Przełomowy system sztucznej inteligencji opracowany przez naukowców ze Szwajcarii może zrewolucjonizować jedną z najbardziej emisyjnych branż na świecie: produkcję cementu.
Interdyscyplinarny zespół z Centrum Inżynierii Jądrowej i Nauk Instytutu Paula Scherrera stworzył model AI, który działa niczym „cyfrowa książka kucharska” dla ekologicznego cementu, generując zoptymalizowane receptury w kilka sekund – zamiast miesięcy czy lat wymaganych przez tradycyjne testy.
„Zamiast testować tysiące wariantów w laboratorium, możemy wykorzystać nasz model do wygenerowania praktycznych propozycji receptur w ciągu kilku sekund” – wyjaśnia matematyczka Romana Boiger, główna autorka badania. Sztuczna inteligencja oblicza całkowitą emisję CO2 dla różnych mieszanek cementu około 1000 razy szybciej niż tradycyjne metody modelowania.
Znaczenia tej innowacji nie sposób przecenić. Produkcja cementu odpowiada za około 8% światowych emisji dwutlenku węgla – ponad trzykrotnie więcej niż cały przemysł lotniczy. Emisje te pochodzą z dwóch głównych źródeł: energochłonnego podgrzewania pieców obrotowych do 1400°C oraz, co ważniejsze, chemicznego uwalniania CO2 z wapienia podczas przekształcania go w klinkier.
System AI skupia się właśnie na tych emisjach, identyfikując alternatywne materiały wiążące, które mogą częściowo zastąpić klinkier, zachowując jednocześnie kluczowe właściwości cementu. „Jeśli udałoby się poprawić profil emisyjny choćby o kilka procent, odpowiadałoby to redukcji dwutlenku węgla równej tysiącom, a nawet dziesiątkom tysięcy samochodów” – zauważa John Provis, kierownik Grupy Badawczej Systemów Cementowych w PSI.
Badania, prowadzone w ramach projektu Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE), wymagały podejścia interdyscyplinarnego, łączącego chemię cementu, termodynamikę i wiedzę z zakresu sztucznej inteligencji. Choć zespół odkrył wiele obiecujących receptur, kandydaci ci muszą teraz przejść testy laboratoryjne przed wdrożeniem w branży budowlanej.
Wraz z rosnącym globalnym popytem na zielony cement – którego rynek ma osiągnąć wartość 52,15 miliarda dolarów do 2029 roku – ta innowacja AI stanowi kluczowy krok w kierunku dekarbonizacji podstawowego materiału budowlanego. Technologia ta pokazuje, jak sztuczna inteligencja może przyspieszyć rozwiązania dla najpilniejszych wyzwań środowiskowych.