Naujos baterijos (viršuje) ir geresnis sistemų, tokių kaip mobilieji generatoriai (apačioje), valdymas padeda efektyviai naudoti energiją
Kadangi iškastinis kuras yra menkas ir brangus, kariuomenė ieško alternatyvų dabartiniams energijos tiekimo savo operacijų teatro bazėms ir įrangai metodams. Pažiūrėkime, kaip pramonė skatina inovacijas šioje srityje
„Nuo 2001 metų daugiau nei 3000 JAV karių ir rangovų Irake ir Afganistane žuvo arba buvo sužeisti per atakas prieš kuro ir vandens tiekimo vilkstines“, - sakoma Gynybos departamento statistikoje.
Tačiau per penkerius metus 10% sumažinus degalų sąnaudas per tą patį laikotarpį būtų išgelbėtos 35 karių gyvybės ir sveikata nuo transporto vilkstinių; šie duomenys paimti iš audito bendrovės „Deloitte“atlikto tyrimo, paskelbto 2009 m. Šiuo metu nepateikta duomenų apie 2009–2014 m. Laikotarpį dėl nuostolių, susijusių su vandens ir kuro tiekimo stulpeliais.
Anksčiau buvo apskaičiuota, kad kiekvienoje iš 24 kuro vilkstinių buvo vienas sužeistas ar nužudytas. Pavyzdžiui, 2007 metais vien Irake ir Afganistane JAV kariuomenė atliko 6030 degalų vilkstines. Dėl to šiais metais Senatui buvo pateiktas naujas įstatymo projektas - 2014 m. Gynybos departamento Energetinio saugumo įstatymas, kuriuo siekiama padėti karinėms operacijoms tausoti energiją ir mažiau priklausyti nuo iškastinio kuro.
Tikslas yra ne tik sutaupyti pinigų Pentagono biudžetui, bet ir sumažinti degalų vilkstinių poreikį bei galiausiai sumažinti riziką kariškiams.
JAV gynybos departamentas šiuo metu yra vienintelis didžiausias degalų vartotojas, kuriam reikia apie 90 milijonų barelių naftos, kainuojančios beveik 15 milijardų dolerių per metus. 75% šios sumos skiriama aktyviųjų pajėgų poreikiams tenkinti, o iki 2025 m. Planuojama ją padidinti 11%.
Bendradarbiavimas
Ne tik JAV rimtai kreipė dėmesį ne tik į degalų naudojimo efektyvumą, bet ir į vadinamąją „protingą energiją“. 2012 metais NATO sukūrė darbo grupę, kuri nustatė perspektyviausius energijos taupymo sprendimus ir inicijavo tarptautinius projektus jiems koordinuoti. NATO taip pat svarstė galimybę integruoti išmaniosios energijos koncepciją į dokumentus, apibrėžiančius aljanso strategiją ir standartus.
Po 2012 m. Gegužės mėn. Įvykusio susitikimo buvo įsteigta SENT („Smart Energy Team“), kuri finansuojama pagal NATO mokslo už taiką ir saugumą programą. Grupę valdo Lietuvos NATO energetinio saugumo centras ir Švedijos ginkluotųjų pajėgų Jungtinis aplinkos departamentas. Komandą sudaro aštuonių šalių ekspertai, įskaitant šešis sąjungininkus (Kanada, Vokietija, Lietuva, Nyderlandai, Jungtinė Karalystė ir JAV) ir du partneriai (Australija ir Švedija).
„Mes norime, kad kareiviai ir vadai suprastų, kad energijos taupymas turi tiesioginės įtakos karių saugumui ir gyvenimui“, - sakė NATO būstinės išmanioji energetikos pareigūnė Susan Michaelis. „Tai atlaisvina išteklius pagrindinei NATO misijai, kuri šiuo metu yra skirta degalų vilkstinėms apsaugoti“.
Ji pridūrė, kad SENT svarsto NATO standartizacijos susitarimus dėl „išmaniosios energijos“, kuri turėtų apimti išmaniųjų skaitiklių įrengimą esamose karinėse stovyklose; bendras būsimų stovyklų dizainas; ekspertų mokymas ir dalyvavimas; bendras mokymas, įtrauktas į bendrą karinį mokymą; ir atlygio schema pareigūnams, kuriems pavyko sumažinti degalų sąnaudas “.
Pilna pridėtinė kaina
JAV ir NATO kariuomenė atliko vadinamuosius visiškai apsunkintus degalų kaštus (FBCF) skaičiavimus, kuriuose atsižvelgiama į visus energijos tiekimo grandinės veiklos veiksnius, įskaitant transportavimą, infrastruktūrą, žmogiškuosius išteklius, priežiūrą, saugumą ir energijos saugojimą.
Todėl vienas galonas (3,785 litro) degalų, kainuojančių iki 3,50 USD už galoną (77 centus už litrą) JAV šulinyje (77 centai už litrą), gali būti pasiektas daugiau nei 100 USD už galoną (22 USD už litrą). fronto linija į šiaurės rytų Afganistaną.
Remiantis šiais skaičiavimais, mūšio lauke vis labiau pateisinami alternatyvūs energijos šaltiniai ir išmanieji energijos sprendimai, kurie dėl didelių pradinio kapitalo išlaidų negali būti finansiškai konkurencingi kasdieniame gyvenime.
Earl Energy prezidentas Doug Morehead sakė: „Tiesą pasakius, kai pradedi mokėti 15 USD už galoną, daugelis naujų technologijų yra prasmingos“.
Iš tiesų, jei kombinuota saulės ir atsarginė energijos kaupimo sistema yra neekonomiška namams ir kasdieniam gyvenimui, tai yra neįkainojama, kai naudojama kariuomenėje, ypač kai žiūrite į ją su visais FBCF komponentais.
2013 m. Birželio mėn. Slovakijoje vykusiose pratybose „Capable Logistician 2013“Nyderlandų armija pademonstravo palapinę, uždengtą saulės elementais. Kariuomenė Afganistane Mazar-i-Sharif mieste jau įrengė 480 kvadratinių metrų saulės kolektorių, kurie šiuo metu generuoja 200 kWh. Pasak Nyderlandų kariuomenės energetikos eksperto pulkininko leitenanto Harmo Reneso, „investicijos jau atsipirko“.
Atitinka tendencijas
JAV gynybos departamentas rengia kasmetinį gynybos energetikos technologijų iššūkį (DETC), kad neatsiliktų nuo naujausių išmaniosios energijos tendencijų ir pasirinktų tas tendencijas, kurios padėtų kariuomenei žymiai sumažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro. Pentagonas 2013–2017 m. Energijos vartojimo efektyvumo programoms skyrė 9 mlrd.
2013 m. Lapkritį „Sierra Energy“su savo „FastOx“jėgaine buvo išrinkta 2013 m. DETC konkurso, vykusio kaip metinis gynybos energetikos susitikimas, nugalėtoju.
„Sierra Energy“prezidentas Mike'as Hartas sakė: „JAV kariuomenė turi visą direkciją, kuri užsiima atliekų tvarkymu ir mažina priklausomybę nuo iškastinio kuro, nes tai daro juos strategiškai pažeidžiamus. Sprendimas, galintis gaminti savo energiją, daro didelę įtaką keliems aspektams, įskaitant didesnį saugumą, nepriklausomybę ir aplinkos tvarumą “.
„Mūsų atliekų ir kuro technologija buvo pripažinta pagrindine technologija 2009 m., Todėl Gynybos departamento Atsinaujinančios energijos bandymų centras įtraukė ją į savo prioritetų sąrašą. Kai kuriais atvejais, perdirbdami 10 tonų atliekų, galime pagaminti apie 500 kWh elektros energijos, netrikdydami jų tiekimo “.
„FastOx“gamykla iš „Sierra Energy“
Neišplaunantis šlakas
Ši technologija trumpai. Įpurškiamas deguonis ir garai, atliekos pašildomos iki 2200 ° C (neužsidega); tai leidžia naudoti bet kokias medžiagas, jei jose yra anglies. Likusieji metalai, pelenai ar neorganinės medžiagos ištirpsta į skystį, kuris išleidžiamas į dugną, kad būtų galima išgauti metalus. Likusi dalis yra neišplautas šlakas, kurį galima naudoti grindinio klojimui. Dvi susidariusios dujos (70% anglies monoksido ir 30% vandenilio) patenka į kuro elementus, kurie išskiria tik šilumą ir vandenį.
„Šią modulinę sistemą galima išmesti bet kurioje srityje“, - sakė Hartas. Sistema šiuo metu tobulinama, kad būtų supakuota į šešis – septynis standartinius ISO konteinerius, kad būtų galima greitai ir lengvai įdiegti.
Kuro elementų technologija greičiausiai bus tinkamiausias variantas pakeisti dyzelinius generatorius šioje srityje, ypač mažesniuose agregatuose. Vokietijos cheminių technologijų institutas „Fraunhofer“Vokietijos ginkluotosioms pajėgoms kuria nešiojamąjį vandenilio kuro elementą, kuris tyliai gali gaminti 2 kW elektros energijos. Sistema naudoja saulės energiją, kad padalintų vandenį į deguonį ir vandenilį.
Tačiau Chrisas Andrewsas, nepriklausomos Australijos elektros energijos gamybos bendrovės „Eniquest“projektų vadovas, pakomentavo plačiai paplitusį susidomėjimą alternatyvių degalų sistemomis ir didesnį atsinaujinančios energijos naudojimą: tiekimo stiprumas ir nuspėjamumas nusveria naudą, mažinančią iškastinio kuro naudojimą “.
„Eniquest“aprūpina Afganistano armiją įvairiais tyliais generatoriais ir kintamosios ir nuolatinės srovės skirstymo stotimis. Andrews pažymėjo: „Technologijų, ypač energijos kaupimo / akumuliatorių technologijos, kuri gali konkuruoti su iškastinio kuro energija, tobulinimas bus svarbus atsisakant iškastinio kuro naudojimo karinėse reikmėse“.
Neatidėliotini tikslai
Nors pagrindinis dėmesys gali būti skiriamas laipsniškam priklausomybės nuo iškastinio kuro mažinimui vidutinės trukmės ir ilguoju laikotarpiu, artimiausias tikslas yra žymiai sumažinti jo naudojimą įvairiais metodais.
Vienas iš būdų yra padidinti teatruose jau esančių generatorių efektyvumą. „Earl Energy“neseniai laimėjo sutartį su Gynybos departamentu dėl savo mobiliųjų elektrinių hibridinių energijos sistemų (MEHPS) programos, dėl kurios gali būti nupirkta apie 50 „FlexGen“įrenginių. Sistemos technologiją anksčiau pritaikė jūrų pėstininkų korpusas, kuris 2010 m. Išbandė veikiančią 6 kW galios prototipą. Tada buvo paskelbta, kad ši technologija sumažins degalų sąnaudas mūšio lauke daugiau nei 80%.
Atliekant bandymus Afganistane, „Earl Energy FlexGen“sistema leido generatoriams veikti nuo trijų iki šešių valandų per parą, o ne visą parą.
„Tai atspindėjo tai, kaip neefektyvi energijos gamyba mūšio lauke dabar atitinka visas mūsų turimas technologijas“, - sakė Moreheadas. „Tinklai yra pritaikyti didžiausios galios elektros energijai gaminti, nes kariuomenei niekada neturėtų būti suteikta jėga, leidžianti paremti jų operacijas. Deja, tas pats pasakytina ir apie tokią sistemą kaip generatorius. Jie dirba šioje operacinėje erdvėje visą parą, 365 dienas per metus, nepriklausomai nuo to, ar jiems reikia energijos, ar ne. Tai tarsi automobilis, kurio niekada neišjungiate, net kai juo nesinaudojate “.
„FlexGen“hibridinėje sistemoje naudojamas automatinis dyzelinis generatorius su paleidimo ir sustabdymo galimybėmis, kuris derinamas su atsinaujinančiais energijos šaltiniais ir dideliu energijos kaupimo įtaisu. Generatorius dirba visu pajėgumu, o kai yra per didelis, jis įkrauna baterijas. Jei baterijos yra pakankamai įkrautos, kad galėtų susidoroti su elektros energijos suvartojimu, generatorius išsijungs. Atliekant bandymus Afganistane, sistema leido generatoriams veikti nuo trijų iki šešių valandų per dieną, o vidutinis degalų efektyvumas buvo didesnis nei 50%.
„Earl Energy“šiuo metu yra pagrindinis jūrų pėstininkų rangovas ir kuria naujos kartos 10 kW nešiojamą elektros sistemą. Įmonė pardavė 12 bandymų sistemų; ateityje naujos sutartys numato iki 50 „FlexGen“sistemų pirkimą.
Energijos tiekimas gerėja
Didžiosios Britanijos gynybos departamentas turi „Power FOB“-protingą energijos kaupimo ir valdymo sistemą, leidžiančią įdiegti atsinaujinančius šaltinius ir energiją taupančias technologijas. Sistema leidžia sutaupyti iki 30% degalų dėl dyzelinių generatorių ir saulės kolektorių pagamintos energijos ir tinkamu laiku ją paskirstyti tinkamiems vartotojams.
Visos šios technologijos energijos kaupimui priklauso nuo pažangių baterijų sprendimų; šiuo atveju atsinaujinantys energijos šaltiniai gali tapti tikrai dislokuojami.
Moreheadas pridūrė: „Kareivio dienos kilovatvalandžių poreikis nuolat didėja, nes jis sunaudoja daugiau energijos vartotojų nei bet kada anksčiau. Šiuolaikiniam kariui reikia 10 kartų daugiau energijos nei prieš 15 metų “.
Didžiosios Britanijos bendrovė „Lincad“gamina išmaniųjų ličio jonų maitinimo šaltinių (LIPS) baterijų liniją. Jo LIPS 5 modelis tapo sėkmingiausiu bendrovės kataloge; daugiau nei 17 500 vienetų buvo pristatyta Didžiosios Britanijos gynybos departamentui ir kitiems klientams visame pasaulyje. Kaip komentavo vienas bendrovės vadovas: „Pirmoji LIPS baterija buvo išleista 2000 m., Ji svėrė apie 3,5 kg ir buvo 12 Ah talpos. Naujausias „LIPS 10“sveria tą patį, tačiau jo talpa yra 23 Ah, o tai žymiai sumažina kareivio logistikos naštą “.
„Lincad“ne tik tiekia patvarias įkraunamas baterijas, bet ir gamina akumuliatorių įkroviklių liniją. Bendrovės atstovas sakė: „Pastaraisiais metais saulės energijos kaupimo technologija sparčiai vystėsi, todėl atsirado„ Lincad Solar Charger “ir„ Power Scavenger “sprendimai. Taip pat vairuojant reikėjo mobiliojo įkrovimo iš automobilių. Transporto priemonės jau gamina energiją iš savo generatorių ir tai įgyvendinama „Lincad DC“transporto priemonių įkroviklyje. Šių įkroviklių atsiradimas reiškia, kad vartotojams nereikia nešiotis daug baterijų “.
Kareiviai kartais nešiojasi iki 10 kg baterijų, kurias reikia įkrauti, o didelė baterijų talpa ir lankstūs įkrovimo sprendimai sumažina poreikį grįžti į bazę, o tai gali teigiamai paveikti kovos misijos vykdymą.
