黑泥氫能計畫

G 永續轉型

申請編號
178
隊名
Green-H2
聯絡人
李金靖 ・0910625100 / 03-3033688*3682 ・1215soling@gmail.com

在官方系統開啟此提案

AI 輔助評估

摘要
在楊梅水資中心以污泥厭氧沼氣驅動SOFC發電,加上AI自動控制,並與國土署訂定全國水資中心產氫發電規範。
實質空洞
否 — 有實體場域但數字浮誇
卡詞
否
治理樣板
否
既有作品
楊梅污泥沼氣SOFC示範廠已建置運轉(自承進行中、有媒體報導),新增僅AI控制與規範。
性別影響
全無性別考量;團隊高層、廠務與能源工程皆男性主導,AI取代操作員未評估對不同性別職缺的影響。
DEI
第一線操作員被視為「阻力」而非參與者;畜牧業者與廠區周邊居民無聲;效益主要流向半導體RE100大廠。
STS·社會影響
局長領軍為特定廠商產品背書並自訂全國規範,有利益衝突與廠商鎖定疑慮;沼氣SOFC不產出氫卻稱綠氫,15.5億度發電量疑高估數倍。
AI 使用
僅泛稱時間序列預測與異常偵測,無工具名稱與成果;單廠異常事件稀少難訓練;1個月即切全自動閉環控制風險高,卻申請國網加GCP算力。
資安隱私
關鍵基礎設施OT數據上GCP雲端且由AI遠端自動控制沼氣製程,未提OT隔離、失效安全與責任歸屬;廠內營運數據誤標為開放資料。

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
3.76 9 2 0 6 4
評語
本提案已在進行中。只是SOFC新技術應用,設備更新。
筆記
只是沼氣發電改用SOFC電池,設備更新而已,就像路燈換LED。
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)

同主題提案(主題 20:綠氫與低碳發電)

壹、隊名及題目

一、隊名
Green-H2
二、題目
黑泥氫能計畫
三、提案對應之徵件構面
永續轉型
四、團隊要解決的問題?
1.水資中心的污泥去化與處理成本:全台 80 座水資源回收中心(公共污水處理廠),每年沉澱 80萬噸濕污泥,現行掩埋或焚化年耗 64 億元,本計畫以「沼氣+SOFC(固態氧化物燃料電池,將氣體轉換成電)」微型平台,實現將污泥就地轉化為綠氫發電。 2.補充台灣綠電缺口,提高能源穩定:半導體產業邁向 RE100,預計 2035 年綠電需求高達 880 億度,去年再生能源發電量僅 385 億度,供給不足,削弱國際競爭力。相較受天候限制的太陽能或風力發電,本計畫兼具『零碳』與『穩定』關鍵優點,每年可挹注15.5 億度基載綠電(約供 38 萬戶家庭全年用電)。 3.提供在地綠氫供應,降低石化能源進口風險:依經濟部能源署2050年氫能規劃,每年從國外進口氫能要達到330萬噸,才足以滿足氫能占比9%需求,現階段95%以天然氣產出灰氫,但灰氫製程排放二氧化碳,不符合國際減碳趨勢,未來必須擴大本土綠氫供應。
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
否;本計畫為已在進行中之計畫,但本次提案非原計畫之內容。
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
本提案非政府標案,亦無政府挹注經費,為政府協助民間公司自主發展的再生能源MOU案。本案目前在進行中。

貳、聯絡人資訊

聯絡人姓名
李金靖
聯絡人電話
0910625100 / 03-3033688*3682
電子信箱(Email)
1215soling@gmail.com

參、提案內容說明

一、可行性

(一)已有隊員人數(含聯絡人)
10
(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」?
是, 成員劉振宇(2024卓越團隊GREEN PLUS)李金靖(2024卓越團隊GREEN PLUS)。 成員陳志偉(2024入圍團隊背水役戰) 林嘉宏(2024入圍團隊背水役戰)
(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:桃園市政府水務局:楊梅水資中心IoT即時監測數據(進料、溫度、pH、沼氣量、甲烷濃度、SOFC電量,雲端格式) 政府開放資料:環境部:全台水資中心溫室氣體排放係數 政府開放資料:經濟部能源署:再生能源躉購費率公告 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:楊梅水資中心歷史異常事件紀錄:包含攪拌機振動、泵浦故障、脫硫塔壓差異常等參數曲線,用於建置AI故障預警模型。 政府開放資料:桃園市政府轄內其他水資中心污泥特性數據:包含有機質含量、含水率、日產量,用於訓練AI分群模型以測試跨場域泛化能力。 政府開放資料:大型畜牧場之糞污產出數據:用以測試不同料源特性(糞污vs.污泥)對厭氧消化產氣參數的影響,驗證多元料源適用性。 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?
是
(八)針對上述(欄位(五~七))之資料預計應用方式?
本提案建立四層式資料應用架構,形成數據閉環: 第一層(即時監測與雲端存儲):以楊梅廠IoT即時數據為基礎,全系統各單元(進料、溫度、pH、純化成分、SOFC產電量等)參數每分鐘至每小時即時上傳雲端,提供AI模型真實訓練基礎。 第二層(AI模型訓練與驗證):以歷史運行數據訓練「沼氣產量預測」與「設備故障預警」模型,並以異常事件紀錄進行調校。利用其他水資中心數據測試「場域匹配矩陣」之跨場域泛化能力。 第三層(自動化控制與治理回饋):AI模型優化建議透過後台自動執行(如依SOFC尾排溫度調整熱能分配、自動補營養液調控產氣)。 第四層(資料治理與品質保障):訂定IoT欄位標準與分級權限,落實營運機密保護與傳輸加密;採分層權責—區分資料所有者、標準制定者、受託處理者與研究使用者,據以明訂資料權責與品質把關;品質採自動校驗與人工複核雙軌,異常值即時示警並留存稽核軌跡,分級保存並去識別化後開放各界研究。
(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?
1. 實證場域(桃園楊梅水資中心):未來導入雲端數據採集系統,完成全台首座「污泥→厭氧消化→沼氣純化→SOFC產氫發電」完整技術鏈建置與AI自動控制平台實證,與中央(國土署)合作建立推動全國水資中心氫能發電的規範。 2. 落地場域(合作畜牧場):將20呎貨櫃之微型化SOFC智慧綠氫生產模組,與大型畜牧場合作,驗證跨場域(水資中心→畜牧場)技術複製能力,並優先申請農業部所屬畜產試驗所合作場域進行實證。 3. 公共服務導入與阻力因應:針對第一線操作人員對AI控制信任度不足之阻力,完成1個月「AI建議+人工確認」並行期,一致率達90%以上再切換全自動。
(十)請說明提案實作期程規劃 (入選後至決審期間)?
入選後至決審期間約8週,分三階段實作以對應「實作進程驗證」評分: • 【第1-2週】AI自動化控制平台原型建置:完成楊梅廠雲端平台之視覺化儀表板原型,即時呈現全系統狀態。建立AI控制邏輯初版,實現自動化調控功能(如依SOFC尾排溫度自動調配熱交換比例、依產氣量自動調整營養液與酸鹼、氣源不足時自動切換補充)。 • 【第3-5週】實地測試與使用者回饋:於楊梅廠進行至少1次實地控制運行測試,記錄系統響應時間與準確率。與桃園市政府水務局第一線操作人員進行使用者回饋訪談,收集介面改善建議以驗證降低人力負荷成效。 • 【第6-8週】跨場域複製規劃與成果彙整:建立全國水資中心產氫規範:運用實作驗證,與中央政府攜手合作建立水資源回收中心產氫發電規範,調適法規界面,成為各縣市推動的參考依據。

二、社會影響力

(一)請說明您的具體解決方案?
本團隊將棘手的污泥或畜牧場糞尿,透過厭氧產生的沼氣,運用微型生產模組重整後製氫並發電,從污泥去化到產氫,實現數據自動調控,讓氫能可接入電網,快速複製。同時,與中央(國土署)共同打造水資源回收中心綠氫發電規範,未來也可擴展到廚餘管理、綠色金融(碳權收益)等應用。 1.五合一小型產氫模組複製:整合「濕式 CSTR 厭氧消化+三級沼氣純化+SOFC 產氫發電+AI 自動化控制+微型化貨櫃部署」。發電效率達60% 以上,全系統能源利用率 85%,可微型化至 20 呎貨櫃,依場域快速組裝擴充。 2.建置AI 智慧綠氫平台:以楊梅水資中心雲端數據採集與遠端監控為基礎,導入 AI 預測模型,依據實時數據將污泥、氣體與燃料電池數據串聯,把人員經驗轉化為可跨場域複製的能力。 3.建立全國水資中心產氫規範:運用實作驗證,與中央攜手合作建立產氫發電規範,調適法規界面,成為各縣市推動的參考依據。
(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
污水廠污泥未有效循環利用 希望實現穩定供電的能源轉型與供電策略 希望發展污泥厭氣發酵的再生氫能源
(四)請說明您認為本次提案內容可帶來的影響與效益?
本提案讓水資中心棘手的污泥穩定轉化為在地能源,同時實現增加綠電供給、減廢與減碳,國家自主產氫效益: 1.綠電供給效益:以全台80座水資中心及畜牧場等潛在場域,可年產約 3 萬噸綠氫。氫能可儲存、可調節,補足太陽能,水力,風力發電的氣候不穩定性,顯著提升國家能源自給率,極端情況下可作為區域緊急備援電力,確保關鍵民生設施不中斷。 2.減廢與減碳效益:污泥轉化為綠電後體積減少 60% 以上,解決焚化與掩埋問題,未來可推廣到農業部畜牧糞尿處理,改善石化產出灰氫碳排或單純沼氣發電效率,符合國際潔淨能源趨勢。 3.國家自主產氫效益:運用「污泥→厭氧消化→沼氣純化→SOFC 產氫發電」小型模組複製計畫,以及 AI 自動控制之維運,完善全台首座「沼氣+SOFC」示範案場,與中央(國土署)推動全國水資源回收產氫發電規範。
(五)請說明本提案是否具備可複製性及擴散性?
本提案具備高度可複製性與擴散性,建立在以下三層機制之上: 1. 技術複製(微型化、模組化、標準化):已實現將整套模組濃縮至20呎貨櫃,僅需連接既有污水管線與電力設施即可運行。SOFC以150 kW為基本單元可彈性擴充,一體化架構適用於水資中心、畜牧場、酒廠等多種場景。 2. 數據複製(AI控制邏輯模板跨場域移植):AI自動化控制邏輯模板具備高移植性。新場域導入時僅需依當地污泥特性(有機質、含水率、產量)調整初始參數,便能形成「越多場域使用→控制邏輯越精準→導入門檻越低」之良性循環。 3. 制度複製:透過與國土署合作建置水資中心氫能發電技術規範,讓各地方政府有效使用水資中心污泥或畜牧場糞污,產氫發電,加速全國複製與擴散速度。可能擴散路徑為:楊梅水資中心 →全國水資中心 → 全台大型畜牧場。

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
1.工程模組創新,首創「沼氣+SOFC」輕鬆導入公共建設:首度將工業級 SOFC(固態氧化物燃料電池)應用於公共污水處理。SOFC 具備 60% 以上之超高發電效率且無火排煙,搭配 20 呎微型貨櫃設計,將大型土木電力工程,轉變為高彈性的標準化設備。 2.維管模式創新,AI 數據驅動取代傳統廠務操作:打通污泥去化、氣體純化與燃料電池的數據孤島,將資深人員操作經驗轉化為可預測、可自動調控的 AI 模型。由原本的「遠端手動監控」升級為「AI 全自動閉環控制」。 3.法規服務創新,公私協力跨域典範:團隊涵蓋地方政府(桃園市政府)、中央機關(內政部國土管理署)、民間企業(地諾科技等)及國家級研究機構(國原院),合作建置水資中心產氫發電規範,打造「政策-技術-研究-場域」高度跨域的公私協力典範。
(二)請說明提案預計使用之工具或平台?
工具與平台架構如下: 1. 硬體技術層 - 生物質轉換系統:四單元一體化系統(厭氧消化+沼氣純化+SOFC發發電+殘渣資源化),含四級熱能梯級回收裝置。 - IoT感測器網絡:即時監測污泥進料量、厭氧消化槽溫度與pH、沼氣產量與甲烷濃度、三級脫硫產氣成分、SOFC產電量與燃料利用率、尾排氣體溫度與成分。 2. 軟體與平台層 - 楊梅廠雲端數據存儲與後台控制平台:全系統數據即時上傳存儲,後台介面可遠端自動調控熱交換分配比例、營養液補充、酸鹼調節、甲烷燃燒烘乾或外部氣源補充。 - AI預測模型(沼氣產量預測、設備故障預警):以楊梅廠歷史數據訓練,優化厭氧消化操作參數,降低非計畫性停機。
(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
1. AI預測模型(沼氣產量預測) - 使用功能:以楊梅廠歷史運營數據(進料污泥特性、厭氧槽溫度/pH、沼氣產量與甲烷濃度)訓練時間序列預測模型。 - 使用目的:提前預測沼氣產量與甲烷濃度趨勢,優化SOFC發電排程,避免沼氣不足導致發電中斷或過剩導致浪費。 - 使用範圍:提案階段以歷史數據完成模型訓練與初步驗證;實證階段導入即時數據進行線上預測與後台自動調控。 2. AI預測模型(設備故障預警) - 使用功能:以設備運行參數(振動、溫度、電流)之歷史異常事件紀錄,訓練異常檢測模型,用於辨識製程與設備異常徵兆。 - 使用目的:建立設備異常樣態與故障模式之關聯性,實現預防性維護,降低非計畫性停機時間。 - 使用範圍:提案階段完成異常檢測演算法選型與可行性驗證;實證階段以楊梅廠攪拌機與泵浦運行數據進行測試。

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?
協助調整作品架構及服務模式 協助建議資料應用項目是否需要調整 協助跨機關資料取得
(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
國網中心:(應用內容:預計向國網中心申請算力平台資源,並結合 Google Cloud 雲端協力資源,用於儲存全台多場域巨量IoT監測數據,並加速訓練大規模時間序列AI預測模型(沼氣產量)與高頻振動異常檢測演算法(設備故障預警),以實現多場域高併發之即時自動控制運算。)

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。
1. 內政部國土管理署:全國公共污水處理廠建置及營營運統計資料(用於評估全台80座水資中心污泥去化潛能)。 2. 經濟部能源署:2050年氫能發展規劃戰略與再生能源躉購費率公告(用於定義政策目標與發電效益試算)。 3. 環境部:國家溫室氣體排放係數及全台水資源回收中心列管資料(用於減碳效益及基底數據對照)。 4. 桃園市政府水務局:楊梅水資源回收中心示範系統運營實測數據(用於AI模型建置與系統可行性論證)。

團隊成員

單位類型 姓名 單位與職稱 工作項目
政府機關-地方 劉振宇 桃園市政府水務局局長 主要提案單位
政府機關-地方 李金靖 桃園市政府水務局副局長 主要提案單位
政府機關-地方 陳文龍 桃園市政府水務局主任秘書 主要提案單位
政府機關-中央(院、部會等) 陳志偉 內政部國土管理署組長 次要(合作)提案單位
政府機關-中央(院、部會等) 林嘉宏 內政部國土管理署科長 次要(合作)提案單位
民間單位與個人 温良成 地諾科技股份有限公司 技術/資源協助
民間單位與個人 楊俊宏 地諾科技股份有限公司 技術/資源協助
民間單位與個人 吳志澤 地諾科技股份有限公司 技術/資源協助
研究機構、國營企業、醫院 高維欣 國家原子能科技研究院研究員 技術/資源協助
研究機構、國營企業、醫院 吳思翰 國家原子能科技研究院研究員 技術/資源協助

資料需求

單位類型 資料名稱 資料說明
內政部國土管理署 全台80座水資源回收中心之污泥歷史統計資料 歷年污泥有機質含量、含水率、日產量統計。
農業部 全台大型畜牧場糞污統計資料 全台大型畜牧場之糞污產出量與特性統計