瑞士研究人员开发出一种人工智能系统,有望通过秒速生成气候友好型水泥配方,彻底革新全球碳排放最密集的行业之一。
目前,水泥行业产生了全球约8%的二氧化碳排放量——其碳足迹是整个航空业的三倍以上。 瑞士保罗谢勒研究所(PSI)的研究人员开发的AI系统,通过重新设计水泥配方,模拟数千种原料组合,找出既能保持强度又能大幅减少二氧化碳排放的配方,从而显著降低水泥的碳足迹。
“降低排放的一个有前景的策略是直接调整水泥配方——用其他胶凝材料部分替代熟料,”该研究的第一作者、数学家Romana Boiger解释道。“我们无需在实验室中测试成千上万种配方变体,只需利用我们的模型,就能在几秒钟内生成实用的配方建议——这就像拥有一本气候友好型水泥的数字食谱。”
该AI模型能够在毫秒级时间内计算不同水泥材料配方的总二氧化碳排放量——速度约为传统建模方法的一千倍。“可以说,我们是在用快进的方式做地质学研究,”PSI水泥系统研究组负责人、论文合著者John Provis表示。
其潜在影响巨大。Provis指出:“直白地说,如今人类每天消耗的水泥量比食物还多——人均约1.5公斤。如果我们能将排放改善哪怕几个百分点,相当于减少了数千甚至数万辆汽车的二氧化碳排放。”
该跨学科项目汇集了水泥化学家、热力学专家和AI专家,作为瑞士净零排放卓越中心(SCENE)的一部分,致力于为工业和能源供应领域大幅减少温室气体排放开发科学可行的解决方案。
虽然目前该研究仍处于概念验证阶段,但研究团队希望他们的工作能够加速水泥生产实现净零排放的进程。实验室测试依然不可或缺,但AI为开发可持续、高质量水泥提供了前所未有的加速器,有望彻底改变这一关键但高碳排放的行业。