Jaunākas baterijas (augšpusē) un labāka sistēmu, piemēram, mobilo ģeneratoru (apakšā), pārvaldība veicina efektīvu enerģijas izmantošanu
Tā kā fosilais kurināmais ir ierobežots un dārgs, militārpersonas meklē alternatīvas pašreizējām metodēm, kā piegādāt enerģiju operāciju teātra bāzēm un aprīkojumam. Redzēsim, kā rūpniecība virza inovācijas šajā jomā
"Kopš 2001. gada vairāk nekā 3000 ASV karavīru un darbuzņēmēju Irākā un Afganistānā ir zaudējuši dzīvību vai guvuši ievainojumus uzbrukumos degvielas un ūdens apgādes kolonnām," teikts Aizsardzības departamenta statistikā.
Tomēr, samazinot degvielas patēriņu par 10% piecu gadu laikā, tajā pašā laika posmā no transporta karavānām būtu izglābtas 35 karavīru dzīvības un veselība; šie dati ņemti no auditorfirmas Deloitte pētījuma, kas publicēts 2009. gadā. Pašlaik nav sniegti dati par 2009.-2014.gada periodu par zaudējumiem, kas saistīti ar ūdens un degvielas padeves kolonnām.
Iepriekš tika lēsts, ka katrā no 24 degvielas karavānām ir viens ievainots vai nogalināts. Piemēram, 2007. gadā tikai Irākā un Afganistānā ASV armija veica 6030 degvielas karavānas. Tā rezultātā šogad Senātā tika iesniegts jauns likumprojekts - Aizsardzības departamenta 2014. gada Enerģētiskās drošības likums, kura mērķis ir palīdzēt militārajām operācijām kļūt energoefektīvākām un mazāk paļauties uz fosilo kurināmo.
Mērķis ir ne tikai ietaupīt naudu Pentagona budžetā, bet arī samazināt nepieciešamību pēc degvielas karavānām un galu galā samazināt riskus militārpersonām.
ASV Aizsardzības departaments pašlaik ir vienīgais lielākais degvielas patērētājs, kam nepieciešami aptuveni 90 miljoni barelu naftas, un tā izmaksas ir gandrīz 15 miljardi ASV dolāru gadā. 75% no šīs summas aiziet aktīvo spēku vajadzību apmierināšanai, un līdz 2025. gadam to plānots palielināt par 11%.
Sadarbība
Ne tikai ASV ir pievērsusi nopietnu uzmanību ne tikai degvielas patēriņa efektivitātei, bet arī tā dēvētajai “viedajai enerģijai”. 2012. gadā NATO izveidoja darba grupu, lai noteiktu daudzsološākos enerģijas taupīšanas risinājumus un uzsāktu daudznacionālus projektus to koordinēšanai. NATO apsvēra arī iespēju integrēt viedās enerģijas jēdzienu dokumentos, kas nosaka alianses stratēģiju un standartus.
Pēc sanāksmes 2012. gada maijā tika izveidota SENT (viedās enerģijas komanda), kas tiek finansēta no NATO zinātnes par mieru un drošību programmas. Grupu pārvalda Lietuvas NATO enerģētiskās drošības centrs un Zviedrijas Bruņoto spēku Apvienotais vides departaments. Komandā ir eksperti no astoņām valstīm, tostarp seši sabiedrotie (Kanāda, Vācija, Lietuva, Nīderlande, Apvienotā Karaliste un ASV) un divi partneri (Austrālija un Zviedrija).
"Mēs vēlamies, lai karavīri un komandieri saprastu, ka enerģijas ietaupījums tieši ietekmē karavīru drošību un dzīvi," sacīja Susan Michaelis, gudra enerģētikas virsniece NATO galvenajā mītnē. "Tas atbrīvo resursus NATO pamatuzdevumam, kas šobrīd ir vērsts uz degvielas karavānu aizsardzību."
Viņa piebilda, ka SENT apsver NATO standartizācijas līgumus par “viedo enerģiju, kurā jāiekļauj viedo skaitītāju uzstādīšana esošajās militārajās nometnēs; nākotnes nometņu vispārējais dizains; ekspertu apmācība un līdzdalība; vispārējās mācības, kas iekļautas vispārējās militārajās mācībās; un atlīdzības shēma virsniekiem, kuriem izdevies samazināt degvielas patēriņu."
Pilnas virs galvas
ASV un NATO militārpersonas ir veikušas tā saucamos pilnībā apgrūtinātās degvielas izmaksu (FBCF) aprēķinus, kuros ņemti vērā visi energoapgādes ķēdes darbības faktori, tostarp transports, infrastruktūra, cilvēkresursi, apkope, drošība un enerģijas uzglabāšana.
Tāpēc viens galons (3,785 litri) degvielas, kas maksā līdz 3,50 ASV dolāriem par vienu galonu (77 centi par litru) ASV akā (77 centi par litru), pēc piegādes var sasniegt vairāk nekā 100 USD par galonu (22 USD par litru). frontes līnija uz Afganistānas ziemeļaustrumiem.
Saskaņā ar šiem aprēķiniem kaujas laukā arvien vairāk tiek attaisnoti alternatīvi enerģijas avoti un viedi enerģijas risinājumi, kas ikdienas dzīvē nevar būt finansiāli konkurētspējīgi to augsto sākuma kapitāla izmaksu dēļ.
Earl Energy prezidents Doug Morehead teica: "Godīgi sakot, kad jūs sākat maksāt 15 USD par galonu, daudzām jaunajām tehnoloģijām ir jēga."
Patiešām, ja kombinētā saules enerģijas un rezerves enerģijas uzglabāšanas sistēma ir neekonomiska mājām un ikdienai, tad tā ir nenovērtējama, ja to izmanto militārajā dienestā, it īpaši, ja to aplūko kopā ar visām FBCF sastāvdaļām.
2013. gada jūnijā NATO Capable Logistician 2013 mācībās Slovākijā Nīderlandes armija demonstrēja telti, kas pārklāta ar saules baterijām. Armija jau ir uzstādījusi 480 kvadrātmetrus saules paneļu Mazar-i-Sharif Afganistānā, kas šobrīd rada 200 kWh. Pēc Nīderlandes armijas enerģētikas eksperta pulkvežleitnanta Harma Renesa teiktā, "ieguldījums jau ir atmaksājies".
Atbilstoši tendencēm
ASV Aizsardzības ministrija rīko ikgadējo aizsardzības enerģētikas tehnoloģiju izaicinājumu (DETC), lai sekotu jaunākajām viedās enerģijas tendencēm un izvēlētos tās, kuras var virzīt uz priekšu, lai palīdzētu militārajiem spēkiem ievērojami samazināt atkarību no fosilā kurināmā. Pentagons ir piešķīris 9 miljardus dolāru energoefektivitātes programmām 2013.-2017.
2013. gada novembrī Sierra Energy ar savu FastOx spēkstaciju tika izvēlēta par uzvarētāju 2013. gada DETC konkursā, kas notika ikgadējās aizsardzības enerģētikas sanāksmes ietvaros.
Sierra Energy prezidents Maiks Hārts sacīja: “ASV armijai ir viss direktorāts, kas nodarbojas ar atkritumu apsaimniekošanu un atkarības samazināšanu no fosilā kurināmā, jo tas padara tos stratēģiski neaizsargātus. Risinājums, kas spēj pats ražot enerģiju, būtiski ietekmē vairākus aspektus, tostarp lielāku drošību, neatkarību un vides ilgtspējību."
“Mūsu tehnoloģija no atkritumiem līdz degvielai tika atzīta par galveno tehnoloģiju 2009. gadā, un tāpēc Aizsardzības departamenta Atjaunojamās enerģijas testēšanas centrs to iekļāva savā prioritāšu sarakstā. Dažos gadījumos, apstrādājot 10 tonnas atkritumu, mēs varam saražot aptuveni 500 kWh elektroenerģijas, nepārtraucot to piegādi."
FastOx rūpnīca no Sierra Energy
Neizskalošanās izdedži
Šī tehnoloģija īsumā. Tiek ievadīts skābeklis un tvaiks, sildot atkritumus līdz 2200 ° C (bez degšanas); tas ļauj izmantot jebkuru materiālu, ja vien tas satur oglekli. Visi atlikušie metāli, pelni vai neorganiskās vielas tiek izkausētas šķidrumā, kas tiek novadīts apakšā, ļaujot metālus atgūt. Atlikušo daļu izdala kā neatšķaidītu izdedžu, ko var izmantot bruģēšanai. Abas radītās gāzes (70% oglekļa monoksīda un 30% ūdeņraža) nonāk kurināmā elementos, kas izdala tikai siltumu un ūdeni.
"Šo modulāro sistēmu var nomest jebkurā vietā," sacīja Hārts. Sistēma pašlaik tiek pilnveidota, lai to iepakotu sešos līdz septiņos standarta ISO konteineros, lai to varētu ātri un viegli izvietot.
Kurināmā elementu tehnoloģija, visticamāk, būs priekšroka dīzeļģeneratoru nomaiņai šajā jomā, īpaši mazākās vienībās. Vācijas Ķīmiskās tehnoloģijas institūts Fraunhofers Vācijas bruņotajiem spēkiem izstrādā pārnēsājamu ūdeņraža degvielas elementu, kas klusībā spēj radīt 2 kW elektroenerģijas. Sistēma izmanto saules enerģiju, lai sadalītu ūdeni skābeklī un ūdeņradī.
Tomēr Kriss Endrjū, Austrālijas neatkarīgās elektroenerģijas ražošanas uzņēmuma Eniquest projektu vadītājs, komentēja plašo interesi par alternatīvās degvielas sistēmām un atjaunojamās enerģijas plašāku izmantošanu: piegādes spēks un paredzamība atsver ieguvumus, ko rada fosilā kurināmā izmantošanas samazināšana."
Eniquest apgādā Afganistānas armiju ar dažādiem klusiem ģeneratoriem un maiņstrāvas un līdzstrāvas elektroenerģijas sadales stacijām. Andrews atzīmēja: "Tehnoloģiju uzlabojumi, jo īpaši enerģijas uzglabāšanas / akumulatoru tehnoloģijās, kas var konkurēt ar fosilā kurināmā specifisko enerģiju, būs svarīgi, lai izvairītos no fosilā kurināmā izmantošanas militāros nolūkos."
Tūlītēji mērķi
Lai gan galvenā uzmanība var tikt pievērsta pakāpeniskai atkarības samazināšanai no fosilā kurināmā vidējā termiņā un ilgtermiņā, tuvākais mērķis ir ievērojami samazināt tā izmantošanu, izmantojot dažādas metodes.
Viena no pieejām ir palielināt jau kinoteātros esošo ģeneratoru efektivitāti. Earl Energy nesen ieguva līgumu ar Aizsardzības ministriju par tās mobilo elektrisko hibrīda enerģijas sistēmu (MEHPS) programmu, kas varētu novest pie aptuveni 50 FlexGen vienību iegādes. Sistēmas tehnoloģiju iepriekš pieņēma Jūras korpuss, kurš 2010. gadā pārbaudīja 6 kW prototipu. Tad tika paziņots, ka šī tehnoloģija samazinās degvielas patēriņu kaujas laukā par vairāk nekā 80%.
Testēšanas laikā Afganistānā Earl Energy FlexGen sistēma ļāva ģeneratoriem darboties trīs līdz sešas stundas dienā, nevis 24 stundas diennaktī.
"Tas atspoguļoja to, cik neefektīva enerģijas ražošana kaujas laukā tagad atbilst visām mūsu tehnoloģijām," sacīja Morehead. “Tīkli ir pielāgoti maksimālajai elektroenerģijas ražošanai, jo militārpersonām nekad nevajadzētu ļaut trūkt pieejamās jaudas, lai atbalstītu savas darbības. Un tas pats, diemžēl, attiecas uz tādu sistēmu kā ģenerators. Viņi strādā šajā operatīvajā telpā visu diennakti, 365 dienas gadā, neatkarīgi no tā, vai viņiem nepieciešama enerģija vai nē. Tas ir kā automašīna, kuru nekad neizslēdzat, pat ja to neizmantojat."
FlexGen hibrīda sistēma izmanto automatizētu dīzeļģeneratoru ar start-stop iespējām, kas ir apvienots ar atjaunojamiem enerģijas avotiem un lielu enerģijas uzglabāšanas ierīci. Ģenerators darbojas ar pilnu jaudu, un, pārspējot, tas uzlādē akumulatorus. Ja baterijas ir pietiekami uzlādētas, lai tiktu galā ar elektroenerģijas patēriņu, ģenerators izslēgsies. Testēšanas laikā Afganistānā sistēma ļāva ģeneratoriem darboties trīs līdz sešas stundas dienā ar vidējo degvielas patēriņa efektivitāti virs 50%.
Earl Energy pašlaik ir galvenais Jūras korpusa darbuzņēmējs un izstrādā nākamās paaudzes 10 kW pārnēsājamo energosistēmu. Uzņēmums pārdeva 12 testa sistēmas; nākotnē jaunie līgumi paredz līdz 50 FlexGen sistēmu iegādi.
Enerģijas piegāde uzlabojas
Lielbritānijas Aizsardzības departamentā ir Power FOB-inteliģenta enerģijas uzglabāšanas un pārvaldības sistēma, kas ļauj ieviest atjaunojamos avotus un enerģijas taupīšanas tehnoloģijas. Sistēma ļauj ietaupīt līdz pat 30% degvielas, pateicoties dīzeļģeneratoru un saules paneļu radītās enerģijas uzkrāšanai, un pārdalīt to īstajā laikā pareizajiem patērētājiem.
Visas šīs tehnoloģijas ir balstītas uz progresīviem akumulatoru risinājumiem enerģijas uzkrāšanai; šajā gadījumā atjaunojamie enerģijas avoti var kļūt patiesi izmantojami.
Morehead piebilda: “Karavīra ikdienas kilovatstundu prasības nepārtraukti pieaug, jo viņš patērē vairāk enerģijas patērētāju nekā jebkad agrāk. Mūsdienu karavīram ir nepieciešams 10 reizes vairāk enerģijas nekā pirms 15 gadiem."
Lielbritānijas uzņēmums Lincad ražo viedo litija jonu enerģijas avotu (LIPS) bateriju līniju. Tā LIPS 5 modelis kļuva par veiksmīgāko uzņēmuma katalogā; vairāk nekā 17 500 vienības ir piegādātas Lielbritānijas Aizsardzības departamentam un citiem klientiem visā pasaulē. Kā komentēja viens uzņēmuma izpilddirektors: “Pirmā LIPS baterija tika izlaista 2000. gadā, tā svars bija aptuveni 3,5 kg un tā ietilpība bija 12 Ah. Jaunākais LIPS 10 sver to pašu, bet tā jauda ir 23 Ah, ievērojami samazinot loģistikas slogu karavīram."
Papildus ilgstošu uzlādējamu akumulatoru piegādei Lincad ražo arī virkni akumulatoru lādētāju. Uzņēmuma pārstāvis sacīja: “Pēdējos gados saules enerģijas uzglabāšanas tehnoloģija ir strauji attīstījusies, un līdz ar to ir parādījušies Linkolda saules lādētāja un enerģijas savācēja risinājumi. Braukšanas laikā bija nepieciešama arī mobilā uzlāde no automašīnām. Transportlīdzekļi jau ražo enerģiju no saviem ģeneratoriem, un tas ir ieviests Lincad DC transportlīdzekļu lādētājā. Šo lādētāju parādīšanās nozīmē, ka lietotājiem nav nepieciešams nēsāt daudz bateriju."
Karavīri dažkārt nēsā līdz 10 kg bateriju, kas jāuzlādē, un bateriju lielā ietilpība un elastīgie uzlādes risinājumi samazina nepieciešamību atgriezties bāzē, kas var pozitīvi ietekmēt kaujas misijas izpildi.
