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一、植保無人機八問

1.農(nóng)業(yè)航空植保用什么?

　　1911年德國：最早提出用飛機噴灑農(nóng)藥控制森林害蟲的計劃;1949年美國：開始研制專門用于農(nóng)業(yè)的農(nóng)用飛機，航空噴霧技術(shù)也有了很大的進步;1987年日本：最先研制成功農(nóng)用無人直升機，Yamaha 公司受日本農(nóng)業(yè)部委托，研制生產(chǎn)出載藥量20kg噴藥無人直升機R-50——有人機到無人機;日本目前已經(jīng)成為世界上農(nóng)用無人機噴藥的第一大國，廣泛應用于水稻、森林等病蟲害防治。

2、農(nóng)業(yè)航空植保在中國的應用情況?

　　1951年5月，中國民航廣州管理處派出一架C-46型飛機，連續(xù)2天在廣州市上空執(zhí)行了41架次的滅蚊蠅飛行任務，揭開了中國農(nóng)業(yè)航空發(fā)展的序幕。自1973年以來，中國農(nóng)業(yè)航空年作業(yè)量基本上在20000～30000h上下波動。

　　中國植保無人機從2004年開始，科技部863計劃、農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機化所等開始無人機植保的研究和推廣;2007年我國第一架工程型植保無人直升機開始產(chǎn)業(yè)化探索。

　　2014年起，隨著國家政策的推動，植保無人機出現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。目前從業(yè)企業(yè)約300家，但產(chǎn)品可穩(wěn)定使用企業(yè)僅十余家。

3、國外應用狀況?

　　目前日本植保無人機保有量超過3000架，操作人員超過14000人，成為世界農(nóng)用無人機大國。日本農(nóng)業(yè)耕地470萬公頃，其中農(nóng)用無人機作業(yè)面積2013年已達到104.7萬公頃。

以無人機為主，完善的服務體系

　　團隊購買、大量植保服務公司，農(nóng)業(yè)協(xié)會28%、植保組合及服務公司45%、團隊8%。

　　售后年維修費用為100w日元/年(折5.16萬人民幣/年)，提供保險，保費為40w日元/年(折2.06萬人民幣/年)，當出現(xiàn)故障之后可去附近修理廠維修，重大故障可以使用備用飛機。

日本無人機使用狀況

美國農(nóng)業(yè)航空對農(nóng)業(yè)的直接貢獻率為15%以上，目前有農(nóng)用航空相關(guān)企業(yè)2000多家，在用農(nóng)用飛機4000多架，88%為有人駕駛固定翼飛機，在冊的農(nóng)用飛機駕駛員3200多名，年處理40%以上的耕地面積，年噴霧面積高達3200萬公頃，占總耕地面積的50%，全美65%的化學農(nóng)藥采用飛機作業(yè)完成噴灑,其中水稻施藥作業(yè)100%采用航空作業(yè)方式。

　　美國聯(lián)邦航空管理局(Federal Aviation Authority, FAA)，美國國內(nèi)在2015年之前不允許商業(yè)化無人機飛行，2015年夏天美國放開無人機管制-無人機春天來臨，但目前無人機在植保領(lǐng)域禁用。Precision Hawk，SenseFly，Airware，AscTec在專注農(nóng)業(yè)無人機的研發(fā)和應用。

4、農(nóng)業(yè)植保無人機是什么?

　　指用于農(nóng)林植物保護作業(yè)的無人駕駛飛機，該型無人機由飛行平臺(固定翼、單旋翼、多旋翼)、GPS飛控、噴灑機構(gòu)三部分組成，通過地面遙控或GPS飛控實現(xiàn)噴灑作業(yè)，可噴灑藥劑、種子、粉劑等。

5、農(nóng)業(yè)植保無人機的產(chǎn)品分類?

　　按飛行動力，分為油動(單旋翼)和電動兩大類，其中電動無人機又分為單旋翼和多旋翼。

　　油動單機價格貴，燃料成本便宜，操作復雜，日本普及率極高;電動單機價格便宜，燃料成本貴，操作簡易，在國內(nèi)可能有優(yōu)勢。

6、無人機植保的優(yōu)點?

　　高效自動化：隨著土地流轉(zhuǎn)，大型農(nóng)場將持續(xù)產(chǎn)生，對種植業(yè)的機械化自動化程度要求提高。植保無人機單日作業(yè)面積可達300畝，效率高于常規(guī)噴灑數(shù)十倍。且作業(yè)采用飛控導航自主作業(yè)，噴灑前，將農(nóng)田里農(nóng)作物的GPS信息采集到，并把航線規(guī)劃好，飛機基本可實現(xiàn)自動作業(yè)。

　　替代人力，安全性高：農(nóng)村青壯年勞動力稀缺，人力成本日益增加;且農(nóng)藥對人體傷害較大，年輕人不愿意進行農(nóng)藥噴灑。植保無人機可遠距離遙控操作，避免了噴灑作業(yè)人員暴露于農(nóng)藥的危險，保障了噴灑作業(yè)的安全。

　　節(jié)省資源，降低污染：農(nóng)業(yè)植保無人機噴灑技術(shù)采用噴霧噴灑方式，可以節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量，90%的用水量，大大降低了資源成本。

　　防控效果好：飛機飛行產(chǎn)生的下降氣流吹動葉片，能使葉片正反面均能著藥，防治效果相比人工與機械提高15%～35%，應對突發(fā)、爆發(fā)性病蟲害的防控效果好;不受作物長勢的限制。

7、為什么無人機植保推廣有必然性?

　　“十二五”至“十三五”期間，土地流轉(zhuǎn)率提升，需要大規(guī)模作業(yè)，但農(nóng)村年齡結(jié)構(gòu)老化、勞動人口缺失，植保作業(yè)領(lǐng)域迫切需要提升機械化;

　　我國農(nóng)業(yè)植保方式以手動施藥為主，占比高達93%，地面機械式植保藥械占比約6%，航空植保占比極低;

　　國內(nèi)農(nóng)業(yè)植保方式統(tǒng)計

　　農(nóng)藥植保期一般發(fā)生在6-9月底的農(nóng)忙時節(jié)，需要大量勞動力進行噴灑，且蟲害發(fā)生后蔓延速度很快，需要3-5天內(nèi)快速噴藥，人工噴藥每天僅10-20畝，無人機每天噴藥300畝，可快速完成防治工作。

8、使用中的主要問題?

　　產(chǎn)品可靠性差：墜機率高，約5%，實際使用中一到兩周墜機一次，果樹類樹冠較大作物漏噴率較高;

　　維修困難：行業(yè)發(fā)展時間短，經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò)不健全，只賣不修;無人機保有量低，零部件庫存?zhèn)湄洸蛔?

　　飛手瓶頸：AOPA認證飛手培訓學校二十余個，嚴重不足，油機飛手培訓較為困難;

　　閑置費用高：無人機實際工作時間短，中部地區(qū)約80-120天，農(nóng)閑時間需要負擔飛手人工成本;

　　配套差：缺乏成熟的噴施作業(yè)規(guī)范和專用的噴施藥劑，燃油、道路、蟲情精準信息配套嚴重不足。

二、多重政策拐點，多個省份補貼力推

2014-2015年多重政策出臺，引爆無人機植保市場

　　2014年11月，國務院印發(fā)《關(guān)于引導農(nóng)村土地經(jīng)營權(quán)有序流轉(zhuǎn)發(fā)展農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營的意見》，土地流轉(zhuǎn)進度加速。

　　2015年2月農(nóng)業(yè)部印發(fā)《制定2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》，淘汰傳統(tǒng)噴灑工具，要求噴灑方式改進。

　　2014年湖南、河南首次被列入中央農(nóng)機補貼名單，預計16年期多個省份會將農(nóng)用無人機納入補貼名單。

　　農(nóng)業(yè)“十三五規(guī)劃”主攻農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化：農(nóng)機整體滲透率超過60%，植保農(nóng)機使用最低，彈性最大。

2015年2月農(nóng)業(yè)部印發(fā)《制定2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》，淘汰傳統(tǒng)噴灑工具，要求噴灑方式改進。主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機械化推進行動，耕種管收，2016年500個縣試點，重點高效植保設(shè)備。

　　東北地區(qū)。包括遼寧、吉林、黑龍江三省及內(nèi)蒙古東四盟，為水稻、玉米、馬鈴薯、大豆等糧油作物一季種植區(qū)，發(fā)展大型高效施藥機械和飛機航化作業(yè)。

　　淮海地區(qū)。包括北京、天津、河北、河南、山東及安徽與江蘇淮北地區(qū)、山西與陜西中南部地區(qū)，為小麥、夏玉米輪作區(qū)。重點推行綠色防控與化學防治相結(jié)合、專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治與群防群治相結(jié)合、地面高效施藥機械與飛機航化作業(yè)相結(jié)合措施。

　　人工噴灑農(nóng)藥對作業(yè)人員的危害性非常大，據(jù)中國植保咨詢網(wǎng)報道，我國每年農(nóng)藥中毒人數(shù)有10萬之眾，致死率約20%，農(nóng)藥殘留和污染造成的病死人數(shù)至今尚無官方統(tǒng)計。2014年中央在河南、湖南兩省將植保無人機列入補貼試點，第一批共補貼300架。

　　中央補貼后，河南、山東、福建、山東、江蘇、浙江等省份開始推行省內(nèi)補貼試點，16年起，預期安徽、廣東、云南、東北省份會將農(nóng)用無人機納入補貼名單。

三、無人機植保滲透率極，低彈性大

農(nóng)村人口老齡化、缺失，農(nóng)業(yè)機械化有必然性

據(jù)中國農(nóng)機流通協(xié)會的調(diào)查顯示，農(nóng)機合作組織、種糧大戶、家庭農(nóng)場、農(nóng)民合作社在消費主體中的比重正以15%的年均速度快速增長，新型農(nóng)業(yè)主體的崛起，以及新形勢下農(nóng)資市場的一系列變革，都在為我國農(nóng)用飛機作業(yè)的展提供有利的條件。

　　農(nóng)田遠離城市，安全飛行距離足夠大，不需要飛躍民居或住宅，并且為了達到最佳噴藥效果需要低空低速飛行(一般低于3米，飛行速度小于10米/秒)，很好的規(guī)避了全球大部分市場的空域管理限制，有潛力快速滲透;

　　由于需要負重飛行，對飛行控制、穩(wěn)定性、巡航能力都有更高的要求，從技術(shù)上有別于目前主流的無人機產(chǎn)品，有一定的技術(shù)壁壘。

耕地、播種、收割機械化滲透率六成，較為成熟

　　我國的農(nóng)業(yè)機械化率，由分別計算機耕、機播、機收面積占總用地百分比，再利用權(quán)重系數(shù)相加而得，可以理解為使用機械的滲透率。

　　2014年中國農(nóng)業(yè)綜合機械化率達61%。占全國總耕地比例超70%的小麥、水稻、玉米的機械化率均超75%，且耕地的機械化率均超過95%。

機械化植保作業(yè)面積覆蓋率極低，無人機應用彈性大

　　在當前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)作物保護仍以人工加手動、電動噴霧機這樣的半機械化裝備為主，約占作業(yè)總量的99%。

　　機械化植保設(shè)備，如拖拉機懸掛式施藥施肥機械僅占不到1% 的份額。

農(nóng)業(yè)航空植保效益高

　　中國植保機械以手動和小型機(電)動噴霧機為主，手動施藥藥械占國內(nèi)植保機械(地面)保有量的93.07%，背負式機動藥械5.53%和拖拉機懸掛式植保機械占比0.57%。

　　25kg有效載荷的單旋翼油動力無人機和15kg有效載荷的單旋翼電動無人機進行噴施作業(yè)的年度收益分別是機動噴霧機的33 倍和25 倍，是人工手動噴霧(不含人工成本)的133 倍和93 倍。

無人機具有更高性價比

　　有病蟲害防治、衛(wèi)生防疫消殺上有優(yōu)勢。但若作業(yè)過高，霧滴飄移難控制且易造成污染，若作業(yè)過低，易發(fā)生撞擊事故。人機與無人機相比，載液量更大、噴灑作業(yè)效率更高，在大面積農(nóng)田

　　無人機中，油動力無人機藥箱容量一般為10-25L，較電動無人機8-17L的大，且作業(yè)效率高。但是相對電動無人機，其進入門檻更高：操作復雜，售價高，回收周期長。目前電動無人機更具有吸引力。

專業(yè)無人機市場空間最大：若全部小型無人機，市場206億元

　　以農(nóng)業(yè)大省河南為例：全省1.6億畝農(nóng)田，當前流轉(zhuǎn)面積25%，通過草根調(diào)研了解到市場一般應用情況，即每萬畝土地需要無人機3架，當前需要無人機=16000萬畝*25%流轉(zhuǎn)*3架=1.2萬架無人機。

　　專業(yè)無人機單一市場空間最大：細化拆分大小型，市場168億元

　　由于東北大規(guī)模種植區(qū)域的田地面積廣闊，墾區(qū)種植的寬度在1-2公里，輕型無人機的飛行時間難以滿足需求，目前是采用有人機+人工地面進行噴灑作業(yè)。目前尚沒有成熟機型滿足飛行時間。

　　若考慮區(qū)分應用地域，至17/18年東三省、新疆等西北地區(qū)面積約5.5億畝，采用重型無人機，河南、山東、云南等中部及南部地區(qū)采用輕型無人機。

　　無人機植保服務市場空間巨大，全國20.27億畝耕地，2013年農(nóng)作物病蟲草鼠發(fā)生面積73億畝次，每畝15-20元收費，按全國農(nóng)作物蟲害面積33%滲透率計算，年植保服務費361-482億元。

　　注：普通大田作物收費15元/畝，經(jīng)濟作物、果樹等收費30元/畝。

四、全產(chǎn)業(yè)鏈具備經(jīng)濟性，推廣熱度大

　　飛防大隊購買無人機植保，工作天數(shù)對回收周期影響最大，中性預測下一年工作50天，回收周期電動1.4年、油動2.4年，電動無人機的回收周期顯著快于油動。

　　深藍、亮藍亮色是不同補貼程度的假設(shè)下，油動機和電動機的周期。可見，工

　　作日超過50天后，可快速回收投資成本。

　　悲觀假設(shè)購機無補貼。若工作天數(shù)在40天以下難以回收成本。

　　樂觀假設(shè)購機補貼力度較強，工作天數(shù)在60天以上，成本回收期2年或2年以內(nèi)，將激發(fā)行業(yè)的爆發(fā)。

　　無人機成本回收

詳細成本運算假設(shè)：飛防大隊購買無人機植保，工作天數(shù)對回收周期影響最大，中性預測下一年工作50天，回收周期電動1.4年、油動2.4年，電動無人機的回收周期顯著快于油動。

　　經(jīng)濟性測算：車載平臺單價10萬/臺，每臺搭載2架無人機。

　　作業(yè)時間：從6月15日到9月30日是植保的農(nóng)忙期，一般在80-100天。東北地區(qū)一季種植植保天數(shù)30-50天，河北、河南等中部地區(qū)在60-80天，廣西、福建、海南等南方地區(qū)植保天數(shù)90-120天。

成本：拆分成本：固定成本包含折舊、固定人工、保險;變動成本包含發(fā)動機、燃油、電池、炸機維修。

　　折舊：油動5年折舊，電動3年折舊，20%備用機

　　人工：1.5-2人/臺飛機*12月*2千元固定工資*1.35(含35%固定工資三險一金)+提成1元/畝*1.5-2人;(油動難操作、電動易操作)

　　燃油：0.5元/畝;發(fā)動機：每200小時更換一次發(fā)動機，0.5萬元/臺發(fā)動機;

　　電池：200次充放電(200架次飛行，一次15畝)，1.5萬元一組電池

　　保險：0.3-0.6萬元/年

　　維修：假設(shè)每5天炸機一次，油動維修500元/次，電動100元/次飛機飛行產(chǎn)生的下降氣流吹動葉片，能使葉片正反面均能著藥，防治效果相比人工與機械提高15%～35%，應對突發(fā)、爆發(fā)性病蟲害的防控效果較好。噴灑的有效性：人75-76%;有人機30%，無人機50%。

農(nóng)戶雇用飛防大隊植保，單位植保費用可下降30-50%。

　　人工打藥收費20-25元/畝：每天10畝。

　　無人機打藥收費10-15元/畝：每天300畝，效率是人工的30倍， 2個人作業(yè)的人工成本平攤后1元/畝;噴灑技術(shù)采用噴霧噴灑方式，節(jié)約農(nóng)藥50%，節(jié)水90%，大量節(jié)約費用。