K efektívnejšiemu využívaniu energie prispievajú novšie batérie (hore) a lepšia správa systémov, ako sú mobilné generátory (dole)
Pretože sú fosílne palivá vzácne a nákladné, armáda hľadá alternatívy k súčasným metódam dodávok energie na svoje základne a zariadenia (TMD). Pozrime sa, ako priemysel poháňa inovácie v tejto oblasti
„Od roku 2001 prišlo pri útokoch na konvoje o dodávkach paliva a vody o život alebo zranených viac ako 3000 amerických vojakov a dodávateľov v Iraku a Afganistane,“uvádza sa v štatistikách ministerstva obrany.
Zníženie spotreby paliva o 10% za päť rokov by však za rovnaké obdobie zachránilo životy a zdravie 35 vojakov z transportných konvojov; tieto údaje sú prevzaté zo štúdie audítorskej spoločnosti Deloitte, publikovanej v roku 2009. V súčasnosti nie sú za obdobie 2009-2014 poskytnuté žiadne údaje o stratách spojených s kolónami dodávok vody a paliva.
Predtým sa odhadovalo, že v každom z 24 palivových konvojov bol jeden zranený alebo zabitý. Napríklad v roku 2007 len v Iraku a Afganistane uskutočnila americká armáda 6 030 palivových konvojov. To viedlo k tomu, že bol tento rok Senátu predložený nový zákon o ministerstve obrany o energetickej bezpečnosti z roku 2014, ktorého cieľom je pomôcť vojenským operáciám stať sa energeticky účinnejšími a menej sa spoliehať na fosílne palivá.
Cieľom nie je len ušetriť peniaze v rozpočte Pentagonu, ale tiež znížiť potrebu palivových konvojov a v konečnom dôsledku znížiť riziká pre vojenský personál.
Americké ministerstvo obrany je v súčasnosti jediným najväčším spotrebiteľom paliva, pričom požaduje zhruba 90 miliónov barelov ropy za cenu takmer 15 miliárd dolárov ročne. 75% z tejto sumy ide na pokrytie potrieb aktívnych síl a do roku 2025 sa plánuje jej zvýšenie o 11%.
Spolupráca
Nielen Spojené štáty venujú vážnu pozornosť nielen palivovej účinnosti, ale aj takzvanej „inteligentnej energii“. V roku 2012 NATO vytvorilo pracovnú skupinu na identifikáciu najsľubnejších riešení na úsporu energie a iniciovanie nadnárodných projektov na ich koordináciu. NATO zvažovalo aj možnosť začleniť koncept inteligentnej energie do dokumentov definujúcich stratégiu a štandardy aliancie.
Po stretnutí v máji 2012 bol založený tím SENT (Smart Energy Team), ktorý je financovaný z programu NATO pre vedu pre mier a bezpečnosť. Skupinu riadi Litovské centrum NATO pre energetickú bezpečnosť a Spoločné oddelenie životného prostredia švédskych ozbrojených síl. Tím pozostáva z expertov z ôsmich krajín vrátane šiestich spojencov (Kanada, Nemecko, Litva, Holandsko, Spojené kráľovstvo a Spojené štáty) a dvoch partnerov (Austrália a Švédsko).
"Chceme, aby vojaci a velitelia pochopili, že úspory energie majú priamy vplyv na bezpečnosť a životy vojakov," povedala Susan Michaelisová, inteligentná energetická dôstojníčka v sídle NATO. „Uvoľňuje zdroje pre hlavnú misiu NATO, ktorá je v súčasnosti zameraná na ochranu palivových konvojov.“
Dodala, že SENT zvažuje štandardizačné dohody NATO o „inteligentnej energii, ktorá by mala zahŕňať inštaláciu inteligentných meračov v existujúcich vojenských táboroch; všeobecný návrh budúcich táborov; školenia a účasť expertov; všeobecný výcvik zahrnutý do všeobecného vojenského výcviku; a systém odmeňovania pre dôstojníkov, ktorým sa podarilo znížiť spotrebu paliva. “
Úplná réžia
Armáda USA a NATO vykonala takzvané výpočty plne zaťažených palív (FBCF), ktoré zohľadňujú všetky operačné faktory v energetickom dodávateľskom reťazci vrátane dopravy, infraštruktúry, ľudských zdrojov, údržby, bezpečnosti a skladovania energie.
Preto jeden galón (3,785 litra) paliva, ktorý stojí až 3,50 dolára na galón (77 centov za liter) v americkej studni (77 centov za liter), môže po dodaní dosiahnuť viac ako 100 dolárov za galón (22 dolárov za liter) frontová línia na severovýchod Afganistanu.
Podľa týchto výpočtov sú alternatívne zdroje energie a inteligentné energetické riešenia, ktoré v dôsledku vysokých počiatočných kapitálových nákladov nemôžu byť v každodennom živote finančne konkurencieschopné, na bojisku stále viac odôvodnené.
Prezident Earl Energy Doug Morehead povedal: „Ak mám byť úprimný, keď začnete platiť 15 dolárov za galón, veľa nových technológií dáva zmysel.“
Skutočne, ak je kombinovaný systém skladovania slnečnej a záložnej energie neekonomický pre domácnosť a každodenný život, potom je neoceniteľný pri nasadení v armáde, najmä keď sa naň pozriete so všetkými komponentmi FBCF.
V júni 2013 na cvičení NATO Capable Logistician 2013 na Slovensku holandská armáda predviedla stan pokrytý solárnymi článkami. Armáda už v afganskom Mazare-i-Sharif nainštalovala 480 metrov štvorcových solárnych panelov, ktoré v súčasnosti generujú 200 kWh. Podľa energetického experta holandskej armády podplukovníka Harm Renesa „investícia sa už vyplatila“.
V súlade s trendmi
Americké ministerstvo obrany každoročne organizuje výzvu DETC (Defence Energy Technology Challenge), aby udržalo krok s najnovšími trendmi v oblasti inteligentnej energie a vybralo tie, ktoré je možné posunúť dopredu, aby pomohli armáde výrazne znížiť jej závislosť na fosílnych palivách. Pentagon vyčlenil 9 miliárd dolárov na programy energetickej účinnosti na roky 2013-2017.
V novembri 2013 bola spoločnosť Sierra Energy so svojou elektrárňou FastOx vybraná ako víťaz súťaže DETC 2013, ktorá sa konala ako súčasť každoročného stretnutia energetiky v oblasti obrany.
Prezident Sierry Energy Mike Hart povedal: „Americká armáda má celé riaditeľstvo, ktoré sa zaoberá nakladaním s odpadom a znižovaním závislosti na fosílnych palivách, pretože ich robí strategicky zraniteľnými. Riešenie schopné generovať vlastnú energiu má významný vplyv na niekoľko aspektov vrátane zvýšenej bezpečnosti, nezávislosti a environmentálnej udržateľnosti. “
„Naša technológia spaľovania paliva bola v roku 2009 identifikovaná ako kľúčová technológia, a preto ju Centrum obrany pre obnoviteľné zdroje energie zaradilo na zoznam priorít. V niektorých prípadoch pri spracovaní 10 ton odpadu dokážeme vyrobiť asi 500 kWh elektrickej energie bez toho, aby sme narušili jej dodávky. “
Rastlina FastOx od spoločnosti Sierra Energy
Nelúchajúca troska
Táto technológia je v skratke. Vstrekuje sa kyslík a para, pričom sa odpad zahreje na 2 200 ° C (bez spaľovania); to umožňuje použitie akéhokoľvek materiálu, pokiaľ obsahuje uhlík. Všetky zvyškové kovy, popol alebo anorganické látky sa roztavia na kvapalinu, ktorá sa vypustí na dno a umožní tak rekuperáciu kovov. Zostávajúca časť je nebrúsená troska, ktorú je možné použiť na dlažbu. Dva generované plyny (70% oxid uhoľnatý a 30% vodík) putujú do palivových článkov, z ktorých sa uvoľňuje iba teplo a voda.
"Tento modulárny systém je možné zrušiť v akejkoľvek oblasti," povedal Hart. Systém sa v súčasnosti vylepšuje tak, aby bol zabalený do šiestich až siedmich štandardných kontajnerov ISO, aby sa rýchlo a ľahko nasadilo.
Technológia palivových článkov bude pravdepodobne preferovanou možnosťou nahradenia naftových generátorov v teréne, najmä v menších jednotkách. Nemecký ústav pre chemickú technológiu Fraunhofer vyvíja pre nemecké ozbrojené sily prenosný vodíkový palivový článok, ktorý je v tichosti schopný generovať 2 kW elektrickej energie. Systém využíva slnečnú energiu na rozdelenie vody na kyslík a vodík.
Chris Andrews, projektový manažér austrálskej nezávislej energetickej spoločnosti Eniquest, sa však vyjadril k rozsiahlemu záujmu o systémy alternatívnych palív a zvýšenému využívaniu obnoviteľnej energie: sila a predvídateľnosť dodávok prevažuje nad výhodami znižovania spotreby fosílnych palív. “
Spoločnosť Eniquest dodáva afganskej armáde množstvo tichých alternátorov a distribučných staníc striedavého a jednosmerného prúdu. Andrews poznamenal: „Vylepšenia technológie, najmä technológie skladovania energie / batérií, ktorá môže konkurovať energii špecifickej pre fosílne palivá, budú dôležité pri odklone od používania fosílnych palív vo vojenských aplikáciách.“
Okamžité góly
Aj keď sa v strednodobom až dlhodobom horizonte môže zamerať na postupné zrušenie závislosti na fosílnych palivách, bezprostredným cieľom je výrazne obmedziť jeho používanie prostredníctvom rôznych metód.
Jedným z prístupov je zvýšiť účinnosť generátorov už v kinách. Earl Energy nedávno získala zmluvu s ministerstvom obrany na svoj program Mobile Electric Hybrid Power Systems (MEHPS), čo by mohlo viesť k nákupu asi 50 jednotiek FlexGen. Systémovú technológiu predtým prijal námorný zbor, ktorý v roku 2010 testoval prototyp 6 kW v prevádzke. Potom bolo oznámené, že táto technológia zníži spotrebu paliva na bojisku o viac ako 80%.
Počas testovania v Afganistane systém Earl Energy FlexGen umožňoval generátorom bežať tri až šesť hodín denne namiesto 24/7.
"Bol to odraz toho, ako neefektívnej produkcii energie na bojisku v súčasnosti zodpovedá všetka technológia, ktorú máme," povedal Morehead. "Mriežky sú prispôsobené na generovanie špičkovej energie, pretože armáde by nikdy nemalo byť dovolené nedostatok dostupnej energie na podporu svojich operácií." A to isté, bohužiaľ, platí pre systém, akým je generátor. V tomto operačnom priestore pracujú nepretržite, 365 dní v roku, bez ohľadu na to, či energiu potrebujú alebo nie. Je to ako auto, ktoré nikdy nevypnete, aj keď ho práve nepoužívate. “
Hybridný systém FlexGen využíva automatizovaný naftový generátor s funkciami štart-stop, ktorý je kombinovaný s obnoviteľnými zdrojmi energie a veľkým zariadením na skladovanie energie. Generátor beží na plný výkon a keď je preťažený, nabíja batérie. Ak sú batérie dostatočne nabité, aby sa dokázali vyrovnať so spotrebou elektrickej energie, generátor sa vypne. Počas testovania v Afganistane systém umožňoval generátorom bežať tri až šesť hodín denne s priemernou palivovou účinnosťou viac ako 50%.
Earl Energy je v súčasnosti hlavným dodávateľom námornej pechoty a vyvíja prenosný energetický systém ďalšej generácie s výkonom 10 kW. Spoločnosť predala 12 testovacích systémov; v budúcnosti nové zmluvy počítajú s nákupom až 50 systémov FlexGen.
Zásobovanie energiou sa zlepšuje
Britské ministerstvo obrany má Power FOB, inteligentný systém skladovania a správy energie, ktorý umožňuje zavedenie obnoviteľných zdrojov a energeticky úsporných technológií. Systém vám umožní ušetriť až 30% paliva v dôsledku akumulácie energie generovanej naftovými generátormi a solárnymi panelmi a v správnom čase ho distribuovať správnym spotrebiteľom.
Všetky tieto technológie sa spoliehajú na pokročilé riešenia batérií na skladovanie energie; v tomto prípade sa obnoviteľné zdroje energie môžu stať skutočne nasaditeľnými.
Morehead dodal: „Denná potreba kilowatthodiny vojaka sa neustále zvyšuje, pretože nesie viac spotrebiteľov energie ako kedykoľvek predtým. Moderný vojak potrebuje 10 -krát viac energie ako pred 15 rokmi. “
Britská spoločnosť Lincad vyrába rad inteligentných lítium -iónových batérií (LIPS). Jeho model LIPS 5 sa stal najúspešnejším v katalógu spoločnosti; britskému ministerstvu obrany a ďalším zákazníkom z celého sveta bolo dodaných viac ako 17 500 kusov. Ako uviedol jeden z predstaviteľov spoločnosti: „Prvá batéria LIPS bola vydaná v roku 2000, vážila približne 3,5 kg a mala kapacitu 12 Ah. Najnovší LIPS 10 váži to isté, ale má kapacitu 23 Ah, čo dramaticky znižuje logistické zaťaženie vojaka. “
Okrem dodávok trvanlivých nabíjateľných batérií Lincad vyrába aj rad nabíjačiek batérií. Hovorca spoločnosti uviedol: „V posledných rokoch sa technológia skladovania slnečnej energie rýchlo rozvíja, a preto sa objavili riešenia Solar Charger a Power Scavenger od spoločnosti Lincad. Tiež bolo potrebné mobilné nabíjanie z automobilov počas jazdy. Vozidlá už generujú energiu zo svojich generátorov a je to implementované v nabíjačke automobilov Lincad DC Vehicle Charger. Príchod týchto nabíjačiek znamená, že používatelia nemusia so sebou nosiť veľa batérií. “
Vojaci niekedy nosia až 10 kg batérií, ktoré je potrebné dobiť, a veľká kapacita batérií a flexibilné riešenia nabíjania znižujú potrebu návratu na základňu, čo môže pozitívne ovplyvniť plnenie bojovej misie.
