植保無人機,顧名思義,即應用于農(nóng)林植物保護的無人駕駛飛機,可以進行噴灑農(nóng)藥、種子、 粉劑等,具有效率高、環(huán)保、植保效果顯著、智能化等特點。主要由飛行平臺、飛控系統(tǒng)、 噴灑系統(tǒng)三部分組成,可以通過地面遙控或 GPS 飛控,操作簡單靈活。按動力類型可以分為油動無人機和電動無人機。油動無人機機構(gòu)占比約 3%,主要是由 于操作難度大,價格昂貴,研發(fā)難度大。
目前國內(nèi)植保無人機電動、油動占比
電動植保無人機與油動植保無人機對比
但隨著土地流轉(zhuǎn)的推進,土地集約化經(jīng)營成為趨勢,油動無人機植保的載荷大和續(xù)航時間長 的性能優(yōu)勢會凸顯出來,再加上飛控系統(tǒng)的改進,傻瓜式操作的到來,油動無人機的未來空 間很大。
無人機植保和人工植保費用比較
2015 年全國植保無人機保有量達 2324 架(31 個省統(tǒng)計),總作業(yè)面積達 1152.8 萬畝次, 較之 2014 年的 695 架、426 萬畝,同比增長分別是 234%、170.6%。但是,目前國內(nèi)農(nóng)業(yè) 植保仍以人工加手動、電動噴霧機這樣的半機械化裝備為主,占比超過 90%,航空植保比 例小于 2%。按 2015 年植保無人機總作業(yè)面積達 1152.8 萬畝次計算,無人機植保比例不到 1%,而美國、日本的農(nóng)用航空作業(yè)占耕地面積比例分別達到 50%、54%,世界平均水平也 達到了遠高于我國的 17%,我國在航空植保方面還處于剛剛起步階段。
中、美、日農(nóng)用航空作業(yè)占耕地面積比例(%)
從世界范圍來看,農(nóng)業(yè)植保無人機應用較為普遍的有日本、韓國等農(nóng)業(yè)機械化水平較發(fā)達的 國家。由于美國農(nóng)業(yè)組織方式采用大農(nóng)場為主,大面積農(nóng)業(yè)植保采用載重更大的有人駕駛飛 機噴藥,使用無人機植保較少,導致美國植保無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展落后于日本。
國內(nèi)植保無人機發(fā)展歷程
中國植保無人機發(fā)展路線圖
日本已經(jīng)有 30 年的植保無人機研發(fā)歷史,雖然我國只有 10 年左右研發(fā)經(jīng)驗,但相對 于日本的差距正不斷縮小。
中日植保無人機對比(漢和 CD-15 對比日本雅馬哈 RMAX)
在美國,根據(jù)國際無 人機系統(tǒng)協(xié)會(AUVSI)的一份報告預測,2015~2025 年無人機在民用領(lǐng)域中的應用將為 美國經(jīng)濟貢獻 820 億美元,其中 756 億直接來自農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。日本植保無人機市場占有率 70% 的 Yamaha 2014 年植保無人機銷售額 50 億日元,以此估測日本每年植保無人機整機銷售 的市場空間約合人民幣 4.64 億。中國的耕地面積是日本的 28 倍,潛力巨大。?!?015 中國國土資源公報》顯示,截至 2015 年末,全國耕地面積為 20.25 億畝。樂觀 估計下 2020 年我國無人機植保滲透率約 15%,中性估計下達到 8%,悲觀估計下達到 5%, 目前無人機植保滲透率不足 1%,以植保無人機工作年限 3~5 來看,目前的存量無人機在 2020 年前陸續(xù)淘汰。
無人機植保行業(yè)空間測算(2016-2020)
悲觀、中性、樂觀估計下到 2020 年累計無人機植保整機市場空間 15.19 億、24.30 億、45.56 億,規(guī)模更大的是植保服務市場,分別達到 45.56 億、72.90 億、136.69 億。若考慮龐大的無人機保養(yǎng)維護,零部件(如電池)更換市場,泛無人機植保市場空間巨大。再測算一下無人機植保完全 發(fā)展成熟時的市場情況,目前日本的滲透率已經(jīng)達到 54%,樂觀估計我國能達到 50%,中性 40%,悲觀 30%。電動植保無人機目前折舊年限 3 年,油動 5 年,以 4 年為植保無人機 的平均壽命計,在市場成熟情況下已經(jīng)沒有增量的植保無人機需求,只有存量更新。
無人機植保行業(yè)空間測算(市場完全成熟)
悲觀、中性、樂觀預期下,每年無人機整機市場空間 22.78 億、30.38 億、37.97 億,每年 的植保服務市場空間 273.38 億、364.50 億、455.63 億,中性下全產(chǎn)業(yè)每年的市場空間接 近 400 億。很明顯植保服務的市場空間將遠遠大于無人機機器制造本身。伴隨技術(shù)進步,無 人機植保作業(yè)效率提升、無人機的壽命會增加,還會導致無人機市場相對植保服務市場更小。
2015 年農(nóng)業(yè)機械化裝備水平、作 業(yè)水平、安全水平、社會化服務水平穩(wěn)步提升,農(nóng)作物耕種收綜合機械化率預計達到 63%, 力爭 2020 年農(nóng)作物耕種收綜合機械化水平超過 68%,其中糧食作物超過 80%。據(jù)統(tǒng)計, 我國植保環(huán)節(jié)機械化率低于 2%,植保機械以手動和小型機(電)動噴霧機為主,其中手動 施藥藥械、背負式機動藥械分別占國內(nèi)植保機械保有量的 93.07%和 5.53%,拖拉機懸掛式 植保機械約占 0.57%。由此可見,植保機械化率遠遠低于作物耕種收綜合機械化水平,也低 于機耕、機種、機收水平,成為我國農(nóng)業(yè)機械化最大的短板。這個問題會越來越得到國家和 社會的重視,植保無人機正是彌補這一短板的利器。
植保機械化水平
近幾年全國農(nóng)機購置補貼力度一直很大,2015 年 達到 228.09 億,一旦植保無人機進入國家層面的補貼后,為了補齊農(nóng)業(yè)機械化的短板,相 應的補貼力度會很大。按前文中性估計下 2020 年植保無人機保有量 24300 臺,年均購置不 到 5000 臺,以每臺國家補貼 3 萬計,每年的補貼金額 1.5 億,相對于每年超過 200 億的農(nóng) 機購置補貼占比很小。
全國農(nóng)機購置補貼(億元)
目前,我國農(nóng)村實行以家庭承包經(jīng)營為基礎、統(tǒng)分結(jié)合的雙層經(jīng)營體制,農(nóng)戶為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng) 營的主體。2010 年,我國鄉(xiāng)村戶數(shù)為 2.6 億戶,戶均耕地面積 0.46 公頃,不到歐盟的 1/40, 不到美國的 1/400。中國長期土地分散經(jīng)營,地塊狹小分散,再加上單個農(nóng)戶財力限制,對 農(nóng)業(yè)機械化的投資能力和投資意愿不足。
土地經(jīng)營規(guī)模占比(%)
據(jù)統(tǒng)計,我國土地流轉(zhuǎn)面積從 2007 年的 0.64 億畝上升到 2015 年的 4.43 億畝,其 中土地流轉(zhuǎn)去向中最大的一塊是一些種植大戶,這些人比普通農(nóng)民對機械化的需求和接受度 更高。流轉(zhuǎn)到專業(yè)合作社的由 2010 年的 185 萬畝,快速上升到 2014 年的 4765 萬畝。流 轉(zhuǎn)到企業(yè)的由 2010 年的 1508 萬畝增加到 2014 年的 3883 萬畝。在去向中專業(yè)合作社和企 業(yè)占比由 2010 年的 13.1%快速上升到 2014 年的 36.7%,這些機構(gòu)財力更有實力,采用無 人機植保規(guī)?;瘍?yōu)勢明顯,甚至可以參與組建自己的飛防大隊。同時他們經(jīng)營大面積的土地,會更加注重土地的平整集中和相關(guān)障礙物(如雜書、電線桿)的清理,這些對于無人機的操 作和效率提升很大?,F(xiàn)在有些植保無人機無法一鍵起飛和一鍵返回,就是因為田邊障礙物過 多,無人機自動避障的精確度和響應速度不足,只得依靠飛手手動起飛和返回。
土地流轉(zhuǎn)面積及增速
家庭承包耕地流轉(zhuǎn)去向(萬畝)
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