Novije baterije (gore) i bolje upravljanje sistemima poput mobilnih generatora (dolje) doprinose efikasnom korištenju energije
Budući da su fosilna goriva rijetka i skupa, vojska traži alternative postojećim metodama opskrbe električnom energijom svojih baza i opreme za pozorišta operacija (TMD). Pogledajmo kako industrija pokreće inovacije u ovoj oblasti
"Od 2001. godine više od 3.000 američkih vojnika i izvođača radova u Iraku i Afganistanu izgubilo je živote ili je ranjeno u napadima na konvoje za opskrbu gorivom i vodom", navodi se u statistici Ministarstva odbrane.
Međutim, smanjenje potrošnje goriva od 10% tijekom pet godina spasilo bi živote i zdravlje 35 vojnika iz transportnih konvoja u istom razdoblju; ti su podaci preuzeti iz studije revizorske kuće Deloitte, objavljene 2009. Trenutno nisu dostavljeni podaci za period 2009-2014 o gubicima povezanim sa stubovima za opskrbu vodom i gorivom.
Ranije je procijenjeno da je u svakom od 24 konvoja goriva bilo po jedno ranjeno ili ubijeno. Na primjer, 2007. godine samo u Iraku i Afganistanu američka vojska je izvela 6.030 konvoja goriva. To je dovelo do novog zakona koji je ove godine predstavljen Senatu, Zakona o energetskoj sigurnosti Ministarstva odbrane iz 2014. godine, čiji je cilj pomoći vojnim operacijama da postanu energetski efikasnije i da se manje oslanjaju na fosilna goriva.
Cilj nije samo ušteda novca u budžetu Pentagona, već i smanjenje potrebe za konvojima goriva i, na kraju, smanjenje rizika za vojno osoblje.
Američko ministarstvo obrane trenutno je najveći pojedinačni potrošač goriva, kojemu je potrebno oko 90 milijuna barela nafte po cijeni od gotovo 15 milijardi dolara godišnje. 75% ovog iznosa ide za potrebe aktivnih snaga, a do 2025. planirano je povećanje za 11%.
Saradnja
Ne samo da su Sjedinjene Države posvetile ozbiljnu pažnju ne samo efikasnosti potrošnje goriva, već i takozvanoj „pametnoj energiji“. NATO je 2012. godine osnovao radnu grupu za identifikaciju najperspektivnijih rješenja za uštedu energije i pokretanje multinacionalnih projekata za njihovu koordinaciju. NATO je također razmatrao mogućnost integriranja koncepta pametne energije u dokumente koji definiraju strategiju i standarde saveza.
Nakon sastanka u maju 2012., osnovan je SENT (tim za pametnu energiju) koji se finansira iz NATO -ovog programa Nauka za mir i sigurnost. Grupom upravljaju litvanski NATO centar za energetsku sigurnost i Zajedničko odjeljenje za zaštitu okoliša oružanih snaga Švedske. Tim se sastoji od stručnjaka iz osam zemalja, uključujući šest saveznika (Kanada, Njemačka, Litvanija, Nizozemska, Ujedinjeno Kraljevstvo i Sjedinjene Države) i dva partnera (Australija i Švedska).
"Želimo da vojnici i zapovjednici shvate da ušteda energije ima direktan utjecaj na sigurnost i živote vojnika", rekla je Susan Michaelis, pametna službenik za energiju u sjedištu NATO -a. "To oslobađa resurse za ključnu misiju NATO -a, koja je trenutno fokusirana na zaštitu konvoja goriva."
Dodala je da SENT razmatra NATO sporazume o standardizaciji „pametne energije, koji bi trebali uključivati postavljanje pametnih brojila u postojeće vojne kampove; generalni dizajn budućih kampova; obuka i učešće stručnjaka; opšta obuka uključena u opštu vojnu obuku; i shemu nagrađivanja službenika koji su uspjeli smanjiti potrošnju goriva."
Puni troškovi
Vojska SAD-a i NATO-a izvršila je proračun takozvane potpuno opterećene cijene goriva (FBCF), koja uzima u obzir sve operativne faktore u lancu opskrbe energijom, uključujući transport, infrastrukturu, ljudske resurse, održavanje, sigurnost i skladištenje energije.
Stoga jedan galon (3,785 litara) goriva čija je cijena do 3,50 USD po galonu (77 centi po litru) u američkoj bušotini (77 centi po litri) može doseći preko 100 USD po galonu (22 USD po litru) nakon isporuke linija fronta prema sjeveroistočnom Afganistanu.
Prema ovim izračunima, alternativni izvori energije i rješenja pametne energije, koja zbog visokih početnih kapitalnih troškova ne mogu biti financijski konkurentna u svakodnevnom životu, sve su opravdanija na bojnom polju.
Predsjednik Earl Energyja Doug Morehead rekao je: "Da budem iskren, kada počnete plaćati 15 dolara po galonu, puno nove tehnologije ima smisla."
Zaista, ako je kombinirani sustav za skladištenje solarne i rezervne energije neekonomičan za dom i svakodnevni život, onda je neprocjenjiv kada se koristi u vojsci, posebno ako ga pogledate sa svim komponentama u FBCF -u.
U junu 2013. godine, na vježbi NATO -a Logistician 2013 u Slovačkoj, holandska vojska demonstrirala je šator prekriven solarnim ćelijama. Vojska je već instalirala 480 kvadratnih metara solarnih panela u Mazar-i-Sharifu u Afganistanu, koji trenutno proizvode 200 kWh. Prema riječima stručnjaka za energetiku holandske vojske, potpukovnika Harma Renesa, "ulaganje se već isplatilo".
U skladu sa trendovima
Američko ministarstvo obrane domaćin je godišnjeg izazova odbrambene energetske tehnologije (DETC) kako bi bili u toku s najnovijim trendovima pametne energije i odabrali one koji se mogu pomaknuti naprijed kako bi pomogli vojsci da značajno smanji ovisnost o fosilnim gorivima. Pentagon je izdvojio 9 milijardi dolara za programe energetske efikasnosti za 2013-2017.
U novembru 2013. godine, Sierra Energy sa svojom elektranom FastOx izabrana je za pobjednika na DETC takmičenju 2013. održanom u okviru godišnjeg energetskog sastanka odbrane.
Predsjednik Sierra Energy -a Mike Hart rekao je: „Američka vojska ima cijelu upravu koja se bavi gospodarenjem otpadom i smanjuje ovisnost o fosilnim gorivima jer ih čini strateški ranjivima. Rješenje sposobno za proizvodnju vlastite energije ima značajan utjecaj na nekoliko aspekata, uključujući povećanu sigurnost, neovisnost i održivost okoliša."
“Naša tehnologija pretvaranja otpada u gorivo identificirana je kao ključna tehnologija 2009. godine, pa ju je Centar za testiranje obnovljive energije Ministarstva odbrane stavio na svoju listu prioriteta. U nekim slučajevima, prilikom prerade 10 tona otpada, možemo proizvesti oko 500 kWh električne energije bez ometanja njene opskrbe."
FastOx postrojenje iz Sierra Energy
Šljaka koja se ne ispire
Ova tehnologija ukratko. Ubrizgavaju se kisik i para, zagrijavajući otpad na 2200 ° C (bez sagorijevanja); ovo dopušta upotrebu bilo kojeg materijala sve dok sadrži ugljik. Svi zaostali metali, pepeo ili anorganske tvari se rastope u tekućinu, koja se ispušta na dno, omogućavajući oporavak metala. Ostatak izlazi kao neislužena troska koja se može koristiti za popločavanje. Dva generirana plina (70% ugljičnog monoksida i 30% vodika) odlaze u gorivne ćelije, koje oslobađaju samo toplinu i vodu.
"Ovaj modularni sistem može se staviti u bilo koje područje", rekao je Hart. Sistem se trenutno usavršava za pakovanje u šest do sedam standardnih ISO kontejnera za brzu i laku primenu.
Tehnologija gorivih ćelija vjerojatno će biti preferirana opcija za zamjenu dizel generatora na terenu, posebno u manjim jedinicama. Njemački institut za kemijsku tehnologiju Fraunhofer razvija prijenosnu gorivnu ćeliju na vodik za njemačke oružane snage koja je tiho sposobna proizvesti 2 kW električne energije. Sistem koristi solarnu energiju za cijepanje vode na kisik i vodik.
Međutim, Chris Andrews, voditelj projekta u australskoj nezavisnoj kompaniji za proizvodnju električne energije Eniquest, komentirao je široko rasprostranjeno zanimanje za sisteme alternativnih goriva i povećanu upotrebu obnovljive energije:, snaga i predvidljivost opskrbe nadmašuju prednosti smanjenja upotrebe fosilnih goriva."
Eniquest opskrbljuje afganistansku vojsku raznim tihim alternatorima i distribucijskim i izmjeničnim i istosmjernim stanicama. Andrews je primijetio: "Poboljšanja u tehnologiji, posebno u tehnologiji skladištenja energije / baterija koja može parirati specifičnoj energiji fosilnih goriva, bit će važna za odmicanje od upotrebe fosilnih goriva u vojne svrhe."
Neposredni ciljevi
Iako bi fokus mogao biti na postepenom ukidanju ovisnosti o fosilnim gorivima na srednji ili dugi rok, neposredni cilj je značajno smanjiti njegovu upotrebu različitim metodama.
Jedan od pristupa je povećanje efikasnosti generatora već u kinima. Earl Energy je nedavno dobio ugovor s Ministarstvom odbrane za svoj program mobilnih električnih hibridnih energetskih sistema (MEHPS), koji bi mogao dovesti do kupovine oko 50 FlexGen jedinica. Sistemsku tehnologiju prethodno je usvojio Marine Corps, koji je testirao prototip snage 6 kW u radu 2010. godine. Tada je objavljeno da će ova tehnologija smanjiti potrošnju goriva na bojnom polju za više od 80%.
Tokom testiranja u Afganistanu, Earl Energy FlexGen sistem je omogućio generatorima da rade tri do šest sati dnevno umjesto 24 sata dnevno.
"To je bio odraz kako se neefikasna proizvodnja energije na bojnom polju sada usklađuje sa svom tehnologijom koju imamo", rekao je Morehead. “Mreže su prilagođene za najveću proizvodnju energije jer vojsci nikada ne bi trebalo dopustiti da nedostaje raspoložive snage za podršku svojim operacijama. Isto se, nažalost, odnosi i na sistem poput generatora. Oni rade u ovom operativnom prostoru non -stop, 365 dana u godini, bez obzira da li im je potrebna energija ili ne. To je poput automobila koji nikada ne isključujete, čak ni kada ga ne koristite."
Hibridni sistem FlexGen koristi automatizirani dizel generator sa start-stop sposobnostima, koji je u kombinaciji s obnovljivim izvorima energije i velikim uređajem za skladištenje energije. Generator radi punim kapacitetom, a pri prenaponu puni baterije. Ako su baterije dovoljno napunjene da se nose s potrošnjom električne energije, tada će se generator isključiti. Tokom testiranja u Afganistanu, sistem je dozvolio generatorima da rade tri do šest sati dnevno sa prosječnom potrošnjom goriva od preko 50%.
Earl Energy je trenutno primarni izvođač za Marine Corps i razvija prijenosnu elektroenergetsku mrežu nove generacije 10 kW. Kompanija je prodala 12 testnih sistema; u budućnosti, novi ugovori predviđaju kupovinu do 50 FlexGen sistema.
Snabdijevanje energijom se poboljšava
Britansko ministarstvo odbrane ima Power FOB, inteligentni sistem za skladištenje i upravljanje energijom koji omogućava uvođenje obnovljivih izvora i tehnologija za uštedu energije. Sustav vam omogućuje uštedu do 30% goriva uslijed akumulacije energije koju generiraju dizelski generatori i solarni paneli, te je preraspodijelite u pravo vrijeme pravim potrošačima.
Sve ove tehnologije oslanjaju se na napredna rješenja baterija za skladištenje energije; u ovom slučaju, obnovljivi izvori energije mogu postati zaista raspoloživi.
Morehead je dodao: „Dnevna potreba vojnika u kilovat-satu stalno se povećava jer nosi više potrošača energije nego ikad prije. Modernom vojniku je potrebno 10 puta više energije nego prije 15 godina."
Britanska kompanija Lincad proizvodi liniju inteligentnih litij -ionskih baterija (LIPS). Njegov model LIPS 5 postao je najuspješniji u katalogu kompanije; više od 17.500 jedinica isporučeno je britanskom Ministarstvu odbrane i drugim kupcima širom svijeta. Kao što je jedan izvršni direktor kompanije komentirao: „Prva LIPS baterija objavljena je 2000. godine, težila je približno 3,5 kg i imala je kapacitet od 12 Ah. Najnoviji LIPS 10 teži isto, ali ima kapacitet od 23 Ah, što dramatično smanjuje logističko opterećenje vojnika."
Osim što isporučuje izdržljive punjive baterije, Lincad proizvodi i liniju punjača za baterije. Glasnogovornik kompanije rekao je: „Posljednjih godina tehnologija skladištenja solarne energije brzo se razvila i stoga su se pojavila rješenja za solarni punjač i skupljač energije iz Lincada. Postojala je i potreba za mobilnim punjenjem iz automobila tokom vožnje. Vozila već proizvode energiju iz svojih generatora, a to je implementirano u Lincad DC punjač za vozila. Pojava ovih punjača znači da korisnici ne moraju nositi puno baterija."
Vojnici ponekad nose i do 10 kg baterija koje je potrebno napuniti, a veliki kapacitet baterija i fleksibilna rješenja za punjenje smanjuju potrebu za povratkom u bazu, što može pozitivno utjecati na ispunjenje borbene misije.
