Прорывная система искусственного интеллекта, разработанная исследователями из Швейцарии, готова произвести революцию в одной из самых углеродоёмких отраслей мира — производстве цемента.
Междисциплинарная команда Центра ядерной инженерии и наук Института Пауля Шеррера создала ИИ-модель, которая выступает в роли «цифровой поваренной книги» для экологичного цемента, генерируя оптимизированные рецептуры за секунды — вместо месяцев или даже лет, которые требуются при традиционных испытаниях.
«Вместо того чтобы тестировать тысячи вариантов в лаборатории, мы можем использовать нашу модель для получения практических рецептов за считанные секунды», — объясняет математик Романа Бойгер, ведущий автор исследования. ИИ рассчитывает общий объём выбросов CO2 для различных составов цемента примерно в 1000 раз быстрее традиционных методов моделирования.
Значимость этого новшества трудно переоценить. На производство цемента приходится около 8% мировых выбросов углерода — это более чем в три раза превышает вклад всей авиационной отрасли. Источников выбросов два: энергозатратный нагрев вращающихся печей до 1400°C и, что ещё важнее, химическое высвобождение CO2 из известняка при превращении его в клинкер.
ИИ-система нацелена именно на эти выбросы, определяя альтернативные вяжущие материалы, которые могут частично заменить клинкер, сохраняя при этом ключевые связывающие свойства цемента. «Если бы нам удалось улучшить профиль выбросов хотя бы на несколько процентов, это бы соответствовало сокращению выбросов углекислого газа, эквивалентному тысячам или даже десяткам тысяч автомобилей», — отмечает Джон Провис, руководитель группы исследований цементных систем в PSI.
Исследование, проведённое в рамках проекта Swiss Centre of Excellence on Net Zero Emissions (SCENE), потребовало междисциплинарного подхода, объединяющего химию цемента, термодинамику и искусственный интеллект. Хотя команда уже обнаружила множество перспективных рецептур, теперь им предстоит пройти лабораторные испытания перед внедрением в строительной отрасли.
По мере роста мирового спроса на «зелёный» цемент — объём рынка которого, по прогнозам, достигнет 52,15 млрд долларов к 2029 году — это ИИ-решение становится важным шагом на пути к декарбонизации основного строительного материала. Технология наглядно демонстрирует, как искусственный интеллект способен ускорить поиск решений для самых острых экологических проблем.