中国工业报记者 余娜

近日，同济大学土木工程学院携手沙特阿美发布了最新白皮书《双碳战略下的先进建材转型》。白皮书为中国建筑和基础设施领域加速推广非金属及先进建筑材料提供了切实可行的路线图。

中国工业报记者获悉，白皮书简述了一条从传统高碳投入向高性能非金属聚合物基复合材料转变的可持续路径，并强调这一转型如何显著减少碳排放、降低维护成本、延长资产使用寿命，显著提升全生命周期成本效益。白皮书还从低碳、耐用性和全生命周期成本三个维度，系统探讨了非金属及先进材料替代传统高碳建材的工程化路径与规模化条件。

随着中国城镇新建绿色建筑覆盖率升至97.9%，建筑领域运行阶段减排空间逐步收窄，建材生产端的隐含碳排放已成为下一阶段减碳的关键变量。据中国建筑节能协会《中国城乡建设领域碳排放研究报告（2024年版）》，2022年中国建筑与建筑业建造碳排放达51.3亿吨二氧化碳，占全国能源相关碳排放的 48.3%。

世界经济论坛警示：建筑价值链占全球碳排放总量的37%。要把握绿色转型机遇，需要在标准制定、材料创新和规模化投资上形成战略协同。白皮书将材料创新视为建筑脱碳的关键路径，重点探讨了非金属及先进材料的规模化应用前景。纤维增强聚合物（FRP）、超高性能混凝土（UHPC）、碳纤维复合材料等先进材料兼具轻质、高强、耐腐蚀特性，在降低结构自重的同时显著延长使用寿命，从源头削减全生命周期碳排放。

应用场景正从建筑延伸至整个基础设施领域：在桥梁工程中，复合材料加固可在不中断交通的情况下提升结构承载能力；在地下管廊与隧道中，其耐腐蚀特性可降低全生命周期维护成本；在海上风电领域，大批早期机组进入维护改造期，采用复合材料加固而非拆除重建，具有显著成本优势。

白皮书认为，中国具备推动材料转型的市场与产业基础。需求端，“减油增化”政策导向正推动原油消费结构从燃料向化工原料调整，为非金属材料的工业化应用创造市场基础；国务院《城市更新“十五五”规划》明确提出持续推进绿色建材评价认证和推广应用，为非金属材料推广提供政策支持。供给端，中国已占全球碳纤维需求的 55%，并已于 2021 年成为全球最大碳纤维生产国，具备推动材料规模化应用的产业条件。

白皮书同时指出，随着欧盟碳边境调节机制（CBAM）于 2026 年正式实施、中国碳足迹管理体系加速建立，碳市场交易机制与产品碳足迹核算体系需同步完善，绿色建材认证制度亦需加快落地，为先进材料规模化推广扫清制度障碍。

联合国环境规划署表示，应把握绿色转型机遇需要各行业在标准制定、材料创新和规模化投资方面采取战略性、协同化行动。沙特阿美在自家公司资产内铺设的非金属管道历经十余年运行，验证了非金属材料在极端工况下的耐久性与全生命周期成本优势。作为领先的综合性能源与化工企业，沙特阿美及其合作伙伴通过“投入新可能”篮球场翻新项目，在中国公共和社区基础设施中试点应用先进材料。该项目采用创新技术，并使用部分再生塑料制成的地面材料对公共球场进行升级改造，将材料创新与循环经济理念相结合，推动非金属材料从专业工程领域走向日常公共空间。

值得一提的是，在中国，这一战略的核心落地平台是非金属材料创新中心（NEXCEL），由沙特阿美与中国建材集团（CNBM）旗下的科技研发机构——中国建筑材料科学研究总院（CBMA）于 2022 年在北京共同创立。

非金属材料创新中心主任李娟表示，“作为创始合作方，沙特阿美汇聚全球经验与长期投入，与中国建材集团携手推动非金属材料规模化应用，助力中国建筑行业实现低碳与可持续发展目标。目前，非金属材料创新中心主要聚焦纤维制品和复合材料、特种砂浆和混凝土、交通路面材料、化学建材、防水和修复材料、保温和围护材料六大专业领域，针对海洋腐蚀、地震冲击等多样化环境与机械应力条件开展材料研发测试。”

“通过非金属材料创新中心，我们支持中国先进低碳建材的研发与应用——结合沙特阿美在材料领域的专业优势与中国建材集团涵盖从创新到大规模部署的全价值链能力，我们持续促进跨行业合作，推动行业标准进步，并带来新的解决方案，以实现更优异的性能、更低的碳排放以及更低的全生命周期成本”，沙特阿美工程服务高级副总裁哈立德·卡塔尼表示。

中国建筑材料科学研究总院党委书记、董事长郅晓指出：“通过共同成立的非金属材料创新中心，双方合作已累计支持72个项目。我们坚信，通过持续努力，一定能打造国际材料创新合作的新范式，助力全球建筑行业实现低碳与可持续发展目标。”

应用层面已有多个标杆项目验证。记者获悉，非金属材料创新中心推动的复合材料通信塔已在埃及落地，18 米整塔仅重 1.5 吨，较同高度金属铁塔减重 50%、占地面积减少 30%。

“自非金属材料创新中心成立以来，同济大学始终与其保持紧密合作，结合科研、工程与产业实践，持续推动先进材料在真实场景中的验证与应用。这些真实场景，正是同济大学长期致力于先进建筑材料研究的重要方向”，同济大学土木工程学院教授、中国建筑金属结构协会钢桥分会常务副会长、中国土木工程学会先进工程材料分会理事、中国钢结构协会专家委员姜旭表示。

值得关注的是，在上述协同合作中，阿美与非金属材料创新中心提供产业支持，同济大学等学术界填补“实验室到工程规模化”的技术鸿沟。其最终目标是构建“产业需求-材料创新-工程验证-规模复制”的协同合作模式，让先进非金属材料广泛应用于绿色基础设施。