污泥綠氫智控發電整合系統

G 永續轉型

申請編號
173
隊名
峰啟雲湧
聯絡人
楊敦皓 ・0965612281 ・dunhaoyang144@gmail.com

在官方系統開啟此提案

AI 輔助評估

摘要
以Edge AI外掛既有污水廠SCADA,機器學習最佳化污泥厭氧消化產氫與發電排程。
實質空洞
是 — 架構華麗無資料無團隊
卡詞
否
治理樣板
否
既有作品
否
性別影響
幾乎不涉及;污水廠操作人力以男性為主,提案未提任何性別考量。
DEI
僅鎖定雙北中高大型廠,小型與偏鄉廠排除;將現場人員視為誤判來源,有去技能化疑慮。
STS·社會影響
厭氧消化主產甲烷非氫,綠氫定位可疑;資料欄全空、成員僅1人地理系、8週接SCADA不切實際;抄自他案殘句。
AI 使用
核心為GBT/NN製程模型但無任何訓練資料;提案文獻與法規靠LLM整理,未查證且引用皆泛稱。
資安隱私
無個資,但Edge AI介接水廠SCADA屬關鍵基礎設施OT資安風險,僅一句「確認資安規範」帶過。

初審

總分 可行性 社會影響力 創新性 提案團隊多元性 資料治理思維
0.30 0 0 1 0 0
評語
污泥產生的是甲烷,不是綠氫。
筆記
前提就錯了。
初審會議筆記
(無)

工作坊

筆記
(無)

決審

總分 可行性 社會影響力 創新性 實作進程驗證
(無) (無) (無) (無) (無)
入選
否
評語
(無)
筆記
(無)

同團隊提案(團隊 6)

同主題提案(主題 20:綠氫與低碳發電)

壹、隊名及題目

一、隊名
峰啟雲湧
二、題目
污泥綠氫智控發電整合系統
三、提案對應之徵件構面
永續轉型
四、團隊要解決的問題?
相較於傳統製氫方式,污泥厭氧消化產氫發電具備廢棄物資源化與減碳雙重效益,然而台灣現行污水處理廠的厭氧消化技術仍面臨三大瓶頸: 1. 產氫效率偏低:厭氧消化槽關鍵操作參數,目前多仰賴現場人員經驗判斷與定期人工量測調整,難以因應進流水質與有機負荷之動態變化即時最佳化,導致產氫率長期低於理論潛力值。 2. 能源轉換效率與穩定性不足:廠區普遍缺乏整合性智慧監測系統,感測器數據多為單點紀錄而非即時串聯分析,一旦進流水質發生波動,操作人員往往在製程已明顯劣化後才察覺,造成產氣量大幅震盪甚至消化槽酸化失衡。 3. 產氫與發電系統缺乏整合調度:多數廠區之厭氧消化產氣設施與後端發電系統各自獨立運作,未依電網尖離峰時段或廠內用電需求進行動態調度,未能達到能源回收最大化,也削弱大規模投資的經濟誘因與回收年限。 上述瓶頸使污泥厭氧消化產氫發電雖具技術潛力,卻長期停留在「可行但不具規模化誘因」的階段
五、本提案是否屬於尚未進行、且尚未成立標案、未申請政府相關預算之計畫,階段性計畫亦同
是
六、前題若選否,請敘明招標機關、計畫名稱、計畫工作內容與本次精進內容

貳、聯絡人資訊

聯絡人姓名
楊敦皓
聯絡人電話
0965612281
電子信箱(Email)
dunhaoyang144@gmail.com

參、提案內容說明

一、可行性

(一)已有隊員人數(含聯絡人)
3
(二)團隊成員及任務分工?
(三)參賽隊員中是否有「歷屆獲獎團隊或初審入選者」?
否
(四)參賽隊員中是否有其他之獲獎證明?
否
(五)請說明您的提案「已使用」哪些相關資料?
政府開放資料: 自備資料:
(六)請說明您的提案「後續驗證期間」預計使用哪些相關資料?
政府開放資料: 自備資料:
(七)除了上述資料外,是否有需要哪些機關的未開放資料?
否,沒有其他機關的未開放資料需求
(八)針對上述(欄位(五~七))之資料預計應用方式?
將歷史營運數據與即時監測資料進行清洗與特徵工程,運用機器學習演算法(如梯度提升樹、類神經網路)分析複雜環境變數(pH值、溫度、水力停留時間、有機負荷)與有機物分解率、產氫率之間的非線性關係,藉此建立「動態操作最佳化模型」,於製程即將偏離最適區間時提前產出調整建議。 同時,將產氫預測結果與廠區用電負載、區域電網饋線容量資料串聯,建立「能源調度輔助模型」,依電網尖離峰電價與廠內用電需求,自動建議最適化的產氫排程與發電機組啟停配置,並透過戰情儀表板將建議提供第一線操作人員參考複核,而非全自動取代人工決策。
(九)請說明提案預計實證及落地場域為何,如在中央或地方機關、產業或NPO/NGO等,如何導入公共服務運作?
本提案預計以地方政府水利局轄管、具備厭氧消化設施之大型水資源回收中心(如雙北、台中或高雄轄下具規模之廠區)作為落地場域,理由是此類廠區污泥處理量體大、厭氧消化設施完備,具備充足歷史數據以支撐 AI 模型訓練與驗證。 導入方式採「外掛式智慧擴充」策略:不改變現有廠區主體硬體架構與既有 SCADA 系統,透過建立 Edge AI 邊緣運算智控模組與現行監控系統介接,即時擷取感測數據並回饋最佳化建議,輔助第一線廠區操作人員進行動態條件調整,將傳統污水廠逐步升級為城市級的「隱形綠能發電廠」。此模式可降低廠方導入門檻與資本支出疑慮,加速地方政府與廠區採納意願,並作為後續向經濟部能源署及環境部申請示範獎勵之基礎案例。
(十)請說明提案實作期程規劃 (入選後至決審期間)?
第 1-2 週|數據獲取與介接準備:與場域機關確認 API 介接格式與資安規範,取得厭氧消化歷史運轉數據與感測器規格,確立 AI 模型之輸入/輸出參數與資料更新頻率。 第 3-5 週|AI 模型訓練與系統整合:開發產氫動態最佳化機器學習模型,並建置整合共消化效益評估與能源調度建議之「智慧監測戰情儀表板」,同步完成 Edge AI 模組與 SCADA 系統之資料串接測試。 第 6-7 週|場域驗證與參數校準:於示範廠進行為期兩週之並行驗證測試,比對傳統人工操作與 AI 智控建議介入後之產氣量提升幅度、pH 穩定性與操作人員接受度,並依現場回饋校準模型保守程度。 第 8 週|效益彙整與決審準備:彙整產氣提升效率、能源自給率改善幅度與潛在營運成本降幅等量化數據,完成優化調整與決審簡報準備。

二、社會影響力

(一)請說明您的具體解決方案?
提出「污泥綠氫智控發電整合系統」,包含三大核心模組: 1. 動態最佳化智控模組:透過 AI 即時監測進流水質與消化槽狀態,自動運算並建議最佳 pH 值、溫度與水力停留時間設定,極大化產氫率並降低酸化失衡風險。 2. 高效能共消化評估模組:分析導入高碳氮比生質物(如廚餘、農業剩餘物)與高效能微生物菌群之混合共消化配比,提升有機物分解效率與產氣潛力,並評估共消化對既有處理流程之衝擊。 3. 產電一體化調度模組:自動媒合產氫量預測結果與廠區發電機組運轉狀態,並依電網尖離峰時段建議最適化發電排程,提升整體能源回收效益與廠區能源自主性。
(二)提案是否回應公民許願池 ?
是
(三)前題若選是,請點選回應之願望名稱
(四)請說明您認為本次提案內容可帶來的影響與效益?
1. 環境效益:大幅提升污泥減量效率,降低末端處理與外運成本,同時減少厭氧消化過程中甲烷逸散造成之溫室氣體排放,落實淨零碳排路徑目標。 2. 能源效益:解決傳統製程產氫率偏低的問題,提高綠色製氫與發電量,強化污水廠能源自給率,減輕廠區尖峰用電對區域電網之負擔,並為污水廠轉型為分散式綠能節點提供技術基礎。 3. 經濟效益:透過自動智控系統降低人力操作負荷與人為誤判風險,減少因消化槽失衡導致之停機檢修成本,建立兼顧環保效益與營運獲利之循環經濟新模式,提升廠方及地方政府投資意願,降低。 4. 量化指標規劃:產氫率提升幅度、能源自給率改善百分比、操作異常事件降低比例、模型建議採納率,作為後續成效追蹤依據。
(五)請說明本提案是否具備可複製性及擴散性?
1. 無縫移植全國污水廠:核心 AI 模型與 Edge AI 介接架構不綁定特定廠區硬體規格,經參數重新校準後,可快速導入全台其他具備厭氧消化槽之水資源回收中心,加速全國污泥資源化能量提升。 2. 擴散至廣義生質能產業:其核心智控與最佳化演算法架構具通用性,可橫向擴展應用於農業廢棄物處理廠、大型廚餘生質能廠與畜牧糞尿共消化廠,深具產業外溢潛力,並可與前述農村畜牧廢水去化媒合構想形成上下游整合機會。 3. 政策擴散誘因:可作為地方政府申請經濟部能源署「風光儲能」或環境部「資源循環」相關補助計畫之示範案例,加速政策資源挹注與全國複製速度。

三、創新性

(一)請說明本次提案內容跨領域合作或服務與技術之創新程度
本提案突破傳統環境工程(污水處理)的侷限,深度融合資訊工程(AIoT 智控)與電機工程(能源管理)三大專業領域。技術創新之處在於: 1. 由經驗驅動轉為數據驅動:將原本高度仰賴「人工經驗調校」之厭氧消化製程,轉型為具備即時回饋能力之「數據驅動動態最佳化決策」模式。 2. 產氫與發電系統整合閉環:多數既有系統將產氫與發電視為獨立製程,本提案首度將兩者以能源調度模型串聯,打造廢棄物資源化與清潔能源生產之完整閉環。 3. 外掛式導入策略:以 Edge AI 邊緣運算模組與既有 SCADA 系統介接,降低廠區導入門檻,是兼顧技術創新與產業實務可行性之務實創新路徑。
(二)請說明提案預計使用之工具或平台?
物聯網與邊緣運算:使用 Edge Computing 設備就近處理廠區感測器即時數據(溫度、pH 值、產氣量等),確保低延遲控制與離線容錯能力。 • 模型開發與運算:Python(TensorFlow/PyTorch/Scikit-learn)開發預測與最佳化演算法,並運用梯度提升樹模型處理非線性環境變數關係。 • 數據視覺化與戰情室:React 建置全網頁式「智慧監測與自動控制儀表板」,即時呈現產氣量、製程參數與能源調度建議。 • 雲端架構與資料庫:採用 Docker 容器化技術搭配 PostgreSQL 時序資料儲存,便於日後系統升級與多廠區擴展部署,並支援歷史數據回溯分析。
(三)是否有使用AI工具?
是
(四)前題若選是,請詳實說明提案階段使用 AI 工具之名稱、使用功能及目的與範圍
是;ChatGPT/Claude等大型語言模型 提案撰寫階段,運用生成式AI協助梳理國際間最新之高效能微生物菌群文獻、共消化技術參數與再生能源躉購/併網法規

四、團隊輔導需求調查

(一)若入圍初選,期待主辦單位提供之協助?
(二)若入圍初選,是否需要算力平台或雲端協力業者資源?
是
(三)前題若選是,請說明需要何種算力平台(係指數位發展部數位產業署-數位產業跨域軟體基盤暨數位服務躍升計畫)或雲端協力業者(GCP或AWS或Azure或國網中心)之資源及預計應用內容

五、參考文獻或資料引用來源說明

(一)提案內容是否全為原創內容,或有部分引用相關資料來源?
否,有部分內容或資料來源引用其他參考文獻/網頁等。
(二)前題若選否,請說明本提案中所引用之資料來源及其應用環節,建議以條列方式簡述。
環境部公開統計資料與水資源回收中心運轉年報:應用於評估全台污水廠污泥處理現況與厭氧消化槽之基礎運轉能力分析。 經濟部能源署再生能源技術手冊與相關法規:應用於評估產氫發電併網效益與整體綠電回收價值計算。 國內外污泥厭氧發酵產氫相關學術期刊論文:作為設定 AI 模型環境變數(如 pH 值、溫度、水力停留時間)與高效能微生物共消化潛力之學術理論基礎。

團隊成員

單位類型 姓名 單位與職稱 工作項目
民間單位與個人 楊敦皓 國立高雄師範大學地理學系 學生 主要提案單位

資料需求

無資料。