Novije baterije (gore) i bolje upravljanje sustavima poput mobilnih generatora (dolje) doprinose učinkovitom korištenju energije
Budući da su fosilna goriva rijetka i skupa, vojska traži alternative dosadašnjim metodama opskrbe električnom energijom svojih baza i opreme kazališta operacija (TMD). Pogledajmo kako industrija potiče inovacije na ovom području
"Od 2001. godine više od 3.000 američkih vojnika i izvođača radova u Iraku i Afganistanu izgubilo je živote ili je ozlijeđeno u napadima na konvoje za opskrbu gorivom i vodom", navodi se u statistici Ministarstva obrane.
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. godine. U ovom trenutku nisu dostavljeni podaci za razdoblje 2009.-2014. O gubicima povezanim sa stupovima za opskrbu vodom i gorivom.
Ranije se procjenjivalo da je u svakom od 24 konvoja goriva bio po jedan ranjen ili ubijen. Na primjer, 2007. godine samo u Iraku i Afganistanu američka je vojska izvela 6030 konvoja goriva. To je dovelo do novog zakona koji je ove godine predstavljen Senatu, Zakona o energetskoj sigurnosti Ministarstva obrane iz 2014. godine, čiji je cilj pomoći vojnim operacijama da postanu energetski učinkovitije i da se manje oslanjaju na fosilna goriva.
Cilj nije samo uštedjeti novac u proračunu Pentagona, već i smanjiti potrebu za konvojima goriva i, u konačnici, smanjiti rizike 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% tog iznosa ide za podmirivanje potreba aktivnih snaga, a do 2025. planirano je povećanje za 11%.
Suradnja
Ne samo da su Sjedinjene Države posvetile ozbiljnu pozornost ne samo učinkovitosti goriva, već i takozvanoj "pametnoj energiji". NATO je 2012. godine osnovao radnu skupinu 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 svibnju 2012., osnovan je SENT (tim za pametnu energiju) koji se financira iz NATO -ovog programa Znanost za mir i sigurnost. Grupom upravljaju litvanski NATO centar za energetsku sigurnost i Zajednički odjel za okoliš švedskih oružanih snaga. Tim se sastoji od stručnjaka iz osam zemalja, uključujući šest saveznika (Kanada, Njemačka, Litva, Nizozemska, Ujedinjeno Kraljevstvo i Sjedinjene Države) i dva partnera (Australija i Švedska).
"Želimo da vojnici i zapovjednici shvate da ušteda energije ima izravan utjecaj na sigurnost i živote vojnika", rekla je Susan Michaelis, pametna časnica za energiju u sjedištu NATO -a. "To oslobađa resurse za temeljnu misiju NATO -a, koja je trenutno usmjerena na zaštitu konvoja s gorivom."
Dodala je kako SENT razmatra NATO -ove sporazume o standardizaciji „pametne energije, koji bi trebali uključivati postavljanje pametnih brojila u postojeće vojne kampove; opći dizajn budućih kampova; obuka i sudjelovanje stručnjaka; opća obuka uključena u opću vojnu obuku; i shemu nagrađivanja službenika koji su uspjeli smanjiti potrošnju goriva."
Puni režijski troškovi
Američka i NATO vojska izvršile su takozvane potpuno opterećene troškove goriva (FBCF), koji uzimaju u obzir sve operativne čimbenike u lancu opskrbe energijom, uključujući promet, 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 litri) u američkoj bušotini (77 centi po litri) može doseći preko 100 USD po galonu (22 USD po litri) nakon isporuke u linija fronta prema sjeveroistočnom Afganistanu.
Prema tim 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, kad počnete plaćati 15 dolara po galonu, puno nove tehnologije ima smisla."
Doista, ako je kombinirani sustav skladištenja solarne i rezervne energije neekonomičan za kućni i svakodnevni život, onda je neprocjenjiv kada se koristi u vojsci, pogotovo ako ga pogledate sa svim komponentama u FBCF -u.
U lipnju 2013., na vježbi NATO -a Logistician 2013 u Slovačkoj, nizozemska vojska demonstrirala je šator prekriven solarnim ćelijama. Vojska je već instalirala 480 četvornih metara solarnih panela u Mazar-i-Sharifu u Afganistanu, koji trenutno proizvode 200 kWh. Prema riječima stručnjaka za energetiku u nizozemskoj vojsci, potpukovnika Harma Renesa, "ulaganje se već isplatilo".
U skladu s trendovima
Američko ministarstvo obrane domaćin je godišnjeg izazova obrambene energetske tehnologije (DETC) kako bi bili u toku s najnovijim trendovima pametne energije i odabrali one koji se mogu pomaknuti naprijed kako bi vojsci pomogli da značajno smanji svoju ovisnost o fosilnim gorivima. Pentagon je izdvojio 9 milijardi dolara za programe energetske učinkovitosti za razdoblje 2013.-2017.
U studenom 2013. godine Sierra Energy sa svojom elektranom FastOx izabrana je kao pobjednica natjecanja DETC 2013. održanog u sklopu godišnjeg sastanka o obrambenoj energiji.
Predsjednik Sierra Energy -a Mike Hart rekao je: „Američka vojska ima cijelo ravnateljstvo koje se bavi gospodarenjem otpadom i smanjivanjem ovisnosti 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 otpadnih goriva identificirana je kao ključna tehnologija 2009. godine, pa ju je Centar za testiranje obnovljive energije Ministarstva obrane stavio na svoju listu prioriteta. U nekim slučajevima, pri preradi 10 tona otpada, možemo proizvesti oko 500 kWh električne energije bez ometanja njezine 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 izgaranja); to omogućuje upotrebu bilo kojeg materijala sve dok sadrži ugljik. Svi zaostali metali, pepeo ili anorganske tvari rastopljeni su u tekućinu koja se ispušta na dno, čime se omogućuje oporaba 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 sustav može se staviti u bilo koje područje", rekao je Hart. Sustav se trenutno usavršava za pakiranje u šest do sedam standardnih ISO kontejnera za brzu i laku implementaciju.
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. Sustav koristi solarnu energiju za podjelu vode na kisik i vodik.
Međutim, Chris Andrews, voditelj projekta u australskoj neovisnoj tvrtki za proizvodnju energije Eniquest, komentirao je široko rasprostranjeni interes za sustave alternativnih goriva i povećanu uporabu obnovljive energije:, snaga i predvidljivost opskrbe nadmašuju prednosti smanjenja uporabe fosilnih goriva."
Eniquest opskrbljuje afganistansku vojsku raznim tihim alternatorima i distribucijskim postajama za izmjeničnu i istosmjernu struju. 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 uporabe fosilnih goriva u vojne svrhe."
Neposredni ciljevi
Iako bi fokus mogao biti na srednjoročnom do dugoročnom postupnom ukidanju ovisnosti o fosilnim gorivima, neposredni cilj je značajno smanjiti njegovu upotrebu različitim metodama.
Jedan od pristupa je povećanje učinkovitosti generatora već u kinima. Earl Energy nedavno je dobio ugovor s Ministarstvom obrane za svoj program Mobilni električni hibridni energetski sustavi (MEHPS), što bi moglo dovesti do kupnje oko 50 FlexGen jedinica. Tehnologiju sustava prethodno je usvojio Marine Corps, koji je 2010. godine testirao prototip snage 6 kW. Tada je objavljeno da će ova tehnologija smanjiti potrošnju goriva na bojnom polju za više od 80%.
Tijekom testiranja u Afganistanu, Earl Energy FlexGen sustav dopuštao je generatorima da rade tri do šest sati dnevno umjesto 24 sata dnevno.
"To je bio odraz kako se neučinkovita 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. I isto, nažalost, vrijedi za sustav kao što je generator. U ovom operativnom prostoru rade 24 sata, 365 dana u godini, bez obzira na to trebaju li im energiju ili ne. To je poput automobila koji nikada ne isključujete, čak ni kad ga ne koristite."
Hibridni sustav FlexGen koristi automatizirani dizelski 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. Tijekom testiranja u Afganistanu, sustav je dopuštao generatorima da rade tri do šest sati dnevno sa prosječnom učinkovitošću goriva od preko 50%.
Earl Energy je trenutno primarni izvođač za Marine Corps i razvija prijenosnu elektroenergetsku sustav nove generacije 10 kW. Tvrtka je prodala 12 testnih sustava; u budućnosti, novi ugovori predviđaju kupnju do 50 FlexGen sustava.
Opskrba energijom se poboljšava
Britansko ministarstvo obrane ima Power FOB, inteligentni sustav za skladištenje i upravljanje energijom koji omogućuje uvođenje obnovljivih izvora i tehnologija za uštedu energije. Sustav vam omogućuje uštedu do 30% goriva uslijed nakupljanja energije koju generiraju dizelski generatori i solarni paneli te ga u pravo vrijeme raspodijelite pravim potrošačima.
Sve se te tehnologije oslanjaju na napredna rješenja baterija za skladištenje energije; u ovom slučaju, obnovljivi izvori energije mogu postati doista raspoloživi.
Morehead je dodao: „Dnevna potreba vojnika za kilovat-satom stalno se povećava jer nosi više potrošača energije nego ikad prije. Suvremenom vojniku treba 10 puta više energije nego prije 15 godina."
Britanska tvrtka Lincad proizvodi liniju inteligentnih litij -ionskih baterija (LIPS). Njegov model LIPS 5 postao je najuspješniji u katalogu tvrtke; više od 17 500 jedinica isporučeno je britanskom Ministarstvu obrane i drugim kupcima diljem svijeta. Kao što je jedan izvršni direktor tvrtke komentirao: „Prva LIPS baterija izdana 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 tvrtke rekao je: „Posljednjih se godina tehnologija skladištenja solarne energije brzo razvijala pa su se pojavila rješenja za solarni punjač i skupljač energije iz Lincada. Također je postojala potreba za mobilnim punjenjem iz automobila tijekom 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 zadaće.
