Průlomový systém umělé inteligence, vyvinutý vědci ve Švýcarsku, má potenciál zcela změnit jeden z nejvíce uhlíkově náročných průmyslů na světě: výrobu cementu.
Interdisciplinární tým z Centra pro jaderné inženýrství a vědy Paul Scherrer Institute vytvořil AI model, který funguje jako „digitální kuchařka“ pro ekologičtější cement a generuje optimalizované receptury během několika vteřin – na rozdíl od měsíců či let, které by vyžadovalo tradiční testování.
„Místo toho, abychom v laboratoři zkoušeli tisíce variant, můžeme pomocí našeho modelu získat praktické návrhy receptur během několika vteřin,“ vysvětluje matematička Romana Boiger, hlavní autorka studie. AI vypočítává celkové emise CO2 pro různé složení cementu přibližně tisíckrát rychleji než běžné modelovací přístupy.
Význam této inovace nelze podceňovat. Výroba cementu je zodpovědná za přibližně 8 % celosvětových emisí uhlíku – tedy více než trojnásobek příspěvku celého leteckého průmyslu. Emise pocházejí ze dvou hlavních zdrojů: energeticky náročného ohřevu rotačních pecí na 1 400 °C a, ještě významněji, z chemického uvolňování CO2 z vápence při jeho přeměně na slínkové pojivo.
AI systém cílí právě na tyto emise tím, že identifikuje alternativní cementační materiály, které mohou částečně nahradit slínkové pojivo a přitom zachovat klíčové pojivé vlastnosti cementu. „Pokud bychom dokázali zlepšit emisní profil byť jen o několik procent, odpovídalo by to snížení oxidu uhličitého v řádu tisíců až desítek tisíc automobilů,“ poznamenává John Provis, vedoucí výzkumné skupiny Cement Systems Research Group na PSI.
Výzkum, který probíhal v rámci projektu Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE), vyžadoval interdisciplinární přístup kombinující znalosti chemie cementu, termodynamiky a umělé inteligence. Přestože tým objevil řadu slibných složení cementu, tyto varianty nyní musí projít laboratorními testy před jejich zavedením do stavebnictví.
S rostoucí celosvětovou poptávkou po ekologickém cementu – trh má do roku 2029 dosáhnout hodnoty 52,15 miliardy dolarů – představuje tato AI inovace klíčový krok k dekarbonizaci základního stavebního materiálu. Technologie ukazuje, jak může umělá inteligence urychlit řešení některých z nejpalčivějších environmentálních výzev současnosti.