當垃圾處理廠成爲航天燃料庫：中國首例環保與商業航天跨界融合的綠色樣本

4月24日，主題爲“海上生明月，九天攬星河”的“中國航天日”主場活動在上海舉辦。這是第十個“中國航天日”，也是我國第一顆人造地球衛星東方紅一號成功發射55週年。

商業航天近期熱度很高。今年3月5日發佈的《政府工作報告》兩度提及商業航天，其定位上升爲戰略性新興產業。北京、上海、湖北、重慶、廣東、海南等多地均發佈政策，加碼推進商業航天發展。4月21日，四川省審議通過《四川省商業航天高質量發展行動計劃（2025—2030年）》，強調發揮四川衛星發射條件優越、航天產業基礎紮實、應用場景豐富等綜合優勢，推動全省商業航天高質量發展。

據艾媒諮詢及華經產業研究院測算，2024年中國商業航天市場規模預計達2.3萬億元，其中低碳燃料需求佔比超30%。我國商業航天正在邁入規模化應用新階段，而這一數據的背後，全球液氧甲烷發動機火箭競賽正在如火如荼地進行。

萬億賽道下的全球液氧甲烷發動機火箭競賽

甲烷是一種清潔推進劑。甲烷是一種有機化合物，分子式是CH4，是含碳量最小、含氫量最大的烴。甲烷在自然界的分佈很廣，是天然氣、沼氣、坑氣等的主要成分。相較於傳統燃料，液態甲烷展現出革命性優勢：-161℃的沸點與液氧形成完美溫度梯度，實現共底儲箱輕量化設計；3倍於煤油的冷卻性能徹底解決發動機結焦難題；超低成本僅爲液氫的1%。更關鍵的是，其燃燒僅產生二氧化碳和水，完美契合雙碳戰略。

成本低廉、來源廣泛的優勢使得其逐漸成爲火箭發動機可供選擇的燃料。由於可重複使用越來越成爲新型火箭研製的目標要求之一，液氧甲烷發動機也因此日益受到各國的高度重視，被稱爲21世紀的新型航天運輸系統的動力。

美國是最早研製液氧甲烷發動機的國家。早在20世紀80年代初，美國國家航空航天局（NASA）蘭利研究中心即開展了基於液氧甲烷推進劑發動機的航空航天兩用飛行器HL-42方案的研究。2010年5月5日，美國航空噴氣公司在白沙導彈試驗場成功完成了推力爲2.5噸的液氧甲烷火箭發動機的高空試車。2012年11月，馬斯克宣佈SpaceX公司開發甲烷燃料火箭發動機，甲烷將是SpaceX火星殖民計劃的首選燃料。

除美國外，世界其他國家如俄羅斯、德國、日本也開展了液氧甲烷液體火箭發動機的研製。早在上世紀80年代，我國就開展了液氧甲烷發動機的研究工作，先後進行了甲烷、丙烷的電傳熱試驗和推力室點火試驗，取得了初步的研究成果。之後在“十一五”“十二五”規劃下，北京、上海、西安的航天動力研究所進行了大量液氧甲烷動力的相關研究，爲中國液氧甲烷發動機落地打下了堅實基礎。目前我國有多家民營企業諸如“藍箭航天”“九州雲箭”“星際榮耀”等正在進行液氧甲烷發動機的開發。

2023年7月12日，朱雀二號在酒泉衛星發射中心騰空而起，它是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭。全國空間探測技術首席科學傳播專家、中國空間科學傳播專家工作室首席科學傳播專家龐之浩表示，朱雀二號發射成功的第一個意義就是作爲世界首款成功入軌飛行的液氧甲烷火箭。國外也有航天公司試了幾次，都沒有成功，包括馬斯克的星艦也是用液氧甲烷作爲原料，這代表了一個發展趨勢。

工業代謝系統的重構：“零距離能源解決方案”

2025年初，不少“航天迷”刷到過星際榮耀航天科技集團股份有限公司董事長、總經理彭小波的一句話：對標SpaceX公司獵鷹9火箭，雙曲線三號運載火箭預計將在今年年底首飛。

“雙曲線三號”運載火箭，其核心動力系統“焦點二號”液氧甲烷發動機，正是以航燃級液態甲烷作爲燃料。而此時，僅“一牆之隔”的中科環保旗下綿陽循環經濟產業園與星際榮耀形成了產業的雙重耦合：每天吞吐2000噸城市垃圾的環保產業園，通過複雜的資源化利用工藝，將餐廚垃圾、滲濾液厭氧發酵氣體收集轉化爲高純度液態甲烷；800米外的航天工廠裡，這些“垃圾燃料”被注入百噸級液氧甲烷火箭發動機，轟鳴聲中完成點火試車。這種“垃圾堆裡飛出液氧甲烷火箭”的魔幻場景，正成爲雙碳戰略下產業協同進化的現實註腳。

航天工業對燃料純度的苛刻要求，曾被視爲生物質能源難以逾越的技術天塹。甲烷中的硫化物含量需控制在0.1ppm以下，二氧化碳殘留不得超過50ppm——這相當於在標準游泳池中精準篩出半粒食鹽。

中科環保旗下中科能環的絡合鐵脫硫技術，配合低壓變壓吸附工藝，成功將沼氣甲烷純度提升至99.97%，硫含量低於0.05ppm。“經第三方檢測，我們的生物甲烷純度達到99.992%，完全滿足液氧甲烷火箭燃料標準。”中科環保總經理助理、綿陽中科董事長羅耀均表示，配套建設的甲烷液化裝置採用航天級低溫技術，將氣態甲烷冷卻至-161℃製成液態，運輸損耗率從傳統模式的15%降至3%以內。

“這不是簡單的能源替代，而是工業代謝系統的重構。”羅耀均如此詮釋合作本質。通過將垃圾填埋場沼氣、垃圾滲濾液和餐廚垃圾厭氧發酵氣提純至99.97%甲烷純度，再經液化裝置轉化爲-161℃液態燃料，市政固廢處理廠變身爲航天動力系統的“能量心臟”。這種“零距離能源解決方案”使火箭燃料運輸成本降低70%，更構建起“廢棄物-清潔能源-航天應用”的完整閉環。

北京大學能源研究院孫慧高級工程師認爲，生物天然氣在難以實現電氣化的航運和航空領域具有重要作用，國際海事組織和歐盟的政策也爲生物天然氣的發展提供了支持。生物天然氣具有低碳排放、可再生的特點，並且基本不改變現有的油氣利用形態，這使得它在天然氣市場中具有巨大的發展潛力。

跨界合作重塑環保產業的商業邏輯

作爲國家級資源循環利用基地，綿陽中科每年處置80萬噸市政固廢，產出2.3億度綠電或120萬蒸噸綠色蒸汽及600萬m³高純度甲烷。羅耀均透露，爲滿足發動機試車需求，園區正在建設日處理量600萬m³的甲烷液化裝置，每年可生產約4200噸液態燃料，完全可滿足星際榮耀航天發動機試車的燃料需求。

這場跨界合作正重塑環保產業的商業邏輯。羅耀均解釋稱，“傳統垃圾焚燒發電廠35%收入依賴政府處理費，而中科環保通過‘三階價值躍遷’實現盈利模式質變。一階資源化：將廢棄物轉化爲綠色電力、蒸汽、甲烷等，實現面向企業用戶的商業化銷售；二階產業化：針對工業、民用供熱，以及航天、航空等高端場景的定製化綠色能源供給，賦能多產業綠色價值鏈在供應鏈中的融合進化，實現多產業低碳轉型；三階權益化：未來，隨着碳積分交易、綠色金融工具以及綠色技術授權等機制的逐步完善與成熟，將形成輕資產收益。”

目前，園區綠色能源收入佔比逐年提高，這種轉型使環保企業從“成本中心”蛻變爲“綠色低碳價值中樞”，更催生出新的產業形態——環保基礎設施正成爲尖端製造業的能源樞紐。

羅耀均認爲，本次合作打破了公衆對環保行業的“末端治理”刻板印象，展現了環保產業從“城市清道夫”向“綠色能源科技”的躍遷。過去公衆可能只關注處理了多少垃圾、發了多少綠電，但通過將市政固廢轉化的甲烷用於火箭燃料、用垃圾焚燒產生的電能和蒸汽驅動航天裝備生產線，證明了環保基礎設施的“隱藏價值”——它不僅是城市運行的保障系統，更可以成爲尖端產業的賦能節點。

業內人士表示，生物天然氣作爲一種低碳清潔能源，在應對氣候變化，構建清潔低碳、安全高效的能源體系具有重要意義。預計到2030年，我國需求量將達到100億立方米/年。此外，國際市場的擴展也爲產業發展帶來巨大潛力。

環保科技要成爲新質生產力的賦能者

當環保科技與航天動力這兩個看似平行的賽道產生交集，激發的不僅是技術協同效應，更是產業鏈的韌性重構。“固廢→燃料”的融合不僅是技術層面的突破，更標誌着中國工業體系開始從“被動減排”轉向“主動造血”。從技術進化維度上，航天級質量控制體系反向賦能環保技術升級；從城市代謝維度上，建立“城市廢棄物-工業原料”的新型物質流動體系。

如今這種模式正在產生裂變效應。中科環保已啓動餐廚垃圾製備生物航煤研發，並與四川天舟探索航空燃料產業化路徑；在“AI時代”與“東數西算”的大背景下，正積極探索垃圾焚燒與智算中心的雙向賦能模式；在“一帶一路”沿線市場，其核心焚燒爐設備與熱電聯產模式正積極向海外複製中國經驗。正如羅耀均所言：“我們處理的不是垃圾，而是放錯位置的戰略資源。”

中科環保的佈局不止於此。在烏茲別克斯坦，其熱能聯供項目每年有望爲當地減少數萬噸燃煤消耗；在泰國曼谷，自主研發的ACC焚燒系統適配熱帶地區高溼度垃圾特性，熱效率提升15%。羅耀均透露：“公司已與華爲達成戰略合作，並啓動人工智能多模型一體機部署，未來將圍繞‘環保+AI’的模式，建設從智慧垃圾倉到智慧焚燒，再到智慧能源管理的全流程AI管控系統，打造中科模式的‘智慧能源基地’。”

中科環保規劃的未來發展藍圖顯示，其將深度參與航天燃料供應鏈建設，並探索可再生碳氫燃料等前沿領域。這種進化暗合新型工業化的發展邏輯——環保產業不再侷限於環境治理，而是通過綠色能源技術創新，成爲驅動高端製造業的“第二引擎”。

中國工程院院士、中國科學院生態環境研究中心研究員曲久輝指出，環保產業首先要打破以環境污染治理爲核心的科技和產業發展的侷限。未來的環保新技術不僅環境領域可以用，其他領域也可以使用，進而產生廣域的市場和社會價值。將減污和降碳有機結合起來，纔是環境科技和環保產業發展的必由之路。