专家谈：海藻生物太阳能和生物电池技术的潜力【欧洲光储峰会】lg...

在SMM于比利时·布鲁塞尔 THE EGG举办的2024 欧洲零碳之路—光伏&储能峰会上，阿尔弗雷德·韦格纳研究所科学家兼教授 Olanrewaju Sulaiman Oladokun为本次大会作开幕致辞。他围绕“海藻生物太阳能和生物电池技术的潜力”的话题展开分享。

他在开始时提到了《近海波浪能海藻养殖系统可靠性分析》的研究，并表示，其中提到了海洋能源、节能系统和温室气体控制技术选择，以及关于通过创新造福有需要的人的一些想法。

对水资源清洁解决方案的需求

水和海洋的重要性

水：生命的本质

水的重要作用：

水是一切生命形式所必需的。

海洋覆盖了地球表面的70%，支撑着多样化的生态系统。

联合国承认

联合国确定海洋是可持续发展的关键支柱，强调海洋对全球健康和福祉的重要意义。

粮农组织预测 根据粮农组织（2005年），到21世纪中叶，全球生物质产量必须增加70%，才能满足预计100亿人口的需求。

自然资源的经济潜力

波浪能和海藻养殖是重要的自然资源，可提供可观的经济效益，并有助于可持续发展。

导言——海藻可再生能源的未来

为什么选择海藻？

快速增长和可持续性海藻是一种快速增长的可再生海洋资源，提供高度可持续的生物质。其多样化的应用涵盖了生物太阳能、生物电池和生物能源等领域。

海藻是一种基于自然的解决方案，可以促进能源创新，增强气候适应能力，为可持续实践提供途径。

创新能源应用它在推进太阳能和储能创新技术方面发挥着至关重要的作用，包括生物太阳能电池板和生物电池，以及生物能源解决方案。

与全球气候目标保持一致——基于海藻的能源解决方案非常符合全球气候目标，解决了对可持续能源替代品的迫切需求。

应对全球能源转型向可再生能源的转变在应对气候变化方面至关重要。海藻能源符合可持续发展目标（SDGs），特别是：

可持续发展目标7：负担得起的清洁能源；

可持续发展目标9：工业、创新和基础设施；

SDG 13：气候行动。

海藻的应用

营养、制药、医药、生物燃料和一系列其他生物技术产品，包括化妆品、太阳能、明胶、可持续蛋白质抗生素等。

此外，据媒体信息显示，海澡有多种用途，可以种植或从野外采集。它可以是未加工的，也可以是加工过的。海藻可以用于食品工业、纺织、医药、化妆品、园艺以及生物燃料生产.....

海藻在能源创新中的作用

生物太阳能技术

创新颜料

从海藻中提取的色素，如藻胆蛋白，正被研究用于有机光伏OPV)电池中。这些色素可以增强光吸收，从而提高生物太阳能电池的效率。

成本和效率的提高

来自海藻的材料显示出降低生产成本和提高整体效率的潜力，这要归功于从自然中汲取灵感的仿生设计原则。

生物电池技术

生物聚合物研究

海藻提取的褐藻酸和其他各种生物聚合物目前正在研究用于生物电池的应用，这些材料为能源储存解决方案提供了可持续的替代方案。

增强的能量密度

以海藻为基础的双电池提供更高的能量密度，并以生态友好的方式生产，解决了储能技术中普遍存在的挑战。

性能数据

初步测试表明，海藻电池与传统鲤离子电池相比，效率提高了20-30%，展示了其在能源存储应用中的潜力。

电池需求

全球二次电池需求量即铅酸、鲤离子、镍锅、镍氢等。

可持续发展与环境影响

积极的环境足迹

碳固存

海藻种植积极吸收海水中的二氧化碳，为碳固存做出了重大贡献，这一过程在缓解气候变化方面发挥着至关重要的作用

支持气候行动

通过减少温室气体排放，海藻种植直接支持可持续发展目标13 (气候行动)，帮助应对全球变暖及其影响

生态友好型能源解决方案

以海藻为基础的生物太阳能电池板和生物电池消除了与常规能源技术通常相关的有毒物质，这符合SDG 12(负责任的消费和生产)，促进能源生产的可持续实践。

海藻在可持续价值链中的作用

实现全球目标：将海藻的影响与可持续发展目标相结合

可持续发展目标7(可负担的活洁能源)

海藻为基础的生物太阳能电池板和生物电池组件提供可扩展的、具有成本效益的能源解决方案，适用于发达地区和发展中地区，促进了全球的能源获取。

可持续发展目标12(负责任的消费和生产)

海藻的再生特性支持能源部门更可持续的生产过程，减少浪费并促进生态友好的做法。

可持续发展目标14 (水下生活)

海藻养殖在维持海洋生态系统健康、使能源生产努力与更广泛的环境恢复目标相一致方面发挥着至关重要的作用。

可持续发展目标13(气候行动)

通过促进二氧化碳的固存和可再生能源的产生，海藻技术积极缓解了气候变化的影响，加强了全球应对这一关键问题的努力。

价值链：从种植到能源生产

海藻养殖产生的废物可以得到有效再利用，这有助于缓解资源枯竭和污染。通过海藻养殖和能源技术创造零废物价值链，我们可以为实现SDG 7 (负担得起的清洁能源) 做出重大贡献。

海藻生物电池和生物太阳能

整体优势将源于农业部门，并延伸至电池行业，为政府和广大公众带来显著的社会经济效益。

海藻能源集成：海藻能源的循环方法

影响：海藻能源系统减少环境足迹，促进循环经济，并与全球气候目标保持一致。

材料与价值链：海藻的工业应用

关键材料：

植胆蛋白：用于生物太阳能细胞。

海藻酸盐和纤维素：在生物陶瓷和各种生物聚合物应用中必不可少。 影响：利用可再生和低成本的海洋材料可大大降低生物太阳能和生物电池技术的生产成本。

价值链优化：

以海藻为基础的能源技术可以无缝融入现有的可再生能源供应链

从种植到储能和太阳能应用，海藻为能源生产提供了可持续的替代品，从而增强了全球能源韧性。

海藻栽培：能源技术的可再生资源

栽培模式：

海藻养殖场可以在近海环境中建立，可以与风力发电场合用，也可以独立运营；

影响：近海海藻养殖具有提高生物多样性的潜力，对可持续发展目标14(水下生命)做出积极贡献。

经济潜力：

海藻可以全年种植，每年每公顷产量在30至50吨之间，具体取决于品种和环境条件。

凭借海带和马褂木等快速增长的物种，该行业可为生物能源市场生产大量生物质，促进可持续能源生产。

海藻驱动的生物太阳能技术系统

转向生物太阳能：

海藻衍生的藻胆蛋白通过改善光吸收，显著增强太阳能电池。

效率提升：研究表明，与传统的硅基太阳能电池板相比，集成这些天然颜料可以提高20-25%的太阳能收集效率。

快速太阳能收集：基于海藻的有机光伏电池受益于其固有的捕光颜料，能够更快地捕获和转换光线。

目前的研究强调，从红藻中提取的藻胆蛋白在有机光伏电池 (OPV)中具有增强的光吸收能力，通过结合这些色素，研究人员观察到太阳能捕获效率显着提高。

海藻生物电池用于储能

生物电池潜力：

海藻衍生的生物聚合物，如藻酸盐，在储能应用中表现出显著的效率。

提高能量密度：这些生物聚合物可提高约25%的能量密度，从而产生更持久、可再生和充电更快的电池。

快速充电和低毒性：海藻生物聚合物无毒且可生物降解，非常适合用于储能解决方案和电动汽车。

增强性能：研究表明，与传统的鲤离子电池相比，利用褐藻酸盐和其他海藻生物聚合物的生物电池的能量密度和寿命提高了30%.

环境影响：通过减少对稀土金属的依赖，海藻电池支持循环经济，符合SDG9(工业、创新和基础设施)和SDG 13(气候行动)这些进展使海藻双电池成为可再生能源储存和电动交通领域不断发展的可持续替代品。

海藻生物质作为可再生生物质来源的生物能源

生物能源转换；

海藻生物质可以转化为乙醇和沼气等生物燃料，为化石燃料提供了可持续的替代品。

海藻产生的废料还可以循环利用，制成生物肥料，支持循环经济。

减少废弃物和污染；海藻种植起到养分汇的作用，从海洋中去除多余的氮和磷，减少海洋污染。

生物能源潜力：

海藻可以通过厌氧消化等过程转化为生物燃料 (乙醇、生物柴油)和沼气 (甲烷)。

平均1吨干海藻生物量可以生产200-250升生物燃料，减少对化石燃料的依赖。

为适应气候变化和生态系统融合而生长

可持续海藻栽培与物种

用于能源生产的物种；

海带(火热大囊藻)；以其高产生物质和丰富的藻酸盐含量而闻名，是生物聚合物提取和生物能源生产的优良候选者.

马尾藻；这种生长迅速的物种在热带水域蓬勃生长，适合生物能源应用，它富含生物活性化合物，是生物燃料和生物聚合物转化的理想选择。

紫菜(海生菜)；紫菜是一种生长迅速的植物，由于其生长速度快，吸收养分效果好，所以非常适合沼气生产。

栽培方式

海藻可以在海洋生态系统中可持续地养殖，不需要士地、淡水或肥料。可持续性；

种植不与陆地作物竞争，也不需要淡水或肥料，因此是一种环境友好的选择。此外，海藻可以促进海洋生物多样性和碳封存，支持SDG 14 (水下的生命)和SDG13 (气候行动)。研究表明，海藻每公顷可以封存多达1.5吨的二氧化碳，在气候行动倡议中发挥着重要作用。

结论

海藻作为可再生能源的未来

海藻作为可持续能源的催化剂

海藻生物太阳能和生物电池技术为可扩展的可持续能源生产提供了巨大的潜力。

通过将海藻融入可再生能源系统，我们可以朝着低碳的未来迈进，同时支持生物多样性、气候适应性和全球可持续发展目标。

改变游戏规则的潜力

海藻技术提供清洁、快速充电的能源解决方案，同时应对更广泛的环境挑战，包括海洋生物多样性和海岸保护。

基于海藻的生物太阳能、生物电池和生物能源技术具有重塑可再生能源格局的重大潜力。

这些创新符合可持续发展目标(SDG) ，为紧迫的可持续性挑战提供了基于自然的解决方案。

推广这些技术将支持全球能源转型，促进经济建设，促进生态恢复。

海藻对未来能源的潜力

海藻能源的未来：战略途径

市场扩张

据预测，到2025年，全球海藻市场将达到170亿美元，人们对包括能源和生物工程在内的各个生物技术领域的兴趣激增。

技术上的突破

目前的研究重点是提高生物太阳能电池板和生物电池的能效，早期的原型在试点测试期间显示出显著的潜力，表明具有强大的商业可行性。

和环境效益整合以海藻为基础的能源解决方案可以降低30%的能源储存成本，同时有助于可持续性努力，减少排放，促进环境恢复力。

利益相关者的行动呼吁

研究机构：重点推进研发，以提高能源效率，开发可扩展的海藻能源系统

政府和决策者：支持和投资海藻能源项目，如马来西亚的大挑战，以实现全球气候和能源目标。

行业领袖：将海藻生物大阳能和生物电池技术纳入现有的可再生能源框架中，以实现更快的太阳能收集、更高效的能源存储和更少的碳足迹

通过海藻创新，我们可以引领一个碳中和的未来。让我们创造一个不仅能源丰富，而且清洁和环境恢复的世界。

合作是关键：为了充分发挥海藻的潜力，我们必须扩大这些技术的规模，促进跨部门合作，投资于利用生物太阳能和生物电池解决方案的项目。

行动呼吁：现在就是海藻革命，这是我们重塑能源系统、保护地球、建设可持续未来的机会。