K efektivnějšímu využívání energie přispívají novější baterie (nahoře) a lepší správa systémů, jako jsou mobilní generátory (dole)
Vzhledem k tomu, že fosilní paliva jsou vzácná a nákladná, hledá armáda alternativy k současným způsobům dodávek energie na základny a vybavení svého místa operací (TMD). Podívejme se, jak průmysl řídí inovace v této oblasti
„Od roku 2001 při útocích na konvoje zásobování palivem a vodou přišlo o život nebo bylo zraněno více než 3000 amerických vojáků a dodavatelů v Iráku a Afghánistánu,“uvádí statistiky ministerstva obrany.
Snížení spotřeby paliva o 10% za pět let by však ve stejném období zachránilo životy a zdraví 35 vojáků z transportních konvojů; tato data jsou převzata ze studie auditorské společnosti Deloitte, publikované v roce 2009. V tuto chvíli nebyly za období 2009–2014 poskytnuty žádné údaje o ztrátách spojených se sloupci dodávek vody a paliva.
Dříve se odhadovalo, že v každém z 24 palivových konvojů byl jeden zraněný nebo zabitý. Například v roce 2007 jen v Iráku a Afghánistánu provedla americká armáda 6030 palivových konvojů. To vedlo k tomu, že byl letos Senátu předložen nový návrh zákona o energetické bezpečnosti ministerstva obrany z roku 2014, jehož cílem je pomoci vojenským operacím stát se energeticky účinnějšími a méně spoléhat na fosilní paliva.
Cílem je nejen ušetřit peníze v rozpočtu Pentagonu, ale také snížit potřebu palivových konvojů a v konečném důsledku snížit rizika pro vojenský personál.
Americké ministerstvo obrany je v současnosti jediným největším spotřebitelem paliva, které vyžaduje zhruba 90 milionů barelů ropy za cenu téměř 15 miliard dolarů ročně. 75% z této částky jde na pokrytí potřeb aktivních sil a do roku 2025 se plánuje její zvýšení o 11%.
Spolupráce
Nejen Spojené státy věnují vážnou pozornost nejen palivové účinnosti, ale také takzvané „chytré energii“. V roce 2012 NATO vytvořilo pracovní skupinu pro identifikaci nejslibnějších řešení pro úsporu energie a zahájení nadnárodních projektů pro jejich koordinaci. NATO rovněž zvažovalo možnost začlenit koncept inteligentní energie do dokumentů definujících strategii a standardy aliance.
Po setkání v květnu 2012 byl zřízen SENT (Smart Energy Team), který je financován v rámci programu NATO pro vědu pro mír a bezpečnost. Skupinu řídí Litevské centrum energetické bezpečnosti NATO a Společné oddělení životního prostředí švédských ozbrojených sil. Tým se skládá z odborníků z osmi zemí, včetně šesti spojenců (Kanada, Německo, Litva, Nizozemsko, Spojené království a Spojené státy) a dvou partnerů (Austrálie a Švédsko).
"Chceme, aby vojáci a velitelé pochopili, že úspory energie mají přímý dopad na bezpečnost a životy vojáků," řekla Susan Michaelis, chytrá energetická úřednice v sídle NATO. „Uvolňuje zdroje pro hlavní misi NATO, která je v současné době zaměřena na ochranu palivových konvojů.“
Dodala, že SENT zvažuje standardizační dohody NATO o „chytré energii, která by měla zahrnovat instalaci inteligentních měřičů do stávajících vojenských táborů; obecný návrh budoucích táborů; školení a účast odborníků; všeobecné školení zahrnuté do všeobecného vojenského výcviku; a systém odměn pro důstojníky, kterým se podařilo snížit spotřebu paliva. “
Plná režie
Armáda USA a NATO provedla takzvané výpočty plně zatížených nákladů na palivo (FBCF), které zohledňují všechny operační faktory v energetickém dodavatelském řetězci, včetně dopravy, infrastruktury, lidských zdrojů, údržby, zabezpečení a skladování energie.
Proto jeden galon (3,785 litru) paliva stojící až 3,50 $ za galon (77 centů za litr) v americké studně (77 centů za litr) může po dodání do USA dosáhnout více než 100 $ za galon (22 $ za litr) přední linii do severovýchodního Afghánistánu.
Podle těchto výpočtů jsou alternativní zdroje energie a inteligentní energetická řešení, která vzhledem k vysokým počátečním kapitálovým nákladům nemohou být v každodenním životě finančně konkurenceschopná, na bojišti stále více ospravedlňována.
Prezident Earl Energy Doug Morehead řekl: „Abych byl upřímný, když začnete platit 15 dolarů za galon, spousta nových technologií dává smysl.“
Pokud je kombinovaný systém skladování solární a záložní energie neekonomický pro domácí i každodenní život, pak je při nasazení v armádě neocenitelný, zvláště když se na něj podíváte se všemi součástmi FBCF.
V červnu 2013 na cvičení NATO Capable Logistician 2013 na Slovensku předvedla nizozemská armáda stan pokrytý solárními články. Armáda již nainstalovala v Mazar-i-Sharif v Afghánistánu 480 metrů čtverečních solárních panelů, které v současné době generují 200 kWh. Podle energetického experta nizozemské armády podplukovníka Harm Renese „se investice již vyplatila“.
V souladu s trendy
Americké ministerstvo obrany každoročně pořádá výzvu DETC (Defense Energy Technology Challenge), aby zůstalo na špičce nejnovějších trendů v oblasti inteligentní energie a vybíralo ty, které lze posunout vpřed, aby pomohly armádě výrazně snížit její závislost na fosilních palivech. Pentagon vyčlenil 9 miliard dolarů na programy energetické účinnosti na období 2013–2017.
V listopadu 2013 byla společnost Sierra Energy se svou elektrárnou FastOx vybrána jako vítěz soutěže DETC 2013, která se konala v rámci každoročního setkání o obranné energii.
Prezident Sierry Energy Mike Hart řekl: „Americká armáda má celé ředitelství, které se zabývá nakládáním s odpady a snižováním závislosti na fosilních palivech, protože je činí strategicky zranitelnými. Řešení schopné generovat vlastní energii má významný dopad na několik aspektů, včetně zvýšené bezpečnosti, nezávislosti a udržitelnosti životního prostředí. “
"Naše technologie využívající palivo-palivo byla v roce 2009 označena za klíčovou technologii, a proto ji Centrum obrany pro testování obnovitelné energie zařadilo na svůj seznam priorit." V některých případech při zpracování 10 tun odpadu dokážeme vyrobit asi 500 kWh elektřiny, aniž bychom narušili její dodávky. “
Závod FastOx od Sierra Energy
Nevyluhovací struska
Tato technologie v kostce. Vstřikuje se kyslík a pára, čímž se odpad zahřívá na 2200 ° C (bez spalování); to umožňuje použití jakéhokoli materiálu, pokud obsahuje uhlík. Veškeré zbytkové kovy, popel nebo anorganické látky jsou roztaveny na kapalinu, která je stažena na dno, což umožňuje rekuperaci kovů. Zbytek vychází jako nebělená struska, kterou lze použít na dlažbu. Dva generované plyny (70% oxidu uhelnatého a 30% vodíku) míří do palivových článků, které uvolňují pouze teplo a vodu.
"Tento modulární systém lze vypustit v jakékoli oblasti," řekl Hart. Systém se v současné době vylepšuje, aby byl zabalen do šesti až sedmi standardních kontejnerů ISO pro rychlé a snadné nasazení.
Technologie palivových článků bude pravděpodobně preferovanou možností výměny dieselových generátorů v terénu, zejména v menších jednotkách. Německý institut pro chemickou technologii Fraunhofer vyvíjí pro německé ozbrojené síly přenosný vodíkový palivový článek, který je potichu schopen generovat 2 kW elektrické energie. Systém využívá sluneční energii k rozdělení vody na kyslík a vodík.
Chris Andrews, projektový manažer australské nezávislé energetické společnosti Eniquest, se však vyjádřil k rozšířenému zájmu o systémy alternativních paliv a zvýšenému využívání obnovitelné energie: síla a předvídatelnost dodávek převažuje nad výhodami snižování spotřeby fosilních paliv. “
Společnost Eniquest dodává afghánské armádě řadu tichých alternátorů a distribučních stanic střídavého a stejnosměrného proudu. Andrews poznamenal: „Vylepšení technologie, zejména v technologii skladování energie / baterií, která může soupeřit s energií specifickou pro fosilní paliva, bude důležitá při odklonu od používání fosilních paliv ve vojenských aplikacích.“
Okamžité cíle
Přestože se ve střednědobém až dlouhodobém horizontu může klást důraz na postupné odstraňování závislosti na fosilních palivech, bezprostředním cílem je výrazně omezit jeho používání prostřednictvím řady metod.
Jedním z přístupů je zvýšit účinnost generátorů již v kinech. Earl Energy nedávno získala kontrakt s ministerstvem obrany na program Mobile Electric Hybrid Power Systems (MEHPS), což by mohlo vést k nákupu asi 50 jednotek FlexGen. Systémovou technologii dříve převzala námořní pěchota, která v roce 2010 testovala prototyp 6 kW v provozu. Poté bylo oznámeno, že tato technologie sníží spotřebu paliva na bojišti o více než 80%.
Během testování v Afghánistánu systém Earl Energy FlexGen umožňoval generátorům běžet tři až šest hodin denně místo 24/7.
"Byl to odraz toho, jak neefektivní výrobě energie na bojišti nyní odpovídá veškerá technologie, kterou máme," řekl Morehead. "Mřížky jsou přizpůsobeny pro generování špičkové energie, protože armádě by nikdy nemělo být dovoleno postrádat dostupné síly na podporu jejich operací." A totéž bohužel platí pro systém, jako je generátor. V tomto operačním prostoru pracují nepřetržitě, 365 dní v roce, bez ohledu na to, zda potřebují energii nebo ne. Je to jako auto, které nikdy nevypnete, i když ho nepoužíváte. “
Hybridní systém FlexGen využívá automatizovaný naftový generátor s možností start-stop, který je kombinován s obnovitelnými zdroji energie a velkým zařízením pro ukládání energie. Generátor běží na plný výkon a při přetížení dobíjí baterie. Pokud jsou baterie dostatečně nabité, aby se vyrovnaly se spotřebou elektrické energie, generátor se vypne. Během testování v Afghánistánu systém umožňoval generátorům běžet tři až šest hodin denně s průměrnou palivovou účinností přes 50%.
Earl Energy je v současné době hlavním dodavatelem námořní pěchoty a vyvíjí přenosný energetický systém příští generace 10 kW. Společnost prodala 12 testovacích systémů; v budoucnu nové smlouvy počítají s nákupem až 50 systémů FlexGen.
Zásobování energií se zlepšuje
Britské ministerstvo obrany má Power FOB, inteligentní systém skladování a správy energie, který umožňuje zavádění obnovitelných zdrojů a energeticky úsporných technologií. Tento systém vám umožňuje ušetřit až 30% paliva v důsledku akumulace energie generované naftovými generátory a solárními panely a ve správný čas jej znovu distribuovat správným spotřebitelům.
Všechny tyto technologie spoléhají na pokročilá řešení baterií pro skladování energie; v tomto případě mohou být obnovitelné zdroje energie skutečně nasazitelné.
Morehead dodal: „Denní potřeba kilowatthodiny vojáka se neustále zvyšuje, protože nese více spotřebitelů energie než kdykoli předtím. Moderní voják potřebuje 10krát více energie než před 15 lety. “
Britská společnost Lincad vyrábí řadu inteligentních baterií LIPS (Lithium Ion Power Source). Jeho model LIPS 5 se stal nejúspěšnějším v katalogu společnosti; britskému ministerstvu obrany a dalším zákazníkům po celém světě bylo dodáno více než 17 500 kusů. Jak uvedl jeden jednatel společnosti: „První baterie LIPS byla vydána v roce 2000, vážila přibližně 3,5 kg a měla kapacitu 12 Ah. Nejnovější LIPS 10 váží stejně, ale má kapacitu 23 Ah, což dramaticky snižuje logistickou zátěž vojáka. “
Kromě dodávek trvanlivých dobíjecích baterií vyrábí Lincad také řadu nabíječek baterií. Mluvčí společnosti řekl: „V posledních letech se technologie skladování sluneční energie rychle rozvíjí, a proto se objevila řešení Solar Charger a Power Scavenger od společnosti Lincad. Bylo také potřeba mobilní nabíjení z automobilů za jízdy. Vozidla již generují energii ze svých generátorů a to je implementováno v nabíječce vozidel Lincad DC. Příchod těchto nabíječek znamená, že uživatelé nemusí nosit spoustu baterií. “
Vojáci někdy vezou až 10 kg baterií, které je třeba dobít, a velká kapacita baterií a flexibilní nabíjecí řešení snižují nutnost návratu na základnu, což může pozitivně ovlivnit plnění bojové mise.
