Az újabb akkumulátorok (felül) és a rendszerek, például a mobil generátorok (alul) jobb kezelése hozzájárulnak az energia hatékony felhasználásához
Mivel a fosszilis tüzelőanyagok szűkösek és költségesek, a hadsereg alternatívákat keres a hadműveleti színház (TMD) bázisainak és berendezéseinek áramellátásának jelenlegi módszereihez. Lássuk, hogyan hajtja az ipar az innovációt ezen a területen
"2001 óta több mint 3000 amerikai katona és alvállalkozó vesztette életét vagy sérült meg az üzemanyag- és vízellátó konvojok elleni támadásokban" - közölte a Védelmi Minisztérium statisztikája.
Az üzemanyag -fogyasztás 10% -os csökkentése öt év alatt azonban 35 katona életét és egészségét mentette volna meg a szállító konvojoktól ugyanebben az időszakban; ezeket az adatokat a Deloitte könyvvizsgáló cég 2009 -ben publikált tanulmányából vették át. Jelenleg a 2009–2014 közötti időszakra vonatkozóan nem szolgáltattak adatokat a víz- és üzemanyag-ellátási oszlopokkal kapcsolatos veszteségekről.
Korábban a becslések szerint a 24 üzemanyag -konvojban egy -egy sebesült vagy meghalt. Például 2007 -ben csak Irakban és Afganisztánban az amerikai hadsereg 6030 üzemanyag -konvojt hajtott végre. Ennek eredményeképpen született meg az idén a szenátus elé terjesztett új törvényjavaslat, a Védelmi Minisztérium 2014. évi energiabiztonsági törvénye, amelynek célja, hogy segítse a katonai műveleteket energiahatékonyabbá válni és kevésbé támaszkodni a fosszilis tüzelőanyagokra.
A cél nemcsak a Pentagon költségvetésének megtakarítása, hanem az üzemanyag -konvojok szükségességének csökkentése, és végső soron a katonai személyzetet érintő kockázatok csökkentése is.
Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma jelenleg az egyetlen legnagyobb üzemanyag -fogyasztó, amely körülbelül 90 millió hordó olajat igényel évente, közel 15 milliárd dollár áron. Ennek az összegnek a 75% -a az aktív erők szükségleteinek kielégítésére megy, 2025 -re pedig 11% -kal kívánják növelni.
Együttműködés
Nemcsak az Egyesült Államok fordított komoly figyelmet nemcsak az üzemanyag-hatékonyságra, hanem az úgynevezett „intelligens energiára” is. 2012-ben a NATO létrehozott egy munkacsoportot a legígéretesebb energiatakarékos megoldások azonosítására és azok összehangolására multinacionális projektek kezdeményezésére. A NATO mérlegelte annak lehetőségét is, hogy az intelligens energia fogalmát beépítsék a szövetség stratégiáját és szabványait meghatározó dokumentumokba.
A 2012. májusi ülést követően létrehozták a SENT (Intelligens Energia Csapat) csapatot, amelyet a NATO Béke és Biztonság Tudományos program keretében finanszíroznak. A csoportot a litván NATO Energiabiztonsági Központ és a Svéd Fegyveres Erők Közös Környezetvédelmi Osztálya irányítja. A csapat nyolc ország, köztük hat szövetséges (Kanada, Németország, Litvánia, Hollandia, Egyesült Királyság és az Egyesült Államok) és két partner (Ausztrália és Svédország) szakértőiből áll.
„Azt akarjuk, hogy a katonák és a parancsnokok megértsék, hogy az energiamegtakarítás közvetlen hatással van a katonák biztonságára és életére” - mondta Susan Michaelis, a NATO központjának intelligens energetikai tisztje. "Ez felszabadítja az erőforrásokat a NATO alapvető küldetéséhez, amely jelenleg az üzemanyag -konvojok védelmére összpontosít."
Hozzátette, hogy a SENT fontolóra veszi a NATO szabványosítási megállapodásait az „intelligens energiáról”, amelynek tartalmaznia kell az intelligens mérők telepítését a meglévő katonai táborokban; a jövőbeli táborok általános tervezése; szakértők képzése és részvétele; általános képzés, amely az általános katonai kiképzés részét képezi; és jutalmazási rendszer azoknak a tiszteknek, akiknek sikerült csökkenteniük az üzemanyag -fogyasztást."
Teljes rezsi
Az amerikai és a NATO hadsereg úgynevezett teljesen terhelt üzemanyagköltség (FBCF) számításokat hajtott végre, amelyek figyelembe veszik az energiaellátási lánc összes működési tényezőjét, beleértve a szállítást, az infrastruktúrát, az emberi erőforrásokat, a karbantartást, a biztonságot és az energiatárolást.
Ezért egy gallon (3,785 liter) üzemanyag, amelynek ára gallononként (77 cent / liter) legfeljebb 3,50 dollárba kerül egy amerikai kútban (77 cent / liter), elérheti a 100 dollárt gallononként (22 dollár literenként) a leszállítás után. frontvonal Afganisztán északkeleti részére.
E számítások szerint az alternatív energiaforrások és az intelligens energiamegoldások, amelyek magas induló tőkeköltségeik miatt nem tudnak pénzügyileg versenyképesek lenni a mindennapi életben, egyre inkább indokoltak a csatatéren.
Doug Morehead, az Earl Energy elnöke azt mondta: "Őszintén szólva, amikor 15 dollárt kezd fizetni gallononként, sok új technológia értelmes."
Valóban, ha a kombinált napenergia- és tartalék energiatároló rendszer gazdaságtalan az otthoni és a mindennapi élet számára, akkor felbecsülhetetlen értékű, ha hadseregben alkalmazzák, különösen akkor, ha az FBCF összes összetevőjével nézzük.
2013 júniusában, a NATO Capable Logistician 2013 gyakorlatán Szlovákiában a holland hadsereg demonstrált egy napelemekkel borított sátrat. A hadsereg már 480 négyzetméteres napelemeket telepített az afganisztáni Mazar-i-Sharifba, amelyek jelenleg 200 kWh-t termelnek. A holland hadsereg energetikai szakértője, Harm Renes alezredes szerint "a befektetés már megtérült".
A trendekkel összhangban
Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma évente megrendezi a DETC -t (Defence Energy Technology Challenge), hogy naprakész maradjon a legújabb intelligens energetikai trendekről, és kiválassza azokat, amelyeket előre lehet vinni, hogy segítsen a hadseregnek jelentősen csökkenteni a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségét. A Pentagon 9 milliárd dollárt különített el 2013–2017 közötti energiahatékonysági programokra.
2013 novemberében a Sierra Energy -t FastOx erőművével választották ki az éves védelmi energetikai találkozó keretében megrendezett 2013 -as DETC verseny győztesének.
Mike Hart, a Sierra Energy elnöke azt mondta: „Az amerikai hadseregnek van egy egész igazgatósága, amely a hulladékgazdálkodással és a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség csökkentésével foglalkozik, mivel stratégiailag sebezhetővé teszi őket. A saját energiatermelésre alkalmas megoldás számos szempontból jelentős hatást gyakorol, beleértve a nagyobb biztonságot, függetlenséget és környezeti fenntarthatóságot."
„A hulladék-üzemanyag technológiánkat 2009-ben kulcsfontosságú technológiaként határozták meg, ezért a Védelmi Minisztérium Megújuló Energia Tesztközpontja felvette prioritási listájára. Bizonyos esetekben 10 tonna hulladék feldolgozásakor körülbelül 500 kWh áramot tudunk előállítani anélkül, hogy megzavarnánk az ellátást."
FastOx üzem a Sierra Energy -től
Nem kilúgozódó salak
Ez a technológia dióhéjban. Oxigént és gőzt fecskendeznek, 2200 ° C -ra melegítik a hulladékot (nincs égés); ez lehetővé teszi bármilyen anyag felhasználását mindaddig, amíg széntartalmú. A maradék fémeket, hamut vagy szervetlen anyagokat folyadékba olvasztják, amelyet az aljára engednek, lehetővé téve a fémek visszanyerését. A maradék oldatlan salak formájában jön ki, amelyet kövezésre lehet használni. A két keletkező gáz (70% szén -monoxid és 30% hidrogén) az üzemanyagcellákhoz kerül, amelyek csak hőt és vizet bocsátanak ki.
"Ez a moduláris rendszer bármilyen területen leejthető" - mondta Hart. A rendszert jelenleg finomítják, hogy hat -hét szabványos ISO tartályba csomagolják a gyors és egyszerű telepítés érdekében.
Valószínűleg az üzemanyagcellás technológia lesz az előnyben részesített lehetőség a dízelgenerátorok cseréjére, különösen a kisebb egységeknél. A Fraunhofer Német Kémiai Technológiai Intézet egy hordozható hidrogén üzemanyagcellát fejleszt a német fegyveres erők számára, amely csendben képes 2 kW villamos energia előállítására. A rendszer napenergiát használ fel a víz oxigénre és hidrogénre bontására.
Chris Andrews, az ausztrál független energiatermelő vállalat, az Eniquest projektmenedzsere azonban az alternatív tüzelőanyag -rendszerek iránti széles körű érdeklődés és a megújuló energiaforrások iránti széles körű érdeklődés iránt nyilatkozott: az ellátás ereje és kiszámíthatósága felülmúlja a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának csökkentésével járó előnyöket."
Az Eniquest különféle csendes generátorokkal, valamint váltakozó és egyenáramú áramelosztó állomásokkal látja el az afgán hadsereget. Andrews megjegyezte: "A technológiai fejlesztések, különösen az energiatároló / akkumulátor -technológia terén, amelyek a fosszilis tüzelőanyag -specifikus energiával vetekedhetnek, fontosak lesznek a fosszilis tüzelőanyagok katonai alkalmazásokban való elmozdulásában."
Azonnali célok
Bár a fókusz középpontjában és hosszú távon a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség fokozatos megszüntetésén lehet, az azonnali cél az, hogy sokféle módszerrel jelentősen csökkentse felhasználását.
Az egyik megközelítés a színházakban már működő generátorok hatékonyságának növelése. Az Earl Energy nemrég nyert szerződést a Honvédelmi Minisztériummal a mobil elektromos hibrid energiarendszerek (MEHPS) programjáról, ami mintegy 50 FlexGen egység megvásárlásához vezethet. A rendszertechnológiát korábban a tengerészgyalogság vette át, amely 2010 -ben tesztelt egy 6 kW -os prototípust. Aztán bejelentették, hogy ez a technológia több mint 80%-kal csökkenti az üzemanyag -fogyasztást a csatatéren.
Az afganisztáni tesztelés során az Earl Energy FlexGen rendszer lehetővé tette a generátorok napi három -hat órás működését a 24/7 helyett.
„Ez azt tükrözte, hogy a nem hatékony energiatermelést a csatatéren most milyen technológiával hozzák össze” - mondta Morehead. „A hálózatokat a csúcsteljesítményű villamosenergia -termelésre szabták, mivel a hadseregnek soha nem szabad megengednie, hogy hiányozzon a működéséhez szükséges erő. És ugyanez vonatkozik sajnos egy olyan rendszerre is, mint a generátor. Ezen a működési területen éjjel -nappal, az év 365 napján dolgoznak, függetlenül attól, hogy szükségük van -e energiára vagy sem. Olyan, mint egy autó, amelyet soha nem kapcsol ki, még akkor sem, ha nem használja."
A FlexGen hibrid rendszer automatizált dízelgenerátort használ start-stop képességekkel, amelyet megújuló energiaforrásokkal és egy nagy energiatároló eszközzel kombinálnak. A generátor teljes kapacitással működik, és túlterhelés esetén tölti az akkumulátorokat. Ha az akkumulátorok megfelelően fel vannak töltve ahhoz, hogy megbirkózzanak az áramfogyasztással, a generátor leáll. Az afganisztáni tesztelés során a rendszer lehetővé tette a generátorok napi három -hat órás működését, átlagos üzemanyag -hatékonyságuk több mint 50%.
Az Earl Energy jelenleg a tengerészgyalogság elsődleges vállalkozója, és a következő generációs 10 kW -os hordozható energiarendszert fejleszti. A vállalat 12 tesztrendszert értékesített; a jövőben az új szerződések akár 50 FlexGen rendszer megvásárlását írják elő.
Az energiaellátás javul
A brit védelmi minisztérium rendelkezik a Power FOB intelligens energiatároló és -kezelő rendszerrel, amely lehetővé teszi a megújuló források és energiatakarékos technológiák bevezetését. A rendszer lehetővé teszi, hogy akár 30% üzemanyagot takarítson meg a dízelgenerátorok és a napelemek által termelt energia felhalmozódása miatt, és a megfelelő időben ossza el a megfelelő fogyasztók számára.
Mindezek a technológiák fejlett akkumulátormegoldásokon alapulnak az energiatárolás során; ebben az esetben a megújuló energiaforrások valóban bevethetővé válhatnak.
Morehead hozzátette: „A katona napi kilowattóra szükséglete folyamatosan növekszik, mivel minden eddiginél több energiafogyasztót szállít. A modern katonának tízszer több energiára van szüksége, mint 15 évvel ezelőtt."
A brit Lincad cég intelligens lítium -ion áramforrás (LIPS) akkumulátorokat gyárt. LIPS 5 modellje lett a legsikeresebb a cég katalógusában; több mint 17.500 egységet szállítottak a brit védelmi minisztériumnak és más ügyfeleknek szerte a világon. Ahogy az egyik cégvezető megjegyezte: „Az első LIPS akkumulátor 2000 -ben jelent meg, súlya körülbelül 3,5 kg, kapacitása 12 Ah. A legújabb LIPS 10 ugyanannyit nyom, de 23 Ah kapacitással rendelkezik, ami jelentősen csökkenti a katonákra nehezedő logisztikai terheket."
A tartós újratölthető akkumulátorok szállításán túl a Lincad akkumulátortöltőket is gyárt. A cég szóvivője elmondta: „Az elmúlt években a napenergia -tároló technológia gyorsan fejlődött, és így a Lincad Solar Charger és Power Scavenger megoldásai jelentek meg. Szükség volt mobil töltésre is az autókból vezetés közben. A járművek már áramot termelnek generátoraikból, és ez megvalósul a Lincad DC járműtöltőben. Ezeknek a töltőknek a megjelenése azt jelenti, hogy a felhasználóknak nem kell sok akkumulátort hordaniuk."
A katonák néha akár 10 kg akkumulátort is hordoznak, amelyeket fel kell tölteni, és az akkumulátorok nagy kapacitása és a rugalmas töltési megoldások csökkentik a bázisra való visszatérés szükségességét, ami pozitívan befolyásolhatja a harci küldetés teljesítését.
