↑ 智慧海洋科技發展概況示意圖 (科技組以AI生成)
一、海洋科技的發展趨勢
(一) 夏威夷🏵️
利用其獨特的地理環境，從過往單純的海洋觀光與娛樂產業，轉型為全球海洋科技、藍色經濟與航太探索的實驗樞紐，如海洋溫差發電 (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)、波浪能、傳統漁業升級高科技生技，以及尖端的直接海洋碳捕捉 (DOC) 技術，展示該地區在再生能源與減緩氣候變遷方面的領先地位，從硬體到軟體整合的全面升級。如利用深層海水(Deep Ocean Water, DOW)低溫、潔淨、富含營養鹽且無病原體的特性，發展高生物安全的蝦類育種、冷水魚類與高價值微藻養殖，或是做為海水空調(Seawater Air Conditioning, SWAC)或海水區域供冷(Seawater District Cooling)，進一步作為漁業、研究與工業用途；或是利用「太陽能熱驅動正向滲透 (FO)」淡化技術，以聚光太陽能與先進膜技術取代傳統高壓幫浦，大幅降低耗能與污染。
此外，結合AI 驅動的數據分析、水下無人航行器 (AUV) 與數位孿生海洋系統等技術，大幅提升了夏威夷海洋監測與資源管理的精準度，同時政府與產學界也期待透過基礎設施與跨州(HI-CA)聯盟，建立一套從實體感測到虛擬預測的「數位海洋 (Digital Ocean)」架構，以及從「技術驗證、商業加速到產業聚落」的完整生態系，加速科技、生態保護與永續發展的深度整合，以建構島嶼韌性。
↑ 夏威夷應用海水空調(SWAC)為建築物降溫系統運作示意圖 (Photo credit: HSWAC AND HAWAII BUSINESS RESEARCH)
(二) 南加州🌴
由聖地牙哥擔綱海洋發展的重要角色，圍繞著藍色經濟與智慧海洋(Ocean Intelligence)兩大核心，發展全球首創的「藍色經濟孵化器(Blue Economic Incubator)」，積極將該地區打造成「藍色科技海灣(Blue Tech Bay)」，包含永續水產養殖、智慧港口與沿海情報、海事減碳與淨零轉型等氣候韌性、海洋能源技術。如透過海藻與貝類的水產養殖，不僅能生產食物與生質燃料，還具備碳封存、生物復育、改善水質與生態復育等多重環境附帶效益。
↑ 聖地牙哥科技港灣創新技術與當地企業 (Photo credit: Port of San Diego 2025 annual report)
而聖地牙哥港口作為全美少數的「戰略港口(Strategic Port)」之一，與美國軍事部門密切合作，推動海事防禦與海岸安全創新技術，加速感測技術、數據整合與無人自主系統的發展，並將海洋數據轉化為具備決策支援及進一步分析使用的重要基礎，目標是將海洋科技轉化為「軍民兩用(Dual-use)智慧化」的具體方案，確保海洋科技可以達到商業規模化，同時兼顧永續藍色科技及國家安全韌性的需要。
二、海洋能源與碳捕捉
(一) 夏威夷：海洋綠能及碳捕捉技術從實驗室到商業化與電網整合
🪼 海洋溫差發電 (OTEC) 提供穩定基載電力：夏威夷自然能源實驗室管理局 (Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority, NELHA)擁有全球領先的 OTEC 設施，透過管線把深海冷水與表層暖水抽上岸，用於能源、水資源、養殖與海洋生物科技實驗，同時也是全球 OTEC 商業化領航者，其當地合作企業Makai Ocean Engineering 已成功運作 100kW 級封閉循環系統，利用表層暖水與深層冷水的溫差發電，並成為全球首座成功併入美國電網的 OTEC 設施，證明了其提供 24/7 穩定基載電力的可行性，未來規劃與綠氫製造及海水空調 (SWAC) 結合的「多用途平台」發展。
↑ Makai 於夏威夷的OTEC熱能轉換設施與控制站 (Photo Credit: Makai)
↑ 夏威夷深海管線配置 (Photo courtesy: HOST website)
🪼 波浪能 (Wave Energy) 併網與離岸應用：歐胡島(Oʻahu)的併網波浪能測試站 (WETS) 在 2024 年成功部署了大型 OceanEnergy-35 波浪能設備，直接為海軍與民用電網供電，同時，波浪能也正被應用於為海底電池與自主水下航行器 (AUV) 充電，以及驅動近岸海水淡化設備。
🪼 海洋碳捕捉(Direct Ocean Capture, DOC)引領藍碳市場：海洋吸收了全球約四分之一的碳排放，夏威夷亦是DOC技術的先驅，其Captura公司在 NELHA 啟動了每年1,000噸規模的Titan 計畫，透過電化學過程直接從海水中分離二氧化碳。該技術最大的優勢在於不使用化學添加劑，且處理後排回的海水pH 值恢復正常，對珊瑚礁生態極為友善。且Captura公司更與洛杉磯港AltaSea園區合作，安裝每年100噸碳捕捉設施，並把洛杉磯作為研發與試驗場域，協助該公司在關鍵製程的創性突破與效率。
(二) 南加州(聖地牙哥)：分為碳捕捉與封存(Carbon Sequestration & Capture)、海洋與港口能源轉型(Electrification & Shore Power)兩大主軸
🪼 生物固碳：透過藍色經濟孵化器(BEI)支持如 Sunken Seaweed 等新創企業，在海灣內建置海藻養殖測試場，實際評估與量化海藻水產養殖在「碳封存」上的效益。
↑ 海藻養殖場碳循環及碳封存利用示意圖 (Photo credit: Revell Design)
🪼 大氣與水質監測：利用 HyperKelp 等智慧浮標平台，近乎即時地監控水下噪音及「大氣二氧化碳濃度」，為碳減排計畫提供數據支持。
↑ 聖地牙哥港HyperKelp用於蒐集海水及大氣資訊的智慧浮標 (Photo credit: HyperKelp)
🪼 智慧岸電系統：VoltSafe公司透過將傳統的插頭(pronged plug)替換為磁性連接(magnetic connection)，此一磁性連接技術可以在水與電混合的碼頭環境中，大幅減少傳統插座容易引發的觸電(electrical shocks)、設備腐蝕(corrosion)以及其他潛在危險，同時該系統配備了智慧軟體，讓碼頭營運商能夠即時監控每個泊位的詳細狀況，包含目前的用電量、是否發生斷線或漏電(leaks)，以及用電尖峰需求等，讓港口管理者能迅速掌握並應對任何異常情況，也為碼頭岸電系統帶來新一代的安全升級。
↑ Volsafe於聖地牙哥港磁吸岸電系統與泊位管理平臺 (Photo credit: HyperKelp)
🪼 微電網(Microgrid)與再生能源：聖地牙哥港是加州首個採用氣候行動計畫的港口，該計畫制定了到 2035 年的溫室氣體減排目標，涵蓋包含替代能源發電(alternative energy generation)、能源節約與效率提升、清潔交通以及水資源節約等措施，該港於 2018 年在第十大道海運碼頭安裝了太陽能光電板(Photovoltaic solar panels)以及地面電池儲能系統(ground-mounted battery system)，以提供再生能源並減少溫室氣體排放，且在港口總體規劃更新(PMPU)中，明確要求第十大道海運碼頭的開發項目必須落實電氣化或減少對化石燃料的依賴，其中包含盡可能提前建置現場(on-site)的再生能源生產與電池儲能設備，逐步從高化石燃料排放的能源，轉型為較低排放或零排放的能源來源。
三、智慧港口與數位海洋
(一) 夏威夷：數據標準化與基礎建設現代化
🪼 多層感測網路與數位海洋 (Ocean Digital Twin)：夏威夷建構了由衛星、浮標、無人載具及深達 4800 公尺的 ALOHA 海底光纖觀測站所組成的多層感測網路。這些龐大的數據由 PacIOOS (太平洋島嶼海洋觀測系統) 平台整合，並利用 AI 模型進行資料同化，建立「海洋數位孿生」，以精準預測海流、珊瑚白化與氣候變遷。
🪼 智慧港口與氣候韌性基礎設施：檀香山港的 Kapālama 貨櫃碼頭 (KCT) 透過墊高碼頭來應對海平面上升，展現了極強的氣候韌性。同時，夏威夷積極導入光達 (LiDAR) 的數位孿生技術進行老舊港口資產管理，並遵循國際海道測量組織(International Hydrographic Organization, IHO)海事數據標準S-100(通樣海洋測繪數據框架)/S-101(電子海圖ENC標準) 。
🪼 AI 閘口與潔淨港口計畫：在物流效率上，檀香山港導入了結合 AI 光學字元辨識 (Optical character recognition, OCR)的「智慧閘道(smart gate)」，用於自動識別貨櫃編號、車牌，以及同步掃描貨櫃外官自動檢測損害裂縫、封條破損等情形。在能源轉型上，夏威夷運輸部獲得美國環保署近 6,000 萬美元資助，於貨櫃碼頭推動大規模氫能化，將柴油設備替換為氫燃料載具。為了防範港口數位化的系統風險，夏威夷大學(UH)更與美國海岸防衛隊(USCG)合作建立 CyberHawai'i 跨領域網路安全生態系，並定期舉行網絡安全演習。
(二) 南加州(聖地牙哥)：3D數位化與AI開放平臺
🪼 全景測繪與 3D 數位化管理：港口與新創公司EarthViews及Esri合作，結合水上 360 度全景影像與水下 3D 測深(bathymetric)數據，建立客製化的網路測繪平台，管理單位可透過虛擬導覽加上標籤功能，準確掌握水上與水下資產與基礎設施的狀況，打破部門間的橫向數據孤島。
🪼 即時環境與水質感知網絡：當地企業MarineLabs透過感測器節點，提供水面上持續性的海浪、風力與尾流即時數據等沿海氣候數據，支援港口的防護與營運決策。FREDsense則開發可攜式五合一感測器，能即時分析流入海灣的鋁、銅、鉛等重金屬含量，將傳統需要數週的實驗室檢測時間大幅縮短，使港口能迅速就暴雨水質監測調整管理措施。
🪼 AI 驅動的智慧建築與設施管理：聖地牙哥港導入如 OCEAN Intelligence 等 AI 開放平台，透過收集並分析大量物聯網(IoT)與建築資訊模型(BIM)數據，實現設施的預測性維護、能源消耗最佳化以及營運流程的全面數位化。
四、重要產學聚落及園區
(一) 夏威夷：整合天然地理優勢與跨州資源，建構從技術驗證、商業加速到數據運算的完整藍色經濟產業廊道
1. 夏威夷海洋科學技術園區 (HOST Park) / 國家能源實驗室 (NELHA)
HOST Park 位於夏威夷大島的 Kona 海岸，佔地 870 英畝，由夏威夷自然能源實驗室管理局 (NELHA) 營運。這裡是整個太平洋藍色經濟網絡的「技術起源地」與當地藍色科技孵化器。園區擁有全球規模最大、最深的取水管線，能從 900 公尺深海抽取約 4°C、純淨且富含營養鹽的冷海水，園區透過各項技術將資源被發揮到極致，首先用於海洋溫差發電 (OTEC) 或海水空調 (能源層)；升溫後再導流至高生物安全的水產與微藻養殖區 (產業層)；最終提煉為深層瓶裝水與礦物質 (產品層)。
2. 檀香山 Blue Startups 商業加速器
當海洋科技在 HOST Park 獲得技術驗證後，位於檀香山的 Blue Startups 便接手將其轉化為可獲利的商業模式。作為全美排名前列的加速器，它不僅協助當地新創，還專門媒合來自台灣與日本的科技新創，協助其獲取美國西岸的風險投資。透過與加州 TMA BlueTech 聚落的串聯，夏威夷的創新技術能進一步對接到美國本土龐大的國防與航太產業鏈中。
3. 數位海洋與先進感測聚落 (SOEST & PacIOOS)
以夏威夷大學(UH Mānoa)馬諾阿分校的海洋與地球科學技術學院 (SOEST) 為核心，結合太平洋島嶼海洋觀測系統 (PacIOOS)，形成了強大的軟體與數據運算聚落。該聚落整合了深達 4800 公尺的 ALOHA 海底光纖觀測站、各種自動化浮標、波浪滑翔機 (Wave Glider) 等多層感測網路數據。他們不僅是美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA) 的重要合作夥伴，更是推動 AI 預測模型與「海洋數位孿生 (Ocean Digital Twin)」的中樞神經。
↑ PacIOOS結合NOAA海圖，建構關島Apra Harbor數據模型 (photo credit: PacIOOS)
4. 檀香山智慧港口示範區 (Honolulu Harbor & KCT)
檀香山港不僅是海運樞紐，更被打造為智慧化基礎設施的實境園區。其中 Kapālama 貨櫃碼頭 (KCT) 是夏威夷史上最大的港口現代化專案，透過墊高碼頭直接應對海平面上升的威脅。該港區獲得美國環保署 (EPA) 近 6,000 萬美元資助推動氫能化，將柴油設備替換為氫燃料電池驅動。同時，港區也全面導入基於光達 (LiDAR) 的數位孿生資產管理與結合 AI 影像辨識的智慧閘口，大幅提升了物流效率與安全防護，也展現其氣候韌性。
(二) 南加州(聖地牙哥)：Port of San Diego匯聚產官學的三方(Triple-Helix)官方創新平臺
聖地牙哥港TMA BlueTech與「藍色經濟孵化器」(Blue Economy Incubator, BEI)：
TMA BlueTech是總部位於聖地牙哥的區域性組織，由港口官方成立的創新平台，匯聚了「產、官、學(Triple-Helix)」三方力量，擁有超過100家會員企業。其 BEI 計畫為早期的海洋與水處理科技新創公司提供實體辦公空間、輔導制度(mentorship)及全球網路資源，協助技術從概念走向商業化與實際部署。BEI 最核心的價值在於提供「試點促進計畫(pilot project facilitation)」服務，提供資金、港口測試場地(testbeds)、法規與許可申請、公關宣傳以及技術支援等協助。目前已成功扶植包含Lux Bio在內的13個創新專案。
**以上內容均由科技組自行蒐整**
