执行摘要 SPP 和美国其他电网运营商正面临着百年不遇的挑战。我们确保有足够的发电量来满足需求的任务变得越来越难以满足。我们地区正处于发电结构快速变化的关键时刻。风力发电是我们地区增长最快的资源类型,它提供低成本、无碳能源,但其多变性要求其他能源的发电机在风停时增加产量,有时甚至迅速增加。煤炭和天然气发电机通常是非极端天气条件下可靠的能源。然而,由于设备老化、环境限制增加和运营成本上升,电厂正在退役。这些电厂还需要在恶劣的天气条件下提高性能。天然气发电可以快速响应不断变化的需求,但天然气价格波动会影响能源成本,而环境限制的增加威胁带来了未来重大的财务和运营不确定性。未来,我们预计天然气和煤炭机组将继续退役,新的风能、太阳能和电池资源将不断增加。
多年后的 2009 年,在 NYSERDA 的支持下,KidWind 在纽约州举办了前四届 KidWind 挑战赛。这些活动的灵感来自风能挑战赛 WindEng,我们发现该挑战赛正在加拿大圭尔夫大学举行。圭尔夫大学有一个真正的风洞 --- 所以我们首先需要解决一个大问题。如果我们要在不同地点举办挑战赛,我们需要一个便携式风洞。专家告诉我们,制造一个便携式风洞需要花费 5 万美元,所以我们把它带给了一些不同的专家,并给了一群高中生 1000 美元来建造一个便携式风洞——他们做到了!我们把这个庞然大物带到了纽约州各地参加我们的四场挑战赛。它并不完美,但哇,它很有趣。在参加完前四场活动后,我们就迷上了它。我们花了 10 年时间改进 KidWind 挑战赛,我们致力于让它们变得更好、更有趣、更具挑战性!
可靠、高质量和安全的电力是危机事件期间平民社区正常运转的基础。随着受气候变化影响的自然灾害和冲突变得越来越频繁和严重,在灾后为医院或紧急避难所和营地恢复供电的有效手段变得至关重要。对于此类用途,由小团队快速安装和维护并独立于现有、受损或受威胁的基础设施运行的独立电力系统(如微电网)将非常有价值。国防组织以多种方式运作,包括使用移动部队和前线作战基地 (FOB)。这些移动基地与帮助恢复和建立重要民用服务的紧急人道主义团队和组织具有共同的特征和要求。FOB 的大小各不相同,为关键活动提供安全区域,包括那些需要稳定高质量电力的活动,这些电力必须易于重新配置以满足不断变化的电力需求优先级:指挥和控制、通信和医疗设施。与人道主义解决方案一样,FOB 的电源必须能够独立运行,适应不断变化的威胁环境,既经济实惠又坚固耐用,并且能够由少数人员安装和维护。现有的国防解决方案也缺乏可靠性或与其他类似模块化系统的组件的兼容性。3. 技术挑战
多年后的 2009 年,在 NYSERDA 的支持下,KidWind 在纽约州举办了前四届 KidWind 挑战赛。这些活动的灵感来自风能挑战赛 WindEng,我们发现该挑战赛正在加拿大圭尔夫大学举行。圭尔夫大学有一个真正的风洞 --- 所以我们首先需要解决一个大问题。如果我们要在各个地方举办挑战赛,我们需要一个便携式风洞。专家告诉我们,制造一个便携式风洞需要花费 5 万美元,所以我们把它带给了不同的专家,并给了一群高中生 1000 美元来建造一个便携式风洞——他们做到了!我们把这个庞然大物带到了全州各地参加我们的四场挑战赛。它并不完美,但哇,它很有趣。参加完前四项活动后,我们就迷上了。我们花了 10 年时间完善 KidWind 挑战,我们致力于让它们变得更好、更有趣、更具挑战性!
如果没有许多敬业的个人和组织的贡献,这项工作是不可能完成的,特别是 21 世纪中国中心执行主任雷光。我非常感谢 Peter Cowhey,他被说服担任工作组主席,这对他来说是一个非常忙碌和苛刻的一年;感谢我的智力伙伴和工作组联合主席 Orville Schell;以及中美关系科技工作组的所有成员,他们花了数月时间详细探讨与中国竞争所带来的挑战和机遇,并提供了坦率的观点和见解。特别感谢 Elsa Kania 起草 COVID 文本框,以及 Arthur Bienenstock、Karl Eikenberry、Peter Michelson、Barry Naughton、Jason Matheny 和 Robert Friedmann 召集大大小小的小组起草四个案例研究。
范围扩展:考虑到可能需要更新的技术定义,建议使用E-wrikes和踏板车。这些车辆的新欧盟法规可以支持这一点。参考:引用的一些文档现在已过时,应更新。技术框架:核心技术指导在很大程度上仍然有效,但随着行业的发展,可能需要在5年内进行更大的更新。国际方法:调整参考文献具有更全球的适用性将使国际指导统一有益。质量/安全性:质量部分很有价值,但将产品质量与产品安全性更紧密地联系起来可以改善它。有毒危害:包括细胞有毒和化学危害的指导将有助于涵盖人类和环境安全。安全限制:鼓励OEM在热事件中对单元/包排放的标准化限制可以帮助设计安全。