创新背景

未来几十年地球人口增长，气候变化，耕地有限，淡水缺乏和环境退化都将限制可以种植的食物数量。目前生产粮食的方式和对陆地农业的依赖无法实现在有限的耕地上将粮食产量提高50%以上，到2050年养活预计的100亿人的目标。

创新过程

由于野生鱼类种群已经被大量开发，并且沿海海洋的海洋鱼类，贝类和海藻养殖受到限制，研究人员主张在陆上水产养殖设施中种植藻类。研究人员根据年度阳光，地形和其他环境和物流因素预测产量。模型结果表明，陆上藻类养殖设施的最佳位置位于全球南方的沿海地区，包括沙漠环境。

研究人员表示，藻类实际上可以成为全球南方的粮仓，在那片狭窄的土地上，他们可以生产出比世界所需的所有蛋白质更多的蛋白质。

除了高蛋白质含量外，研究人员还指出，藻类提供素食中缺乏的营养，例如肉类中发现的必需氨基酸和矿物质以及通常来自鱼类和海鲜的omega-3脂肪酸。

藻类的生长速度比传统作物快10倍，在利用养分方面可以以比农业更有效的方式生产。例如，当农民添加氮肥和磷肥种植陆地作物时，大约一半会离开田地并污染水道。通过在封闭设施中生长的藻类，多余的营养物质可以被捕获和再利用。

同样，必须将二氧化碳添加到水产养殖池塘中以生长藻类。研究人员和公司一直在尝试将藻类添加到建筑材料和水泥中，其中碳被封存并从大气中去除。研究人员表示，如果他们在这些长寿命的结构材料中使用藻类，那么他们就有可能成为负碳，并且是气候变化解决方案的一部分。

一个挑战是，目前采购二氧化碳既昂贵又节能，但工程师们正在试验聚光太阳能技术，该技术使用镜子聚焦和集中太阳光来加热工作流体，这反过来又可用于从空气中捕获二氧化碳的直接空气捕获技术。

此外，虽然藻类养殖在纸面上解决了许多与食物相关的环境问题，但只有当人们在饮食和其他用途中采用它时，它才能成功。添加营养藻类作为植物性肉类的主要成分或补充剂是一种可能性，目前植物性肉类依赖于营养较少的豌豆和大豆。

研究人员发现，当藻类被添加到鸡饲料中时，母鸡产下的鸡蛋中的omega-3脂肪酸含量是普通鸡蛋的三倍。

这种营养丰富和蛋白质密集的藻类可以用在日常生活的很多方面，甚至可以成为全球南方的粮仓，所以在陆地上的水产养殖场种植藻类可以持续地养活世界，达到养活100亿人的目标。

研究人员在陆上海水喂养的水产养殖系统中种植营养丰富和蛋白质密集的藻类。