将意味着商业航天进入下一个快速发展阶段。
1)成熟的产业商业闭环未完全形成目前看行业最大的问题来自于整个产业商业闭环还没有完全成熟,从商业角度讲,各环节产品和服务都需要有人买单,而传导到最终需求方则需要得到认可并愿意为此付费,进而整个产业商业闭环形成,否则产业发展仍存在断点,不能实现良性发展。
比如从单颗卫星价值角度考虑,卫星制造、发射成本支出还不能带来超过这些支出的有效收益(考虑卫星整个生命周期收益),因此单颗卫星经济模型可能还不成立。但作为投资人我们谨慎乐观的是,此中两个重要因素也在动态变化,问题可被解决。一方面随着商业航天发展,整体行业成本在快速下降,因此前期投入在降低;另一方面,商业航天(尤其是卫星)也具有明显网络效应,数量增加带来的成本增加和其带来的价值增加不是线性关系,网络效应带来价值增加比成本投入要更快。因此两种影响因素的此消彼长,我们谨慎乐观看待未来产业商业闭环将逐渐形成。
2)行业监管和政策环境仍然相对封闭除了行业自身问题之外,在外部环境上,行业监管和环境仍然是相对封闭的,一些产业配套、审批等都还在传统产业内,匹配商业航天发展需要一定时间适应和配合,我们也相信未来这方面随着行业进步会越来越好,不会成为制约行业发展的主要因素。 最后,作为投资人,也希望发挥我们的投资支持作用,一起会同创业者、投资人、政府部门以及行业内相关方,共同推动中国商业航天的不断进步和发展。