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2018年中国植保无人机保有量、作业面积增长迅速 行业产业化进程分析[图]

2019年05月07日 13:47:50字号:T|T

    植保无人机是指用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人机由飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控实现喷洒作业,可喷洒药剂、种子、粉剂等。

    与传统植保作业相比,无人机植保作业具有精准、高效、环保、智能化、操作简单等特点,此外,由于植保无人机体积小,重量轻,运输方便,飞行操控灵活,对于不同的地块、作物均具有良好的适用性,因此近年来受到大众的广泛关注。

    一、植保无人机分类

    (1)按动力可分为油动无人机(发动机作为动力装置)、电动无人机(电机作为动力装置);
油动单机价格贵,燃料成本便宜,操作复杂,日本普及率极高;电动单机价格便宜,燃料成本贵,操作简易,在国内可能有优势。

植保无人机按机型结构划分及作业特点

-
燃油动力无人机
电动动力无人机
载荷情况
载荷大,15-120L
载荷小,5-15L
作业时间
航时长、单次作业时间15-30分钟,单架次作业范围15-30亩
航时短、单架次作业时间一般7-15分钟,作业面积5-10亩/架次
价格
售价高,大功率植保无人机一般售价在30-100万(国产载荷15L单价25万)
售价相对较低,单价5-10万,航模基础普及化程度高
动力更换
燃料易于获得,采用汽油混合物做燃料
采用锂电作为动力电源,单架次使用2-4组电池,一次配备5套以上电池;500次充放电后更换电池组(成本0.5-1.5万)
动力装置
发动机磨损大,飞行500小时左右需更换发动机,进口发动机5000元/台。
电机寿命可达上万小时
操作及维护
实际飞行中,操控相对麻烦,飞行前的检验程序很多,整体维护较难,故障率高于电机,培训期45天。
易于操作和维护,一般7-15天就可操作自如

资料来源:公开资料整理

    (2)按机型结构可分为固定翼无人机、单旋翼无人机、多旋翼无人机。

    固定翼飞机主要应用于农田信息采集和农田遥感,具有载量大,飞行速度快,作业效率高等特点。作业时一般采用超低空飞行,距离作物冠层5~7m,对于作业区域的地形要求高,一般在开阔的农场里应用较广。

    单旋翼植保无人机有双桨、三桨2种型号。其优点是旋翼大,抗风能力强,飞行稳定,雾化效果好,下旋气流大,穿透力强,农药可以打到农作物的根茎部位,缺点是造价较高,操控难度比较大,对飞手素质要求较高。

    多旋翼植保无人机有四旋翼、六旋翼、八旋翼、六轴十二旋翼、八轴十六旋翼等机型。其优点是造价相对较低、简单易学、短时间即可上手作业。缺点是抗风性能较低,连续作业能力较差,效率不高。

    单旋翼和多旋翼无人机的体积、载重均相对较小,操纵灵活,适宜于在较为分散的农田区块内进行作业,在我国广大农村植保作业中有较强的实用性。

植保无人机按机型结构划分及作业特点

固定翼无人机
单旋翼无人机
多旋翼无人机
载量大,飞行速度快,作业效率高
旋翼大,抗风能力强,飞行稳定,雾化效果好,下旋气流大,穿透力强
造价相对较低,简单易学
作业区域的地形要求高,一般在开阔的农场里应用较广
造价较高,操控难度比较大
抗风性能较低,连续作业能力较差,效率不高
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体积、载重均相对较小,操纵灵活,适宜于在较为分散的农田区块内进行作业
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资料来源:智研咨询整理

    二、植保无人机行业发展动因

    我国人口老龄化进程加快,带来一系列劳动力市场效应:劳动力价格持续上涨、劳动参与率持续下降和劳动生产率面临负面冲击,给我国农业带来巨大的冲击。农业植保无人机作为科技与农业的完美结合体,具有人力不可比拟的优势,主要体现在作业效率、作业成本、作业效果、安全环保等方面。

人工植保与无人机植保对比(以水稻为例)

-
人工植保
无人机植保
作业效率(亩/天)
10-15
300-400
作业价格(元/亩)
15
6-10
作业效果
对作业人员有身体伤害
节省农药50%;节省用水90%
作业特性
易入性差;破坏农作物
易入性强,作业无痕迹,提高授粉率

资料来源:智研咨询整理

    目前,美国农业植保无人机作业渗透率超过50%;而日本,60%水稻田采用无人机植保作业。从人口老龄化程度和工业化率两方面分析,中国农业植保无人机发展可参考日本植保无人机发展史。

    目前中国的人口老龄化程度与日本1986年左右类似,老龄化增速也十分接近。为缓解人口老龄化带来的社会和经济压力,日本出台相应政策鼓励农业航空植保,1987年日本植保无人机首次作业。与之对应,近两年国内也出台一些农业扶持政策,大力扶持农业航空植保。因此,从人口老龄化程度角度对比,中国植保无人机正值快速发展期。

    三、植保无人机保有量及作业面积

    据统计,2018年,我国植保无人机保有量达到3.15万架,作业面积达2.67亿亩次。历经10年探索,飞防植保让我国农药施用产业进入了一个全新的时期。

2014-2018年我国植保无人机保有量及作业面积统计

资料来源:智研咨询整理

    不过,面对国内近18亿亩的耕地植保市场,飞防植保占比仍不足5%,大量未采用飞防的耕地,要么因为地块复杂分散,植保飞防行业发展如攀登险峰艰难前进。“高投入、慢产出”的现状更是考验着众多厂家的信心与耐心,市场拓展已经进入“啃硬骨头”的阶段。

    四、市场竞争格局

    整体看,在内地20hm2以上的大户,以及新疆和东北66.7hm2以上的大户对植保无人机接受度最高。至2018年底,据不完全统计,全国植保无人机保有量超过3.1万架,作业面积达到2.67亿亩。目前,在主流的电动多旋翼植保无人机市场,已经形成以大疆、极飞占据多数市场,汉和、全丰位居第二阵营,其他企业分食剩余市场的格局。2017年整个飞防市场是跑马圈地阶段,2018年正式步入降价竞争阶段,价格已经成为各企业争夺的焦点。比较显著的是在2018年4月北京举办的“世界精准农业航空大会”上湖北龙翼机器人有限公司推出了6kg机型,采用铝合金机身,简化操控系统,成功将价格压缩在1万元之内,而价格的降低,则意味着普通农户市场将会进一步被打开。

    五、产业化进程分析

    随着我国农业生产现代化的发展,农业对植保无人机的需求量逐年增加。需积极采取有效措施应对发展难题,从政策扶持、体制建设、技术保障、人员保障及安全监管等多方面共同入手,提高无人机植保作业效率,实现农作物病虫害的统防统治,加快我国农业航空植保无人机的发展步伐。
相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国植保无人机市场专项调查及发展趋势分析报告

    1、产学研合作模式有待推广

    企业和科研院校发挥各自优势进行产学研合作,研发适用的先进植保无人机及其配套技术,推动科研院校的成果转化,加快推进植保无人机的可持续发展。发挥国内高校、科研单位、企业以及相关农业航空联盟与学会的作用,普及农业航空知识,培养航空植保人才。将目前企业进行的植保无人机操控手的培训纳入农机培训的范畴,对无人机操控手进行无人机管理法规以及植保知识培训,提高行业整体水平。近年来,华南农业大学国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心与安阳全丰、广州极飞、北大荒通用、山东瑞达、深圳高科新农、新疆天山羽人航空植保科技有限公司等多家企业签订了产学研合作协议,开展了包括技术开发、联合施药试验等实质性合作,并联合国内十几个省(自治区)进行了有人机、无人机航空遥感与施药、北斗卫星导航等合作试验与技术研发,目前已初见成效,是产学研合作的成功范例。

    2、精准喷施作业未来可期

    精准喷施作业是确保植保无人机有效防治病虫的前提。通过多传感器、多光谱辅助、多时甚至多分辨率遥感数据融合,利用GIS 技术创建精确的植保作业处方图,依据处方图预设作业路线,通过植保无人机的智能飞行控制,进行无人机的远程控制或自主飞行。植保无人机自主飞行时,通过传感器、GPS 导航、遥感和超声波测距等技术,在线感知环境形势,根据实时采集到的环境信息进行建模分析和辅助决策,及时调整飞行路线和施药设备参数,进行避障飞行和精准施药,减少雾滴飘移,提高无人机作业效率。目前,大部分植保无人机智能飞行控制的研究是在相对确定的环境下进行,更长远的目标是要实现在快速变化的不确定环境下,增强植保无人机对地形的适应能力,提高植保施药和飞行控制精度,实现真正意义上的植保无人机精准喷施作业。

    3、“互联网+农业”促进服务增值

    采用新一代信息技术,建立“互联网+”精准农业航空服务综合服务平台,为农业航空植保作业服务商和终端农户提供沟通和服务的桥梁,便于政府和有关部门对植保无人机实施跟踪和监管。通过平台可对植保服务、作业效果和植保无人机检测进行管理,对作业人员、植保无人机及其他物资进行统一调配,利用大数据技术为广大农户提供多种无人机植保增值服务。随着植保无人机产业化的推进,技术、人员和配套设施保障的加强,植保无人机的应用将向多元化、精准化和智能化发展。

    植保无人机的应用技术将为我国现代农业发展带来巨变,特别是在发展植保无人机技术的同时,国家通过制定相应的扶持政策,完善标准与补贴制度,引导常规药剂的飞防登记管理,鼓励农化企业研发飞防专用药剂,进一步完善植保无人机技术维护保障机制。植保无人机必将步入快速发展阶段,为现代农业发展和乡村振兴战略的实施发挥重要支撑作用。 

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