さまざまな素材の製造には、大きな炭素排出量が伴います。
しかし、素材の製造方法を見直すことで、その環境への影響を大幅に減らすことができます。
素材AIは、世界経済がより持続可能な未来へ移行する速度を高める素材の発明に役立つ応用例が数多くあります。
世界の温室効果ガス排出量への寄与が最も大きい分野を見ると、いつもの 容疑者は、エネルギー、輸送、農業、建設です。さまざまな素材の製造が世界の温室効果ガス排出量にどれほどの影響を与えているかは、すぐには気づきにくいものです。それでも、素材の製造は間違いなく最大の要因と言えるかもしれません。大きな問いは、素材の製造方法を見直して、その環境への影響を大幅に減らせるかどうかです。
素材が環境に与える影響は、もはや後回しにできる問題ではありません
産業革命の始まり以来、私たちは必要とするあらゆる素材を生産してきました。その生産が環境に与える影響は、後回しにされてきたにすぎません。そのような方法が地球にとってどれほど有害であるかを私たちが理解した今、ようやくそのあり方を見直しつつあります。
幸いなことに、技術はすでに追いつき、素材の分野における意外な技術革新、すなわちソフトウェアの恩恵を大規模に受け始める寸前にあります。人工知能（AI）の急速な進歩は、素材の発明、試験、改良の方法にも影響を与えつつあります。
この大きな変化は、二つの重要な分野に影響を及ぼします。新しい素材を、実験室で各素材の物理的な試作品を何千個も試験することなく、仮想的に試験できるようになりました（コンピューターによって物理的特性や素材をシミュレーションします）。このアプローチだけでも、プロセスを数桁速めることができます。二つ目の分野は、素材の環境への影響に関して最も有望な分野でもあります。素材の生産を開始する前に、新規または改良された素材の環境への影響を計算によってモデル化できます。
世界経済フォーラムは気候変動に対して何をしているのでしょうか？
素材は、世界の炭素排出量をどのように削減できるでしょうか？
AIの進歩が明日の素材に大きな恩恵をもたらすと期待される、有望な分野がいくつもあります。まず全体像から見てみましょう。世界経済を脱炭素化する最も速い方法は電化であるというのが、多くの専門家の一致した見方です。
永久磁石は多くの重労働を担えます
ほとんどの電動モーター（電気自動車、風力タービンなど）は、電磁気を利用するため磁石を使用しています。このような電動モーターの効率と性能をさらに高める役割を果たしているのが永久磁石です。そのため、ネオジム磁石などのレアアース磁石への関心が高まっています。永久磁石は需要が増加している一方で供給が不足しており、その結果、価格が上昇し、この3年間で約100％上昇しています。
では、素材AIはどのように役立つのでしょうか。もしAIが、永久磁石と非常によく似た特性を持つ素材を発明できたとしたらどうでしょう。これらの素材は採掘する必要がなく、必要なときに必要な量だけ、すばやく製造できるとしたらどうでしょうか。その場合、世界のネットゼロをどれほど早く達成できるでしょうか。
磁石は重要ですが、低エネルギー照明はどうでしょうか？
改良し、環境への影響を低減できる素材は数多くあり、明白な候補であるもの以外にも広がっています。例えば、アルミニウムは、市場規模が推定1,700億ドル弱に達し、なお拡大しています。
その一例がテルビウムです。この素材の価格は、2020年以降200％を超える速さで上昇しているだけでなく（200％超）、市場規模は700億ドルを超えています。気候への影響という点では、非常に環境汚染の大きい素材です。テルビウムを1キログラム生産するごとに、約300キログラムのCO2が発生します。テルビウムは、特に低エネルギー電球や光ファイバーなど、多くの分野で使用されています。
持続可能な素材を使用することに、何かデメリットはあるのでしょうか？
私たちは、生き方を変えなければ人類が未来に劇的な影響を及ぼしてしまう分岐点に立っています。気候変動が私たちの日常生活の多くの領域に影響を及ぼしていることは否定できず、こうした気候関連の変化は加速しています。地球温暖化は年々悪化しているだけでなく、自然災害の顕著な悪化も見られます。森林火災は激しさを増しており（過去20年間に地球上で失われた森林の約30％は森林火災によるものです）、ハリケーンは勢力を強めています。迅速に行動しなければ、これらの気候変動が不可逆的になる段階に至る危険にさらされています。
この点で私たちが直面しているリスクは一つあり、それは十分な速さで行動しないことです。
次はどうなるのでしょうか？
素材AIは、より効果的で、設計段階から環境に配慮した素材を用いて、世界経済がより持続可能な未来へ移行する速度を高める素材の発明に役立つ応用例が数多くあります。こうしたAIの進歩により、素材の生産を開始する前であっても、その環境への影響を確認できます。このように大きな影響を生み出せるため、AIがなければ夢見ることすらできなかったことを実現できるのです。
今日、このような高度な素材を発明できる技術を持つ企業は本当に存在するのでしょうか。端的に言えば、存在します。例えば、Materials Nexusのように、先進素材の改良および発見の分野で有望な成果を上げている企業があります。また、Microsoft（Azure Quantum Elementsを擁する）のような既存の大手技術企業も、この分野に急速に参入しつつあります。私たちが今必要としているのは、気候変動が不可逆的になる前に、これらの技術の活用を加速させることです。
