סוללות חדשות יותר (למעלה) וניהול טוב יותר של מערכות כגון גנרטורים ניידים (למטה) תורמות לשימוש יעיל באנרגיה
מכיוון שדלקים מאובנים הם נדירים ויקרים, הצבא מחפש אלטרנטיבות לשיטות הנוכחיות לאספקת חשמל לבסיסים ולציוד של תיאטרון הפעילות שלו (TMD). בואו נראה כיצד התעשייה מניעה חדשנות בתחום זה
"מאז 2001, יותר מ -3,000 חיילים וקבלנים אמריקאים בעיראק ובאפגניסטן איבדו את חייהם או נפצעו בהתקפות על שיירות דלק ומים", נמסר מנתוני משרד ההגנה.
עם זאת, הפחתה של 10% בצריכת הדלק בחמש שנים הייתה מצילה את חייהם ובריאותם של 35 חיילים משיירות התחבורה באותה תקופה; נתונים אלה לקוחים ממחקר של חברת הביקורת Deloitte, שפורסם בשנת 2009. כרגע לא נמסרו נתונים לתקופה 2009-2014 על הפסדים הקשורים בעמודי אספקת מים ודלק.
בעבר הוערך כי בכל אחד מ -24 שיירות הדלק היו פצועים או הרוגים. לדוגמה, בשנת 2007, בעיראק ובאפגניסטן בלבד, ניהל צבא ארה ב 6,030 שיירות דלק. זה הוביל להצעת חוק חדשה שהוצגה בפני הסנאט השנה, חוק אבטחת האנרגיה של משרד ההגנה 2014, שמטרתו לסייע לפעולות צבאיות להיות יעילות יותר בחשמל ולהסתמך פחות על דלקים מאובנים.
המטרה היא לא רק לחסוך כסף בתקציב הפנטגון, אלא גם לצמצם את הצורך בשיירות דלק ובסופו של דבר להפחית את הסיכונים לאנשי הצבא.
משרד ההגנה האמריקאי הוא כיום הצרכן הגדול ביותר של דלק, הדורש כ -90 מיליון חביות נפט בעלות של כמעט 15 מיליארד דולר בשנה. 75% מהסכום הזה עונה על צרכי הכוחות הפעילים, ועד 2025 מתוכנן להגדיל אותו ב -11%.
שיתוף פעולה
לא רק ארצות הברית הקדישה תשומת לב רצינית לא רק ליעילות הדלק, אלא גם למה שמכונה "אנרגיה חכמה". בשנת 2012 הקימה נאט"ו קבוצת עבודה לזיהוי הפתרונות המבטיחים ביותר לחיסכון באנרגיה וליזום פרויקטים רב לאומיים לתיאוםם. נאט"ו שקל גם את האפשרות לשלב את מושג האנרגיה החכמה במסמכים המגדירים את האסטרטגיה והסטנדרטים של הברית.
לאחר פגישה במאי 2012, הוקם SENT (צוות אנרגיה חכמה) וממומן במסגרת תוכנית המדע לשלום וביטחון של נאט"ו. הקבוצה מנוהלת על ידי המרכז לביטחון האנרגיה הליטאי של נאט"ו ומחלקת הסביבה המשותפת של הכוחות המזוינים השבדים. הצוות מורכב ממומחים משמונה מדינות, כולל שישה בעלות ברית (קנדה, גרמניה, ליטא, הולנד, בריטניה וארצות הברית) ושני שותפים (אוסטרליה ושבדיה).
"אנו רוצים שחיילים ומפקדים יבינו כי לחיסכון באנרגיה יש השפעה ישירה על ביטחונם וחייהם של חיילים", אמרה סוזן מיכאליס, קצינת אנרגיה חכמה במטה נאט"ו. "זה משחרר משאבים למשימת הליבה של נאט"ו, המתמקדת כיום בהגנה על שיירות דלק".
היא הוסיפה כי SENT שוקלת הסכמי תקינה של נאט"ו בנושא "אנרגיה חכמה, שאמורה לכלול התקנת מונים חכמים במחנות צבאיים קיימים; עיצוב כללי של מחנות עתידיים; הכשרה והשתתפות מומחים; הכשרה כללית הכלולה באימון צבאי כללי; ותוכנית תגמול לקצינים שהצליחו להפחית את צריכת הדלק ".
תקורה מלאה
צבא ארה"ב ונאט"ו ביצעו חישובי דלק עמוסים במלואם (FBCF), המתחשבים בכל הגורמים התפעוליים בשרשרת אספקת האנרגיה, לרבות תחבורה, תשתיות, משאבי אנוש, תחזוקה, אבטחה ואחסון אנרגיה.
לכן, ליטר אחד (3.785 ליטר) של דלק בעלות של עד 3.50 דולר לליטר (77 סנט לליטר) בבאר בארה ב (77 סנט לליטר) יכול להגיע ליותר מ -100 דולר לליטר (22 דולר לליטר) לאחר שנמסרה ל קו החזית לצפון מזרח אפגניסטן.
על פי חישובים אלה, מקורות אנרגיה חלופיים ופתרונות אנרגיה חכמים, אשר לא יכולים להיות תחרותיים כלכלית בחיי היומיום בשל עלויות ההון הראשוניות הגבוהות שלהם, מוצדקים יותר ויותר בשדה הקרב.
נשיא ארל אנרג'י, דאג מורהד, אמר, "למען האמת, כשאתה מתחיל לשלם 15 דולר לליטר, הרבה מהטכנולוגיה החדשה הגיונית".
ואכן, אם מערכת אחסון אנרגטית סולארית וגיבוי משולבת אינה כלכלית לחיים ולחיי היומיום, הרי שהיא לא יסולא בפז כאשר היא פרוסה בצבא, במיוחד כשאתה מסתכל עליה עם כל המרכיבים ב- FBCF.
ביוני 2013, בתרגיל הלוגיסטי של נאט"ו 2013 בסלובקיה, הצבא ההולנדי הפגין אוהל מכוסה בתאים סולאריים. הצבא כבר התקין 480 מ"ר של פאנלים סולאריים במזר-אי-שריף שבאפגניסטן, המייצרים כיום 200 קוט"ש. לדברי מומחה אנרגיה בצבא ההולנדי, סגן אלוף הרם רנס, "ההשקעה כבר השתלמה".
בהתאם לטרנדים
משרד ההגנה האמריקאי מארח אתגר שנתי של טכנולוגיית האנרגיה הביטחונית (DETC) כדי להישאר מעודכן במגמות האנרגיה החכמות האחרונות ולבחור את אלה שניתן להתקדם כדי לסייע לצבא להפחית באופן משמעותי את התלות בדלק מאובנים. הפנטגון הקצה 9 מיליארד דולר לתוכניות התייעלות אנרגטית לשנים 2013-2017.
בנובמבר 2013, סיירה אנרג'י עם תחנת הכוח FastOx שלה נבחרה כמנצחת תחרות DETC לשנת 2013 שנערכה במסגרת מפגש האנרגיה ההגנתי השנתי.
נשיא סיירה אנרג'י מייק הארט אמר: "לצבא האמריקאי יש מנהלת שלמה העוסקת בניהול פסולת והפחתת התלות בדלקים מאובנים מכיוון שהיא הופכת אותם לפגיעים אסטרטגית. לפתרון המסוגל לייצר אנרגיה משלו יש השפעה משמעותית על מספר היבטים, כולל בטיחות מוגברת, עצמאות וקיימות סביבתית ".
"טכנולוגיית הפסולת שלנו לדלק זוהתה כטכנולוגיה מרכזית בשנת 2009 ולכן מרכז הבדיקות של משרד הביטחון באנרגיה מתחדשת הכניס אותה לרשימת העדיפויות שלה. במקרים מסוימים, בעת עיבוד של 10 טון פסולת, אנו יכולים לייצר כ -500 קוט"ש חשמל מבלי לשבש את אספקתו ".
מפעל FastOx של סיירה אנרג'י
סיגים שאינם דולפים
הטכנולוגיה הזו בקצרה. חמצן ואדים מוזרקים, מחממים את הפסולת ל -2200 מעלות צלזיוס (ללא בעירה); זה מאפשר להשתמש בכל חומר כל עוד הוא מכיל פחמן. כל שאר המתכות, אפר או חומרים אנאורגניים נמסים לתוך נוזל, המנקז לתחתית, ומאפשר לשחזר את המתכות.השאר יוצא כסיגים לא מולצנים שניתן להשתמש בהם לריצוף. שני הגזים שנוצרים (70% פחמן חד חמצני ו -30% מימן) מגיעים לתאי דלק, שמשחררים רק חום ומים.
"ניתן להוריד את המערכת המודולרית בכל אזור", אמר הארט. המערכת מעודנת כעת לאריזה בשישה עד שבעה מכולות ISO סטנדרטיות לפריסה מהירה וקלה.
סביר להניח שטכנולוגיית תאי דלק תהיה האפשרות המועדפת להחליף גנרטורים של סולר בתחום, במיוחד ביחידות קטנות יותר. המכון הגרמני לטכנולוגיה כימית Fraunhofer מפתח תא דלק מימן נייד עבור הכוחות המזוינים הגרמניים המסוגל לייצר בחשמל 2 קילוואט. המערכת משתמשת באנרגיה סולארית כדי לפצל מים לחמצן ומימן.
עם זאת, כריס אנדרוז, מנהל פרויקטים בחברת ייצור החשמל העצמאית האוסטרלית Eniquest, התייחס לעניין הרחב במערכות דלק חלופיות והשימוש המוגבר באנרגיה מתחדשת: העוצמה והניבוי של האספקה גוברים על היתרונות של הפחתת השימוש בדלק מאובנים.
Eniquest מספקת לצבא האפגני מגוון אלטרנטורים שקטים ותחנות הפצת כוח AC ו- DC. אנדרוס ציין כי "שיפורים בטכנולוגיה, במיוחד בתחום אחסון האנרגיה / סוללה שיכולים להתחרות באנרגיה ספציפית לדלק מאובנים, יהיו חשובים להתרחקות משימוש בדלק מאובנים ביישומים צבאיים."
מטרות מיידיות
אף שההתמקדות עשויה להיות בהדרגת התלות בדלקים מאובנים בטווח הבינוני עד הארוך, המטרה המיידית היא להפחית באופן משמעותי את השימוש בה באמצעות מגוון שיטות.
אחת הגישות היא הגברת יעילות הגנרטורים שכבר נמצאים בבתי הקולנוע. ארל אנרג'י זכתה לאחרונה בחוזה מול משרד ההגנה על תוכנית מערכות החשמל ההיברידי החשמלי הנייד שלה (MEHPS), שעשוי להוביל לרכישת כ -50 יחידות FlexGen. טכנולוגיית המערכת אומצה בעבר על ידי חיל הנחתים, שבדק אב טיפוס של 6 כ ס שהופעל בשנת 2010. אז נודע כי טכנולוגיה זו תפחית את צריכת הדלק בשדה הקרב ביותר מ -80%.
במהלך הבדיקות באפגניסטן, מערכת Earl Energy FlexGen אפשרה לגנרטורים לפעול שלוש עד שש שעות ביום במקום 24/7.
"זה שיקוף של איך ייצור האנרגיה הלא יעיל בשדה הקרב מותאם כעת לכל הטכנולוגיה שיש לנו", אמר מורהד. "רשתות מותאמות לייצור חשמל שיא מכיוון שלעולם אסור לתת לצבא לחסר את הכוח הזמין לתמוך בפעולותיהם. ואותו הדבר, למרבה הצער, חל על מערכת כגון גנרטור. הם עובדים במרחב התפעולי הזה מסביב לשעון, 365 ימים בשנה, בלי קשר אם הם זקוקים לאנרגיה או לא. זה כמו מכונית שאתה אף פעם לא מכבה, גם כשאינך משתמש בה ".
המערכת ההיברידית FlexGen משתמשת בגנרטור דיזל אוטומטי עם יכולות התחלה-עצירה, המשולב עם מקורות אנרגיה מתחדשים והתקן אחסון אנרגיה גדול. הגנרטור פועל במלוא העוצמה, וכאשר הוא מוגזם מדי, הוא טוען את הסוללות. אם הסוללות טעונות מספיק כדי להתמודד עם צריכת החשמל, הגנרטור יכבה.במהלך הניסויים באפגניסטן, המערכת אפשרה לגנרטורים לפעול שלוש עד שש שעות ביום עם יעילות דלק ממוצעת של מעל 50%.
ארל אנרג'י היא כיום הקבלן הראשי של חיל הנחתים ומפתחת את מערכת ההספק הניידת בדור הבא של 10 כ ס. החברה מכרה 12 מערכות בדיקה; בעתיד, חוזים חדשים מספקים רכישה של עד 50 מערכות FlexGen.
אספקת האנרגיה משתפרת
משרד ההגנה הבריטי מחזיק ב- Power FOB, מערכת אחסון אנרגיה וניהול אינטליגנטית המאפשרת הכנסת מקורות מתחדשים וטכנולוגיות לחיסכון באנרגיה. המערכת מאפשרת לך לחסוך עד 30% מהדלק עקב הצטברות האנרגיה שמייצרים גנרטורים של דיזל ופאנלים סולאריים, ולחלק אותו מחדש בזמן הנכון לצרכנים הנכונים.
כל הטכנולוגיות הללו מסתמכות על פתרונות סוללה מתקדמים לאחסון אנרגיה; במקרה זה, מקורות אנרגיה מתחדשים יכולים להפוך לפריסים באמת.
מורהד הוסיף: "דרישת הקילוואט היומית של החייל עולה כל הזמן כאשר הוא נושא יותר צרכני אנרגיה מאי פעם. החייל המודרני צריך פי 10 יותר אנרגיה מאשר לפני 15 שנה ".
חברת Lincad הבריטית מייצרת שורה של סוללות ליתיום יון מקור כוח (LIPS). דגם ה- LIPS 5 שלה הפך למוצלח ביותר בקטלוג החברה; יותר מ -17,500 יחידות סופקו למשרד ההגנה הבריטי וללקוחות אחרים ברחבי העולם. כפי שאמר אחד מבכירי החברה: "סוללת LIPS הראשונה שוחררה בשנת 2000, שקלה כ -3.5 ק"ג והספק שלה היה 12 Ah. משקל ה- LIPS 10 החדש הוא זהה אך יש לו קיבולת של 23 Ah, מה שמפחית באופן דרמטי את הנטל הלוגיסטי על החייל ".
בנוסף לאספקת סוללות נטענות עמידות, Lincad מייצרת גם שורה של מטענים. דובר החברה אמר, "בשנים האחרונות טכנולוגיית אחסון אנרגיה סולארית התפתחה במהירות ומכאן פתרונות מטען סולארי ו- Power Scavenger מבית Lincad. היה צורך גם בטעינה ניידת ממכוניות בזמן הנהיגה. הרכבים כבר מייצרים חשמל מהמחוללים שלהם וזה מיושם במטען הרכב Lincad DC. הופעת מטענים אלה פירושה שמשתמשים אינם צריכים לסחוב הרבה סוללות ".
חיילים נושאים לפעמים עד 10 ק ג סוללות שצריך להטעין מחדש, והקיבולת הגדולה של הסוללות ופתרונות הטעינה הגמישים מפחיתים את הצורך לחזור לבסיס, דבר שיכול להשפיע לטובה על מילוי משימת לחימה.
