По -новите батерии (отгоре) и по -доброто управление на системи като мобилни генератори (отдолу) допринасят за ефективното използване на енергията
Тъй като изкопаемите горива са оскъдни и скъпи, военните търсят алтернативи на сегашните методи за захранване на своите бази и оборудване за театър на военните действия (TMD). Нека видим как индустрията стимулира иновациите в тази област
„От 2001 г. насам над 3000 американски войници и контрагенти в Ирак и Афганистан са загубили живота си или са били ранени при атаки срещу конвои за снабдяване с гориво и вода“, се казва в статистиката на Министерството на отбраната.
Намаляването на разхода на гориво с 10% за пет години обаче би спасило живота и здравето на 35 войници от транспортните конвои за същия период; тези данни са взети от проучване на одиторската компания Deloitte, публикувано през 2009 г. Към момента не са предоставени данни за периода 2009-2014 г. за загуби, свързани с колоните за водоснабдяване и гориво.
Преди това се изчисляваше, че във всеки от 24 -те конвоя с гориво има по един ранен или убит. Например през 2007 г. само в Ирак и Афганистан американската армия провежда 6030 конвоя с гориво. Това доведе до нов законопроект, представен в Сената тази година, Закона за енергийната сигурност на Министерството на отбраната от 2014 г., който има за цел да помогне на военните операции да станат по -енергийно ефективни и да разчитат по -малко на изкопаеми горива.
Целта е не само да се спестят пари от бюджета на Пентагона, но и да се намали нуждата от конвои с гориво и в крайна сметка да се намалят рисковете за военния персонал.
Министерството на отбраната на САЩ в момента е най -големият потребител на гориво, което изисква около 90 милиона барела петрол на цена от близо 15 милиарда долара годишно. 75% от тази сума отива за задоволяване на нуждите на действащите сили, а до 2025 г. се планира да се увеличи с 11%.
Сътрудничество
Не само САЩ обърнаха сериозно внимание не само на горивната ефективност, но и на така наречената „интелигентна енергия“. През 2012 г. НАТО създаде работна група за идентифициране на най-обещаващите енергоспестяващи решения и иницииране на многонационални проекти за тяхното координиране. НАТО разгледа и възможността за интегриране на концепцията за интелигентна енергия в документите, определящи стратегията и стандартите на алианса.
След среща през май 2012 г. беше създаден SENT (екип за интелигентна енергия), който се финансира по програмата на НАТО „Наука за мир и сигурност“. Групата се управлява от Литовския център за енергийна сигурност на НАТО и Съвместния отдел по околна среда на въоръжените сили на Швеция. Екипът се състои от експерти от осем държави, включително шест съюзници (Канада, Германия, Литва, Холандия, Обединеното кралство и САЩ) и двама партньори (Австралия и Швеция).
„Искаме войниците и командирите да разберат, че икономията на енергия има пряко въздействие върху безопасността и живота на войниците“, каза Сюзън Майкълс, интелигентен служител по енергетиката в централата на НАТО. "Това освобождава ресурси за основната мисия на НАТО, която в момента е съсредоточена върху защитата на конвои с горива."
Тя добави, че SENT обмисля споразумения за стандартизация на НАТО за „интелигентна енергия, която трябва да включва инсталирането на интелигентни измервателни уреди в съществуващите военни лагери; общ дизайн на бъдещи лагери; обучение и участие на експерти; общо обучение, включено в общото военно обучение; и схема за възнаграждение за офицери, които са успели да намалят разхода на гориво."
Пълни режийни разходи
Военните на САЩ и НАТО са извършили така наречените изцяло обременени разходи за гориво (FBCF), които вземат предвид всички оперативни фактори във веригата за доставка на енергия, включително транспорт, инфраструктура, човешки ресурси, поддръжка, сигурност и съхранение на енергия.
Следователно, един галон (3,785 литра) гориво на стойност до 3,50 долара за галон (77 цента за литър) в американски кладенец (77 цента за литър) може да достигне над 100 долара за галон (22 долара за литър), след като бъде доставен на предна линия до североизточен Афганистан.
Според тези изчисления алтернативните източници на енергия и интелигентните енергийни решения, които не могат да бъдат финансово конкурентоспособни в ежедневието поради високите си първоначални капиталови разходи, са все по -оправдани на бойното поле.
Президентът на Earl Energy Дъг Морхед каза: „Честно казано, когато започнете да плащате 15 долара за галон, голяма част от новата технология има смисъл.“
Всъщност, ако комбинираната система за съхранение на слънчева и резервна енергия е неикономична за дома и ежедневието, тогава тя е безценна, когато се разгръща в армията, особено когато я погледнете с всички компоненти във FBCF.
През юни 2013 г. на учението на НАТО „Логистик 2013“в Словакия холандската армия демонстрира палатка, покрита със слънчеви клетки. Армията вече е инсталирала 480 квадратни метра слънчеви панели в Mazar-i-Sharif в Афганистан, които в момента генерират 200 kWh. Според експерта по енергетика в холандската армия подполковник Харм Ренес „инвестицията вече се е изплатила“.
В съответствие с тенденциите
Министерството на отбраната на САЩ е домакин на ежегодно предизвикателство за отбранителна енергийна технология (DETC), за да бъде в крак с най -новите тенденции в интелигентната енергия и да избере тези, които могат да се придвижат напред, за да помогнат на военните значително да намалят зависимостта си от изкопаеми горива. Пентагонът отпусна 9 млрд. Долара за програми за енергийна ефективност за 2013-2017 г.
През ноември 2013 г. Sierra Energy със своята електроцентрала FastOx беше избрана за победител в състезанието DETC за 2013 г., проведено като част от годишната среща за отбранителна енергия.
Президентът на Sierra Energy Майк Харт каза: „Американската армия има цяла дирекция, която се занимава с управление на отпадъците и намаляване на зависимостта от изкопаеми горива, тъй като ги прави стратегически уязвими. Решение, способно да генерира собствена енергия, има значително въздействие върху няколко аспекта, включително повишена безопасност, независимост и устойчивост на околната среда."
„Нашата технология за отпадъци към гориво беше определена като ключова технология през 2009 г. и затова Центърът за тестове за възобновяема енергия на Министерството на отбраната я включи в списъка си с приоритети. В някои случаи, когато преработваме 10 тона отпадъци, можем да генерираме около 500 kWh електроенергия, без да прекъсваме доставката й."
Завод FastOx от Sierra Energy
Неизлугваща шлака
Тази технология накратко. Кислород и пара се инжектират, загрявайки отпадъците до 2200 ° C (без горене); това позволява да се използва всеки материал, стига да съдържа въглерод. Всички остатъчни метали, пепел или неорганични вещества се стопяват в течност, която се източва до дъното, което позволява извличането на металите. Остатъкът излиза като неизлужена шлака, която може да се използва за настилка. Двата генерирани газа (70% въглероден окис и 30% водород) отиват в горивните клетки, които отделят само топлина и вода.
„Тази модулна система може да бъде пусната във всяка област“, каза Харт. В момента системата се усъвършенства, за да бъде опакована в шест до седем стандартни ISO контейнера за бързо и лесно разгръщане.
Технологията на горивните клетки вероятно ще бъде предпочитаният вариант за замяна на дизеловите генератори на място, особено в по -малки агрегати. Германският институт по химически технологии Fraunhofer разработва преносима горивна клетка с водород за германските въоръжени сили, която безшумно е в състояние да генерира 2 kW електроенергия. Системата използва слънчева енергия за разделяне на водата на кислород и водород.
Крис Андрюс, ръководител на проекти в австралийската независима компания за производство на електроенергия Eniquest, коментира широкия интерес към системите за алтернативни горива и увеличеното използване на възобновяема енергия:, силата и предвидимостта на доставките надвишават ползите от намаляването на използването на изкопаеми горива."
Eniquest доставя на афганистанската армия разнообразие от безшумни алтернатори и разпределителни станции за променлив и постоянен ток. Андрюс отбеляза: "Подобренията в технологиите, особено в технологията за съхранение на енергия / батерии, които могат да съперничат на специфичната енергия от изкопаеми горива, ще бъдат важни за отклоняване от използването на изкопаеми горива във военни приложения."
Незабавни цели
Въпреки че фокусът може да бъде върху постепенното премахване на зависимостта от изкопаеми горива в средносрочен до дългосрочен план, непосредствената цел е значително да се намали употребата му чрез различни методи.
Един от подходите е да се повиши ефективността на генераторите вече в кината. Earl Energy наскоро спечели договор с Министерството на отбраната за своята програма Mobile Electric Hybrid Power Systems (MEHPS), която може да доведе до закупуване на около 50 блока FlexGen. Системната технология беше приета по -рано от Корпуса на морската пехота, която тества прототип от 6 kW в експлоатация през 2010 г. Тогава беше обявено, че тази технология ще намали разхода на гориво на бойното поле с повече от 80%.
По време на изпитанията в Афганистан системата Earl Energy FlexGen позволи на генераторите да работят три до шест часа на ден вместо 24 часа в денонощието.
„Това беше отражение на това как неефективното производство на енергия на бойното поле сега се съчетава с цялата технология, с която разполагаме“, каза Морхед. „Мрежите са пригодени за пиково генериране на енергия, тъй като никога не трябва да се позволява на армията да липсва наличната мощност за подпомагане на техните операции. И същото, за съжаление, се отнася за система като генератор. Те работят в това работно пространство денонощно, 365 дни в годината, независимо дали имат нужда от енергия или не. Това е като кола, която никога не изключваш, дори когато не я използваш."
Хибридната система FlexGen използва автоматизиран дизелов генератор с възможности за стартиране-спиране, който е комбиниран с възобновяеми източници на енергия и голямо устройство за съхранение на енергия. Генераторът работи с пълен капацитет и при претоварване зарежда батериите. Ако батериите са достатъчно заредени, за да се справят с консумацията на електроенергия, тогава генераторът ще се изключи. По време на изпитанията в Афганистан системата позволи на генераторите да работят от три до шест часа на ден със средна ефективност на горивото над 50%.
В момента Earl Energy е основният изпълнител на морската пехота и разработва преносима захранваща система от следващо поколение 10 kW. Компанията продаде 12 тестови системи; в бъдеще новите договори предвиждат закупуване на до 50 системи FlexGen.
Подаването на енергия се подобрява
Британското министерство на отбраната разполага с Power FOB, интелигентна система за съхранение и управление на енергия, която позволява въвеждането на възобновяеми източници и енергоспестяващи технологии. Системата ви позволява да спестите до 30% гориво поради натрупването на енергия, генерирана от дизелови генератори и слънчеви панели, и да я преразпределите в точното време към правилните потребители.
Всички тези технологии разчитат на усъвършенствани решения за батерии за съхранение на енергия; в този случай възобновяемите енергийни източници могат да станат наистина разгърнати.
Морхед добави: „Дневните нужди на войника в киловатчас непрекъснато се увеличават, тъй като той носи повече потребители на енергия от всякога. Съвременният войник се нуждае от 10 пъти повече енергия, отколкото преди 15 години."
Британската компания Lincad произвежда линия от интелигентни батерии от литиево -йонни източници на енергия (LIPS). Неговият модел LIPS 5 стана най -успешният в каталога на компанията; повече от 17 500 единици са доставени на британското министерство на отбраната и други клиенти по целия свят. Както коментира един изпълнителен директор на компанията: „Първата батерия LIPS беше пусната през 2000 г., тежеше приблизително 3,5 кг и имаше капацитет от 12 Ah. Най -новият LIPS 10 тежи същото, но има капацитет от 23 Ah, което драстично намалява логистичната тежест за войника."
В допълнение към доставката на издръжливи акумулаторни батерии, Lincad произвежда и линия зарядни устройства. Говорителят на компанията каза: „През последните години технологията за съхранение на слънчева енергия се развива бързо и по този начин се появяват решения за слънчево зарядно устройство и захранване на енергия от Lincad. Имаше и нужда от мобилно зареждане от автомобили по време на шофиране. Превозните средства вече генерират енергия от своите генератори и това е внедрено в зарядното устройство за превозни средства на Lincad DC. Появата на тези зарядни означава, че потребителите не трябва да носят много батерии."
Войниците понякога носят до 10 кг батерии, които трябва да се презареждат, а големият капацитет на батериите и гъвкавите решения за зареждане намаляват необходимостта от връщане в базата, което може да повлияе положително на изпълнението на бойна задача.
