US-Energieministerium startet KI-Programm zur Modernisierung der Papier- und Zellstoffindustrie

Das US-Energieministerium (DOE) nutzt Künstliche Intelligenz, digitale Fertigung und fortschrittliche Materialwissenschaften, um eine Branche zu transformieren, die sich seit Jahrzehnten kaum verändert hat. Die neu gestartete nationale Initiative – das Center for Research and Advancement of Forest Products Technology (CRAFT) – wird Technologien der nächsten Generation entwickeln, um die Papier-, Zellstoff- und Verpackungsindustrie des Landes zu modernisieren, eine Branche, die Tausende von Arbeitsplätzen im Fertigungssektor unterstützt, aber weiterhin auf veraltete Fabrikinfrastrukturen angewiesen ist. Die Initiative wird vom Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des DOE geleitet. Das Programm wird mehrere nationale Labore, Universitäten und Industriepartner zusammenbringen, um die Fertigungseffizienz zu steigern und inländischen Herstellern zu helfen, wettbewerbsfähig zu bleiben.

Das Ziel von CRAFT besteht nicht darin, neue Fabriken zu bauen, sondern durch digitale Transformation mehr Wert aus bestehenden Einrichtungen zu schöpfen. Forscher werden KI-basierte Prozessverbesserungen, komplexe Modellierung, Automatisierung und Datenanalyse nutzen, um Betriebsengpässe zu identifizieren, Ausfallzeiten zu reduzieren, die Produktion zu steigern und die Produktionskosten zu senken. Daniel Coughlin, Geschäftsführer von CRAFT und Senior Research and Development Member am ORNL, erklärte: „Die Zellstoff- und Papierindustrie in den USA ist für Tausende von ländlichen Gemeinschaften von entscheidender Bedeutung, so wie ich in meiner Heimat in Maine aufgewachsen bin, aber die bestehende Infrastruktur ist größtenteils mehrere Jahrzehnte alt.“

Ziele und Methoden des CRAFT-Programms

Das Zentrum wird vom Industrial Technology Office des DOE’s Office of Critical Minerals and Energy Innovation finanziert und erhält Unterstützung vom Pacific Northwest National Laboratory, Idaho National Laboratory und dem neu gegründeten Rocky Mountain National Laboratory sowie einem Netzwerk von Industriepartnern.

Zusätzlich zu digitalen Werkzeugen wird das Forschungsprogramm einige der energieintensivsten Fertigungsphasen der Branche angehen, einschließlich der nächsten Generation von Zellstoffverarbeitung, chemischer Rückgewinnung, Entwässerung und Trocknung. Diese Prozesse machen einen erheblichen Teil der Produktionskosten aus und bieten Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung. Gregg Beckham, Senior Researcher bei CRAFT und Leiter des Rocky Mountain National Laboratory, erklärte, dass die Initiative molekulare Modellierung mit KI-basierten Entdeckungen und experimentellen Tests kombinieren wird, um die Kommerzialisierung neuer Fertigungstechnologien zu beschleunigen. Dieses Bestreben zielt darauf ab, die langfristige Lücke zwischen Laborforschung und Fabrikimplementierung zu schließen.

Förderung des Technologiewandels und der Zusammenarbeit

CRAFT wird in der ersten Phase direkt mit Herstellern zusammenarbeiten, um Betriebsprobleme zu identifizieren und festzustellen, welche Pilottechnologien getestet werden sollten, bevor sie kommerziell eingeführt werden. Das Zentrum plant auch, Unternehmen fortschrittliche Automatisierungs-, Simulations- und Datenanalysefähigkeiten anzubieten, die vielen traditionellen Fabriken derzeit fehlen. Art Ragauskas, Chief Technology Officer von CRAFT und Chair of Bio-refining at the University of Tennessee-ORNL, erklärte, dass das Zentrum helfen wird, die technischen und finanziellen Risiken bei der Einführung neuer Technologien zu senken und vielversprechende Innovationen schneller von der Forschungslabor in die kommerzielle Produktion zu überführen.

Neben der Forschung wird CRAFT auch als nationales Kooperationszentrum fungieren. Es wird Papierhersteller, Geräteanbieter, Endkunden und Forscher zusammenbringen, um die technologische Entwicklung entsprechend den Anforderungen der Branche zu koordinieren und die Entwicklung der Arbeitskräfte zu unterstützen. Beamte des DOE erklärten, dass die Initiative darauf abzielt, die inländische Fertigung zu stärken, die Wettbewerbsfähigkeit von US-Waldprodukten zu erhöhen und hochqualifizierte industrielle Arbeitsplätze in ländlichen Gemeinschaften, die langfristig auf die Zellstoff- und Papierindustrie angewiesen sind, zu erhalten.

Auswirkungen des CRAFT-Programms auf die Zellstoffindustrie

Der Start des CRAFT-Programms markiert einen wichtigen Wandel in der US-Zellstoff- und Papierindustrie. Angesichts des globalen Wettbewerbsdrucks wird die Nutzung von Künstlicher Intelligenz und digitalen Technologien zur Steigerung der Effizienz bestehender Einrichtungen dazu beitragen, die Produktionskosten zu senken und die Ausbringung zu erhöhen. Darüber hinaus konzentriert sich das Programm nicht nur auf technologische Innovationen, sondern betont auch die Zusammenarbeit innerhalb der Branche, die für die Bewältigung des zunehmend herausfordernden Marktumfelds von entscheidender Bedeutung ist. Durch die Integration der Kräfte von Forschungsinstituten und Herstellern hat das CRAFT-Programm das Potenzial, die Kommerzialisierung neuer Technologien zu beschleunigen und somit die wirtschaftliche Basis der auf diese Branche angewiesenen Gemeinschaften zu unterstützen.