杜克能源公司如何利用技术来拯救怀俄明州风场的老鹰

佩妮·麦考米克很早就开始了她的一天。六月的这一天早上 6 点，怀俄明州格伦罗克凉爽而安静，可以听到牧场上草地鹨的鸣叫和口哨声。她是杜克能源可持续解决方案世界之巅风电项目的鹰观察专家。

每天，她都会开着皮卡车沿着崎岖不平的碎石路行驶，寻找从黑尾鹿到牛羊等野生动物。当然，她也在寻找老鹰。

她的工作是监测野生动物并帮助维护名为“IdentiFlight”的技术，该技术可确保老鹰免受风力涡轮机的伤害。

IdentiFlight 是一个监视秃鹰和金雕的摄像头网络。当摄像头检测到接近的物体时，系统利用机器学习和人工智能，在几秒钟内确定它是否是一只鹰。如果老鹰离得太近，IdentiFlight 将跟踪老鹰并阻止附近的涡轮机旋转。

世界之巅——以山脊命名金雕栖息的地方是第一个使用该技术的风场。 2014 年，IdentiFlight 的制造商 Boulder Imaging 在老鹰被旋转的刀片杀死后，使用 Top of the World 进行了测试。这些死亡事件违反了《候鸟条约法》，杜克能源公司建议测试和部署 IdentiFlight，作为其与联邦政府和解协议的一部分。

Penny Macormic 是杜克能源可持续解决方案位于怀俄明州格伦罗克的世界顶级风电项目的老鹰观察专家。她的工作是监测野生动物并帮助保护老鹰的安全。

他们改进了技术，并将测试单元从 4 个扩展到 47 个，可监控世界之巅的所有 110 台涡轮机。每个 IdentiFlight 装置均由八个广角摄像头组成，这些摄像头不断扫描天空中的鸟类，并配有一个跟踪飞行的机器人摄像头。该摄像头装置安装在 30 英尺长的杆子顶部，并由软件供电，允许他用相机按物种识别鸟类。由于该软件使用人工智能，因此它会随着拍摄的每张照片以及鸟类学家审查先前识别的鸟类而学习和改进。

2020 年的一项独立研究显示，世界之巅的老鹰死亡人数减少了 82%。

该风力站点是第一个使用 IdentiFlight 的站点，这是一个由摄像头和软件组成的网络，可以检测飞行中的金雕和秃鹰（如图所示），并在鸟儿靠得太近之前阻止涡轮机旋转。

自安装该系统以来，杜克能源公司首席环境科学家 Greg Aldrich 一直与 IdentiFlight 团队和 Macormic 合作。当发生老鹰死亡事件时，身为观鸟者的奥尔德里奇必须向联邦官员报告此事。他说，不必经常这样做让他很高兴。

“当发生一只老鹰死亡事件时，这是我做过的所有事情中最糟糕的部分，”奥尔德里奇说。 “这对我来说是一个黄金时刻。” 

但他知道这不是一个完美的系统，死亡事件仍然可能发生。

Macormic 和首席涡轮技术员 Woody Ricker 通过维修和升级来帮助维护该技术。该站点拥有 47 个 IdentiFlight 装置，可以监控所有 110 个风力涡轮机的老鹰活动。

这个问题并不是杜克能源公司独有的。美国鱼类和野生动物管理局估计，风力涡轮机每年会杀死 140,000 至 500,000 只鸟类。大多数是较小的鸣禽，但受影响第二大的是猛禽，包括老鹰。秃鹰和金雕也受到它们自己的法律（1940 年《秃鹰和金雕保护法》）的保护，该法规定未经许可杀死或扰乱它们或其巢穴是违法的。

大型猛禽更有可能与涡轮机相撞，因为天敌很少，它们不习惯监视威胁。它们在高空飞翔，低着头寻找兔子和其他小动物来吃。

能源公司和行业团体一致认为，随着该国在保护环境和野生动物的同时增加风能的使用，像 IdentiFlight 这样的新技术将是必要的。

“他们就像玩手机的青少年，对吧？他们很心烦意乱，”杜克能源可持续解决方案环境总监蒂姆·海耶斯 (Tim Hayes) 说道。 “他们没有关注正在发生的事情，我认为这就是让他们陷入麻烦的原因。”

随着风能的增加，涡轮机所有者将需要防止死亡，以保护这些物种并避免联邦指控。 2018 年，可再生能源发电量占全球电力的 28%。美国能源信息协会预计到 2030 年，这一比例将增至 49%。

杜克能源公司计划到 2025 年将其可再生能源组合增加一倍，作为到 2050 年实现净零碳排放目标的一部分。

IdentityFlight 的摄像机不断扫描天空。当他们发现当一个物体出现时，由人工智能和机器学习驱动的软件会判断它是否是一只鹰，并告诉涡轮机停止旋转。 2020 年的一项独立研究显示，世界之巅的老鹰死亡率减少了 82%。

在 IdentiFlight 等技术出现之前，在风场监测鸟类的唯一选择是人类观察员。海耶斯表示，技术对于平衡可再生能源与减少其对野生动物的影响至关重要。国家奥杜邦协会清洁能源倡议主任加里·乔治对此表示同意。

“我们自己的科学表明，气候变化是迄今为止对鸟类以及人类和野生动物赖以生存的地方的最大威胁，”乔治说。 “杜克能源公司通过 IdentiFlight 开创的技术创新将使我们能够应对气候变化最严重的影响，并在此过程中保护我们喜爱的鸟类。”

Macormic 保持水准帮助 IdentityFlight 系统测量距离的目标。当她监视野生动物时，她会停下来清理并矫正那些被风或牛撞倒或倾斜的动物。

世界之巅位于怀俄明州中东部，占地 17,500 英亩，拥有草地、灌木丛和工作牧场。该区域比曼哈顿还大，需要七名全职员工来监视天空中的老鹰。当麦考米克在空中发现一个黑点时，她会通过无线电通知操作员关闭一系列涡轮机以避免碰撞。

但 IdentiFlight 可以比人类看得更远、更清晰。 IdentiFlight 允许他们在老鹰离开该区域后关闭一个或两个涡轮机三分钟，而不必关闭一系列涡轮机长达一个小时。

它还能够在对人们不安全的极端天气期间监控站点。通过办公室的电脑显示器，Macormic 也可以看到鸟类何时飞过摄像机。

格雷格·阿尔·麦考米克德里奇和蒂姆·海斯在世界之巅。

杜克能源公司正在俄克拉荷马州和怀俄明州坎贝尔山风力发电项目的 Frontier Windpower II 安装该技术。老鹰在那里不太常见，但仍然令人担忧。海耶斯表示，每个网站都是独一无二的，需要量身定制的方法。

在《Top of the World》中，团队测试了多项技术，然后选择了 IdentiFlight。他们尝试用紫外线来阻止鸟类，但发现金雕对此没有反应。他们评估了音频威慑力（例如德克萨斯州使用的这项技术来驱除蝙蝠），但鸟类并没有被吓倒。

“你可以向他们猛烈抨击奥兹·奥斯本，”奥尔德里奇说，“但他们不在乎。”

作为顶级掠食者，它们从来不需要关心。因此，目前拯救老鹰的最佳选择是在老鹰靠近时停止涡轮机。

“我们把这些旋转的叶片放在它们飞行的空中，他们没想到会这样，”奥尔德里奇说，“但它们能够学习，因为我们在这个网站上有常驻老鹰，它们已经在这里呆了很多年了，而且他们没有任何问题。”

当麦考米克出去进行日常检查时，她期待着看到那些自从她栖息在最高山脊上以来就一直在那里的金鹰。她很高兴知道自己正在帮助保护怀俄明州的野生动物。

“这是每天早上醒来的好方法，让你对生活有一个全新的认识，”她说，“当你拯救一只鸟时，你会感到很温暖，因为你知道自己正在为环境做一些伟大的事情。”

杜克能源公司 纽约证券交易所代码：DUK