Een baanbrekend kunstmatig intelligentiesysteem, ontwikkeld door onderzoekers in Zwitserland, staat op het punt een revolutie teweeg te brengen in een van 's werelds meest CO2-intensieve industrieën: de cementproductie.
Het interdisciplinaire team van het Center for Nuclear Engineering and Sciences van het Paul Scherrer Instituut heeft een AI-model gecreëerd dat fungeert als een 'digitaal kookboek' voor klimaatvriendelijk cement. Het genereert geoptimaliseerde recepten in seconden, waar traditioneel testen maanden of zelfs jaren zou vergen.
"In plaats van duizenden variaties in het laboratorium te testen, kunnen we met ons model binnen enkele seconden praktische receptsuggesties genereren," legt wiskundige Romana Boiger uit, hoofdauteur van de studie. De AI berekent de totale CO2-uitstoot van verschillende cementformuleringen ongeveer duizend keer sneller dan conventionele modelleringsmethoden.
Het belang van deze innovatie kan nauwelijks worden overschat. Cementproductie is verantwoordelijk voor circa 8% van de wereldwijde CO2-uitstoot – meer dan drie keer zoveel als de volledige luchtvaartindustrie. De uitstoot komt voort uit twee hoofdbronnen: het energie-intensieve verhitten van draaimolens tot 1.400°C en, nog belangrijker, de chemische vrijgave van CO2 uit kalksteen tijdens de omzetting naar klinker.
Het AI-systeem richt zich specifiek op deze emissies door alternatieve cementachtige materialen te identificeren die gedeeltelijk klinker kunnen vervangen, terwijl de essentiële bindende eigenschappen van cement behouden blijven. "Als we het emissieprofiel met slechts een paar procent kunnen verbeteren, komt dit overeen met een CO2-reductie vergelijkbaar met duizenden of zelfs tienduizenden auto's," merkt John Provis op, hoofd van de Cement Systems Research Group bij PSI.
Het onderzoek, uitgevoerd als onderdeel van het Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE)-project, vereiste een interdisciplinaire aanpak waarin cementchemie, thermodynamica en kunstmatige intelligentie werden gecombineerd. Hoewel het team veelbelovende cementformuleringen heeft ontdekt, moeten deze kandidaten nu nog in het laboratorium worden getest voordat ze in de bouwsector kunnen worden toegepast.
Nu de wereldwijde vraag naar groen cement toeneemt – met een verwachte marktwaarde van $52,15 miljard in 2029 – vormt deze AI-innovatie een cruciale stap richting het koolstofvrij maken van een fundamenteel bouwmateriaal. De technologie toont aan hoe kunstmatige intelligentie oplossingen voor enkele van onze meest urgente milieuproblemen kan versnellen.