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星绘2020年太空资源开采及天基制造行业研究报告22020.6 iResearch Inc. iresearch前言来源：艾瑞研究院自主绘制。 逍遥游 是我国道家大宗师，战国时期的哲学家、思想家庄周的代表作，此文主题是表现出一种绝对自由的人生观。所谓 朝菌不知晦 朔， 蟪蛄不知 春秋，想要获得绝对的自由，需要有垂天之云一般的羽翼，若泰山一般的膀背。而这种思想，亦是当今航天产业最顶端以深空探测、行星探测为代表的真实写照。在普通人眼里，火箭升空的瞬间，卫星翱翔的瞬间，还有人类登陆月球的瞬间，才是最符合群众期待的航天。但实际上，航天是倾国之力甚至倾世界之力，才能取得成就的庞大产业。它不但是一项非常庞大的系统工程，也在商业上拥有自己独特的规律。民众所看到的高光时刻，不过是这些系统工程配合的自然结果。每一 个航天成就的达成，都是一系列细小的阶段性试验组合在一起推动的。这种工程系统的细致程度超乎普通民众的想象，以至于民众面对这件事时最直接的反应，就已经跳过或涵盖了很多高难度的航天任务，可以说航天产业目标远大，但达到这个目标的每一步都谨小慎微。在当今商业航天的火热 程度 引领下，我们预计未来航天产业会有“缮、探、移”三个不同阶段，每一个阶段都可以带动一系列产业的发展，按照这种航天思维来思考，未来十年航天产业是最具投资价值的优质赛道，在理解航天规律的基础上，亦能带来巨大的商业和投资回报。3朝菌：太空的资源和意义 1冥灵 ： 天 基生态的三步走 2大椿 ： 行星 探测的意义和技术要点 3鲲鹏 ：现阶段商业航天投资逻辑梳理 442020.6 iResearch Inc. iresearch新世界1899年 10月 19日，一个 17岁的少年爬上了一棵樱桃树，然后灵光一现。他刚刚读了 赫伯特 乔治 威尔斯 的 世界大战 ，对于书中火箭可以载着我们探索宇宙的想法感到激动。他想象着，如果能够造出一个飞到火星并探索这颗红色星球为使命的设备，那该多么美妙。当他从树上爬下来的那一刻，他的生命被彻底改变了。在他生命余下的时间里，他都铭记 10月 19日这一天。他的名字是 罗伯特 戈达德 。他不断完善第一艘液体燃料多级火箭，让这项改变人类历史进程的项目运转了起来 这就是人类航天产业的原点。来源：艾瑞研究院自主绘制。由罗伯特 戈达德起始，到二战时期德国V2火箭作为武器应用 。 这一阶段，全球航天产业经历了从无到有的过程，是 0的突破。第一阶段全球航天产业进入第四阶段1899-1945 第 二 阶段1945-1991二战结束后，航天技术与人才成为各战胜国争相争抢的战略资源。冷战期间，航天成为美苏双方竞争的焦点，也是在这段时期内，人类航天产业在政治要素的推动下，完成了载人航天，探月等辉煌成就。这也是迄今为止，航天产业发展最为迅速的时期。冷战结束后，航天不再是矛盾焦点，许多有意义的项目因为立项和资源问题被束之高阁。人类航天产业停滞了。第三阶段1991-2015 2015-至今2015年， SpaceX成功实现了一级火箭回收，实现了火箭复用，创造了人类航天史上当之无愧的第一。受此影响， SpaceX这家公司商业和运作上的成功经验，让人们开始重新审视航天的发展路径。更 重要的是，这激活了全社会对航天本身意义的思考。也拉开了人类大规模探索和应用宇宙的 序幕。第四阶段全球航天产业的四个发展阶段52020.6 iResearch Inc. iresearch在消耗中发展的文明切尔诺贝利改写了人类能源进程19世纪 50年代，热力学第一定律被多位物理学家验证，它的发现为人类重新审视文明发展道路奠定了科学基础。如今能源的消耗与文明的进程息息相关，可以说在过去漫长的人类历史中，我们的文明发展是以能源的消耗为代价的。所以在 20世纪 70年代，人类寻找永续能源的需求和欲望，使核能发电的占比迅速跃升。但 1986年却尔诺贝利的灾难，让人类对永续能源的追求，在生存安全面前退缩了。自此，核能发电量占比连年下降， 21世纪后，这一占比已低于 10%。时至今日，核能都是一个很有伦理争议的问题。又经历将近 20年的消耗性发展后，可再生能源的占比得到了显著提高。这一数据在背后反应出的社会思潮是非常深刻的，在极少部分科学家的视野中，对资源的发掘和应用关系着人类种族的延续，而这一问题在21世纪的今天，将更加尖锐。注释： 电力来源是指用于发电的投入。核能发电是指由核电站生产的电力。石油指原油和成品油。燃气指天然气但不包括液化天然气。煤炭指所有类别的煤及褐煤，既指天然煤（包括硬煤和柴煤），也指衍生燃料（包括专利燃料、焦炉焦炭、煤气焦炭、焦炉煤气和高炉煤气）。泥煤也包含在此类别中 。可再生能源不 包括水力发电在内的可再生能源发电包括地热、太阳能、潮汐、风能、生物量和生物燃料。水力发电指由水力发电站生产的电力 。来源：国际能源 机构 非经合组织国家能源统计与平衡 、 经合组织 国家能源统计数据 和 经合组织国家能源的平衡 。1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 20151971-2015年全球各类发电基础能源占总发电量的比值煤炭（ %） 天然气（ %） 水力（ %） 核能（ %） 可再生能源（ %） 石油（ %）39.2% 煤炭22.8% 天然气15.9% 水力8.1% 核能6.8% 可再生能源3.3% 石油62020.6 iResearch Inc. iresearch 2020.6 iResearch Inc. iresearch星辰大海的召唤航天产业对人类生存本身意义重大航天是一个承载了人类崇高理想的行业，不仅因为它对宇宙的探索，从哲学层面上就直接影响我们对自身生存意义的思索。在现实层面上，航天对人类生存空间和生存资源的获取，对物种的延续起着至关重要的作用 。 正如前文所述，一切能称之为资源的东西，在 21世纪都面临着更严峻的情况。 在 地球 上 ，实际上是在任何行星上 ， 重金属元素矿藏的储量是有限的，在循环利用技术达到完美状态之前，任何一个行星的矿产资源都终将枯竭。从目前探明的储量和消耗量来看，金、锌和铅这三种重金属的储产比不足 20。也就是说在 20年内，除非循环利用，否则地球上就没这三类资源可以开采了。而诸如镍、铜、锰等工业生产主要使用的金属，在未来 50年内，也将面临资源枯竭的状态。来源：中华人民共和国 自然资源部，美国地质调查局，世界金属统计局。322.6 233.3 155.6 145.0 93.8 68.0 53.4 49.3 47.1 42.2 40.0 38.7 18.9 17.7 16.6 石墨磷矿锂钾盐铝土矿铁矿石萤石钴铬锰铜镍铅锌金2018年全球主要矿种储产比20年内枯竭50年内枯竭4.4 4.7 2.7 1.9 1.0 1.0 3.8 4.3 2.3 1.1 1.0 0.9 金（ G/T）锌（ %）铅（ %）锂（ %）镍（ %）铜（ %）2009&2018年全球主要矿种勘察新发现品位变化2009 2018-13.7%-9.3%-13.7%-40.6%-6.9%-10.0%来源：中华人民共和国 自然资源部，美国地质调查局，世界金属统计局。72020.6 iResearch Inc. iresearch物种 的勇气冷战结束后，航天对国际竞争的重要性骤减，除了政治诉求被大幅削弱以外。以当时的视野和技术实现难度上看，对宇宙的开发是一件极其奢侈的事。太空的资源虽然丰富，但要想达到应用级别，地球上付出的资源要远高于得到的。无论是矿产、能源还是生存空间，在地球上的勘探和获取要比从太空获取更经济。并且动荡时期结束后，恢复全球经济秩序的总需求要高于对太空的探索。诸多要素综合在一起，航天产业放缓了脚步。但随着商业航天的爆发， 21世纪的商业环境给以工业制造为基础的传统产业带来了新的活力，这种活力不仅体现在技术可以大规模实践在工艺流程中，还体现在商业模式本身的变革，可以使一个崇高的目的在不考虑投入产出的情况下得到推进。主要目标与现金牛业务的分开，资本对新产业的兴趣，以及最重要的个人用户对航天产生了需求的萌芽，这些原因为人类这一物种探索宇宙，征服太空，注入了新的勇气。样本： N=3009；艾瑞咨询于 2020年 3月 20日通过 iClick网上调研获得。31.2%17.0%16.3%15.2%12.5%7.5%0.4%太空资源开采建造可居住的太空站普通人自由往返太空星球改造航天器永续飞行发现外星人其它2020年中国网民对未来 3-10年内航天产业取得成就的预期新商业环境下的宇宙探索太空资源开采建造可居住的太空站普通人自由往返太空C端需求C端需求8朝菌：太空的资源和意义 1冥灵：天基生态的三步走 2大椿 ：行星探测的意义和技术要点 3鲲鹏 ：现阶段商业航天投资逻辑梳理 492020.6 iResearch Inc. iresearch“缮、探、移”三步走人类探索宇宙的目标是走出地球摇篮 ，整体上会呈现出从近地到深空，从简单到复杂的产业发展趋势。所以在不同阶段会经历 三个重要时期。分别是以太空资产运维和续航为主的第一阶段 “ 缮 ” ；以地 外环境探索 和复杂应用空间为主 的 第二阶段“探”；以及以星际旅行和移民为主的最终阶段“移” 。来源 ：艾瑞研究院自主绘制。每一步战略目标的达成，都将带动一系列产业的发展在这一阶段，全球航天产业会发生巨变，具体将作用于两 个大版块： 一个版块是 地面的底层技术支撑，过去依靠地面设备和技术的产业，将得到天基的补充。 另 一 个版块是 当前天基产业本身，全球太空资产的续航及维修，太空环境的清理和维护，都将是这一阶段的重点。Renovate第一 阶段：缮全球航天未来“缮、探、移”的三步走战略在这一阶段，人类在太空的存在和掌控能力已经得到大幅提高，近地空间应用逐步完善。航天整体将向更复杂利用空间探索，并为深远空间 的利用作准备 ，一系列的探索发现，将成为最重要的工作，包括天文、基础科学和航天工业本身。由此受益的产业可能包括： 太阳能、绳系发电系统、太空舱、机械臂、太空望远镜、无人探测器以及量化人类指令的人工智能算法Explore第二阶段：探在这一阶段，是人类大规模星际移民的阶段，基本能够实现宇宙资源在宇宙环境完全消化，这意味着在太空制造的工业和工艺基础已经比较完善。航天技术将主要集中到类地行星的实质探索，土壤分析，和一系列星球改造和基地建设领域发展。由此受益的产业可能包括： 深空及月基发电系统、月球及小天体矿物研级及开采、宇宙资源的即时应用等Migrate第三阶段：移5-10年实现 8-15年实现 15-25年实现102020.6 iResearch Inc. iresearch未来航天图景中的庞大产业链来源 ：艾瑞研究院自主绘制。航天是未来 5-10年内的投资主线火箭发动机天基生态产业链火箭发射火箭 相关 研发卫星遥感卫星通信卫星 导航卫星研发与元件制造芯片、新材料、精密器件等望远镜与机械臂宇航 3D打印宇航电池