工業革命以來，碳氫資源的主要用途是燃燒。這一過程驅動了工業化與城鎮化，也累積了溫室氣體排放的長期氣候風險。當前，“雙碳”目標與新質生產力的雙重驅動正在推動碳氫資源利用方式的深層變革：將碳從燃料轉化為材料，通過長周期工程材料實現碳的固定，服役周期可達數十年。
這不是煉廠層面的技術調整，而是石化產業價值鏈的系統性重構。隨著國內終端電氣化推進，成品油需求增速放緩，“減油增化”已成為石化行業轉型方向。國務院印發的《城市更新“十五五”規劃》明確提出持續推進綠色建材評價認證和推廣應用，為非金屬材料推廣提供政策支持。將原油從燃燒燃料轉變為長周期工程材料，正在開辟一條兼顧能源轉型、材料自主可控與基建降碳的路徑。
2026年9月，同濟大學攜手沙特阿美，發布《雙碳戰略下的先進建材轉型》白皮書（下稱《白皮書》）。該白皮書基于沙特阿美及非金屬材料創新中心（NEXCEL）的全球工程實踐數據，結合同濟大學在土木工程與材料科學領域的學術積累，系統闡述先進石化基材料作為高性能產業材料的技術路徑與產業價值。
《白皮書》覆蓋公共建筑、交通基建、海洋工程、軌道交通、產業轉型、城市更新、公共設施、數字基建八大應用場景，依托8個標桿工程實測數據，呈現先進石化基材料的技術價值、現實痛點與產業趨勢。《白皮書》指出，新階段的材料創新具備系統化特征：材料選擇不僅影響制造端的工藝流程和能源消耗，更決定了產品在整個服役周期內的耐久性、維護成本，以及報廢階段的回收利用效率。材料創新的內涵已從追求更高強度、更輕量化等傳統性能指標，擴展至同時滿足綠色低碳、全生命周期效率提升、可循環利用的多重要求。
其中三個與沙特阿美直接相關的工程實踐，展示了“油轉化”如何從戰略概念落地為可驗證的產業價值。
極端環境下的材料驗證：胡拜爾足球場
沙特阿美胡拜爾足球場設計容量47,000人，按FIFA標準建設，2026年竣工后將作為2027年亞洲杯核心場館。沙特已獲得2034年世界杯主辦權，該場館具備成為世界杯賽場的條件。
中東沿海高鹽、高溫、強紫外線環境下，傳統鋼筋混凝土結構腐蝕速率快，場館全生命周期維護成本較高。項目設計方案系統采用非金屬先進材料：以火山灰質材料部分替代水泥，提高綠色混凝土比例；引入非金屬聚合物模塊化雨水調蓄池，替代傳統鋼筋混凝土水池；地面板采用GFRP筋替代傳統鋼筋，降低氯離子腐蝕風險。
這一組合應用表明，在高溫高鹽的服役環境下，先進石化基材料已具備替代傳統材料的技術條件。沙特阿美已將GFRP筋納入企業工程標準中高腐蝕環境鋼筋混凝土結構的應用規范，完成了從項目實踐到工程標準的轉化。
循環經濟的技術驗證：宿遷再生塑料瀝青道路
NEXCEL在江蘇宿遷落地的再生塑料瀝青道路項目，2024年建成通車，是全球首條“再生塑料雙摻瀝青路面”示范道路。項目采用“雙摻”技術配比：再生熱塑性塑料替代20%瀝青，再生熱固性塑料替代50%填料，累計消納廢塑料33.4噸。
通車以來的跟蹤監測顯示，道路高溫穩定性、低溫抗裂性與水穩定性較傳統SBS改性瀝青路面均有提升，瀝青混合料綜合成本降低18.6%，碳排放減少36%。
該項目驗證了廢塑料從“低值處置”向“高性能應用”轉變的技術可行性：再生材料在關鍵路用性能指標上達到或超過原生材料水平，成本具備競爭力。隨著碳市場逐步將建材納入交易范圍，再生塑料瀝青的碳減排效益有望轉化為可量化的經濟價值。
技術輸出路徑：越南丁安港FRP筋應用
越南丁安港碼頭工程采用FRP筋混凝土結構，由NEXCEL聯合中國建筑材料科學研究總院研發實施。高氯離子海洋環境下，傳統鋼筋混凝土結構在服役期內易因鋼筋銹蝕出現順筋開裂與保護層剝落。傳統鋼結構在海洋腐蝕環境中每5至15年需重新涂裝，15至20年可能面臨大規模維修或更換，形成“建設—腐蝕—修復”的循環。
NEXCEL開發的高性能FRP筋材抗拉強度達800MPa級，密度為鋼筋的1/4，結構設計使用年限不低于50年，全生命周期內無需大規模維修。該技術已在越南丁安港、越南拉赫港、阿曼巴爾卡州等海工項目中推廣應用。
從江蘇灌西段海堤的國內示范驗證，到越南碼頭的工程應用，再到阿曼擋土墻的復制推廣，該技術形成了“國內驗證—海外推廣”的輸出路徑，標準輸出正在推進中。沙特阿美吉贊防洪渠道項目亦采用GFRP筋，屬沙特阿美供應鏈體系內的獨立工程實踐，驗證了該技術的跨地域適用性。
五大趨勢重塑產業邏輯
上述案例表明，先進石化基材料的工程價值已獲驗證，產業正從“示范驗證”階段向“規模推廣”階段過渡。《白皮書》識別出驅動這一轉變的五大趨勢。
其一，材料范式從“消耗品邏輯”轉向“長壽命結構件邏輯”。先進材料正在推動基建工程從定期更換的消耗品，轉向設計壽命50年以上的長壽命結構件，從被動防腐維護轉向主動環境免疫。傳統建材“建了拆、拆了建”的循環，有望被“一次建設、長周期服役”的模式替代。
其二，全生命周期成本（LCA）成為決策核心。隨著碳市場擴容與碳足跡核算體系完善，傳統“低價中標”模式的隱性成本逐步顯性化。歐盟CBAM持續擴圍，國內建材產品碳標簽、碳核算標準密集出臺。未來政府投資基建項目招投標，碳足跡有望成為硬性評價指標。FRP、再生改性材料的減排優勢，需通過標準化LCA核算方能轉化為市場溢價，進而倒逼企業完善碳數據管理能力。
其三，復合材料化學回收邁向產業化。FRP回收長期是制約行業擴張的瓶頸，物理回收會損傷纖維性能。當前，熱解、催化溶劑分解、超臨界流體等化學回收路線不斷迭代，國內萬噸級退役風電葉片回收產線已經投產。未來三至五年，回收成本有望持續下行，閉環循環產業鏈逐步成型，規模化應用的主要障礙正在消除。
其四，面向制造裝配一體化設計（DFMA）逐步普及。傳統工程存在設計、選材、施工割裂問題。DFMA模式打通材料、結構、施工全鏈條協同設計，結合BIM數字化管控，可壓縮設計周期、減少施工返工，降低項目整體造價。學術研究表明，引入DFMA原則可使設計階段周期縮短40%，深度應用BIM的模塊化項目設計錯漏碰缺率可降低90%。
其五，標準國際化與區域互認加速。標準是新材料規模化應用的基礎設施。當前各國FRP等先進建材標準體系相對獨立，技術參數、測試方法、驗收規范差異較大，形成無形的市場壁壘。ISO持續更新FRP國際標準，中國也在推動復合材料標準對外輸出，服務“一帶一路”基建。NEXCEL成立以來已制定行業及團體標準9項，越南丁安港、埃及通信塔等海外項目的工程實踐，正在為國際標準制定提供來自中國和中東的實測數據。
打造全球可復制綠色基建方案
“油轉化”的本質，是上游碳氫資源優勢與下游基建市場需求之間的戰略對接。以沙特阿美為代表的全球領先石化企業與中國市場深度協同，有望共同打造跨國新材料創新與綠色低碳合作典范。由中沙雙方共建的NEXCEL非金屬材料創新中心，已打通“基礎研究—技術開發—工程驗證—標準編制—市場推廣”創新鏈條，落地宿遷塑料瀝青、越南丁安港碼頭、埃及通信塔等一批海內外標桿項目，實現技術從國內示范向“一帶一路”輸出。
面向未來，先進材料產業規模化推廣需多方協同。標準端，產學研用聯合完善FRP、再生改性材料全流程標準，補齊主承力構件、海工、軌道交通專項規范，推動中外標準互認。創新端，依托NEXCEL等開放創新平臺，聯合攻關低成本制造、長周期耐久性、高值化學回收等關鍵技術，搭建共享工程案例數據庫，降低行業應用門檻。市場端，政府投資項目帶頭試點示范，推廣全生命周期成本評價機制，改變唯初始造價的招標導向。國際合作端，深化中沙產業鏈協同，將國內工程經驗與沙特“2030愿景”對接，面向中東、東南亞輸出成套綠色基建解決方案，將中國工程能力與沙特原料優勢結合，打造面向全球的綠色基建合作樣板。
化石能源的未來不限于燃燒。材料化固碳正在開辟另一條路徑——將原油資源從燃料消費轉向高性能工程材料，在服務基建降碳轉型的同時，推動石化產業向價值鏈高端延伸。這是新質生產力在材料領域的具體實踐。
轉自：北青網
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