一、海藻生質能發展現況

為因應全球碳中和與能源轉型的挑戰，尋找永續且具環境效益的替代能源已成為當務之急。近年來，海藻（seaweed）因其高光合效率、快速生長和豐富的碳水化合物含量，被視為未來發展永續生質能源（sustainable bioenergy）的關鍵原料之一。相較於陸地作物，海藻不需耕地、淡水或肥料即可栽培，不會與糧食生產競爭。此外，海藻可吸收過量營養鹽與二氧化碳，有助改善海岸生態，成為兼具環境修復功能的能源作物。海藻在生長過程中能吸收大量二氧化碳，分解時亦不排放甲烷（methane），有助於碳封存和氣候變遷減緩，因此被稱為「藍碳」。此外，海藻不含木質素，簡化了其生物質的轉化過程，能透過簡單的醣化產生可發酵糖，更容易轉化為有價值的生質能源和化學品。

在國際案例中(如圖一)，韓國已將擴大海藻養殖列入海洋經濟政策重點，由海洋與漁業部（Ministry of Oceans and Fisheries）主導深化海藻碳匯機制與養殖研究。美國能源部（Department of Energy, DOE）則以大型藻類生物燃料計畫「MARINER」（Macroalgae Research Inspiring Novel Energy Resources）推動海藻作為下一代能源作物，加速技術研發與建置試驗場域。歐盟亦將海藻納入「藍色經濟策略」（Blue Economy Strategy），強調其在糧食、能源與環境之間的協同效益。此外，由英國資助的全球海藻計畫（GlobalSeaweed-STAR / SUPERSTAR / PROTECT）[1][2][3]，推動全球海藻研究與養殖韌性發展，並強化海藻產業在全球氣候變遷中的穩定性與適應力。這些皆可作為APEC成員推動海藻生質經濟發展的重要政策導向參考。

然而，儘管潛力巨大，全球海藻養殖產業仍處於早期階段，目前的生產規模尚不足以滿足生質精煉日益增長的需求。海藻的價值鏈比石油價值鏈更為複雜，需要確保穩定的原料供應、優化轉化技術、完善設施以及維持規模經濟。因此，亞太經濟合作組織（APEC）能源工作組於2025年4月發布的《推動APEC海藻生質能永續生產合作》報告，系統性盤點海藻作為生質能原料的潛能與技術現況，並提出促進區域合作的策略建議。

二、大規模海藻養殖技術的創新

目前海藻栽培技術可分為延繩式（longline）、浮筏式（raft-based），以及與魚貝類共養的整合型多營養階養殖系統（Integrated multi-trophic aquaculture system, IMTA），其中後者可同時發揮營養鹽吸收與環境調節功能，進一步促進養殖場內的營養循環與資源再利用，有助於實踐循環經濟（circular economy）理念。

海藻生質能的未來發展不只在於擴大規模，更在於持續技術創新，突破目前的瓶頸，實現能源效率最大化、成本最小化與碳效益制度化。以下為五大關鍵創新方向：

(一) 規模化養殖技術

1.離岸養殖系統

傳統的沿海養殖方式受限於空間和環境條件，近年來已逐步發展至離岸養殖技術（offshore cultivation），包含先進錨固系統和可沉式箱網養殖結構(submersible cultivation structures)，以應對惡劣海洋環境，同時為養殖提供穩定結構。

2.自動化與機械化

將自動化系統和機械化操作整合到海藻養殖中，優化從初步播種到最終收穫過程中的各個環節，大幅降低勞動力需求，同時提升播種及採收作業的精準度。

3. 人工智慧與物聯網 (AI & IoT) 整合

整合了水下成像技術、自動測量系統和先進數據分析能力，即時監測養殖環境變化(如水溫、鹽度、養分、光照)與病害風險，進而調整養殖策略，優化海藻生長條件並預測收穫時機提高生產效率。

(二) 加工與儲存技術

海藻的高水分含量（80-90%），因此，海藻收穫後的加工與儲存技術是直接影響海藻產品品質的關鍵。技術發展主要包含熱泵乾燥技術及結合溫度控制的先進包裝技術，可精確控制溫度和濕度來實現最佳乾燥條件，提高海藻生物量保存效率，減少損耗。

(三) 生質燃料轉換技術

海藻因不含木質素（lignin），使其成為理想的生質能源原料。可透過酵素水解（enzymatic hydrolysis）或酸水解（acid hydrolysis）方式高效釋放可發酵糖類，用於生產生質酒精（bioethanol）與生物丁醇（biobutanol）。此外，藻膠（alginate）與甘露醇（mannitol）等天然成分具有高附加價值，適用於能源、化工與生醫等領域。熱化學轉換技術如水熱液化技術（hydrothermal liquefaction, HTL）與部分厭氧消化（partial anaerobic digestion）則能從高含水量的海藻直接生成生質油與沼氣，有效提升整體能源產出效率。

(四) 碳封存與量測技術

除了能源轉換外，海藻也具備碳封存能力。海藻養殖可透過直接生物質吸收碳、溶解有機碳長期儲存於深海，與增強海洋鹼度促進碳吸收等機制實現碳移除。而發展精確可靠的測量方法是驗證海藻在氣候變遷減緩中潛在貢獻的關鍵之一，如利用穩定同位素分析技術(Stable isotope analysis techniques)追蹤不同生態系統間的碳轉移，以及制定標準化的碳匯測量協定（standardized sequestration protocols），確保碳封存評估的一致性和可靠性。

三、推動區域合作的關鍵策略

海藻產業的發展涵蓋多項技術、制度與市場面向，需仰賴跨國協調與資源整合，以克服其初期發展所面臨的挑戰。APEC報告中明確指出，有效的政策框架應涵蓋研發合作、教育培訓、財政激勵與基礎設施建設等多個面向，來全面提升海藻在永續生質能源和碳封存領域的潛力。

(一)跨國研發合作（Collaborative R&D）

推動跨國研發合作，加速技術成熟並促進知識共享，降低個別國家的研發風險。主要研究領域為基因優化（genetic optimization）、創新碳儲存技術（如碳礦化技術carbon mineralization technologies））及先進的生物質轉化系統（如人工酵素鏈（artificial enzyme cascades））。涵蓋運用基因工程技術（如CRISPR）可開發高固碳、高適應性的海藻品種，並透過海藻的碳礦化過程於深海永久封存，或提升生物質轉化技術，開發高附加價值產品。未來亦可進一步藉由AI製程控制（AI-driven manufacturing）提升生物精煉（biorefinery）效能，邁向智慧化永續生產。

(二)建立海藻養殖專區（Seaweed Aquaculture Development Zones, SADZ）

APEC各經濟體應建立海藻碳權制度（Seaweed Carbon Credit System），將海藻養殖所帶來的碳封存效益納入碳交易市場，以鼓勵民間投資、促進商業化養殖並達成減碳目標。此外，建議設立海藻養殖專區，透過稅賦減免、簡化行政程序與提供技術支援，有助於降低產業新進者門檻，加速整體產能擴展。為強化市場信任，亦建議推動「國際海藻原料永續認證制度」（International Feedstock Certification and Standards），制定標準以確保環境永續、勞工條件符合法規與產品溯源透明度。

(三) 人才培育與產業多元發展

APEC建議成立「海藻產業技能委員會（Seaweed Industry Skills Council）」，整合產官學研資源，制定職能標準與能力認證，並在各級教育體系中納入海藻科技相關課程，並推動混成學習模式（hybrid learning）與大規模開放線上課程（MOOCs），以培養具備跨領域能力的產業人才，補足現行教育資源與產業需求之落差。此外，海藻不僅止於能源用途，還具有跨域應用潛力。例如，經由精煉處理的海藻可應用於生物塑膠（bioplastics）、保健食品（nutraceuticals）、天然化妝品（cosmeceuticals）等市場，創造高附加價值產品。這類跨產業的發展潛力，將使海藻從單一原料走向完整價值鏈（value chain）經營，有助於帶動新創產業、創造就業並強化區域經濟韌性。

(四) 基礎設施與合作展望

在基礎設施建設方面，離岸養殖平台、自動化採收系統（automated harvesting systems）、預處理設施（pre-treatment facilities）與生物精煉廠（biorefineries）將是推動產業規模化的關鍵。透過公私合作（public-private partnerships, PPPs）可有效降低初期投資風險，促進技術商品化與區域發展。

整體而言，海藻做為能源與材料的原料，不僅能有效減少對化石燃料（fossil fuels）的依賴，亦具備巨大的碳封存與產業發展潛力。透過政策引導、科技創新、人才養成與跨境合作，APEC區域有望引領全球海藻生質經濟（seaweed-based bioeconomy）發展，成為實現永續發展目標（Sustainable Development Goals, SDGs）與碳中和願景的關鍵力量。