Daha yeni piller (üstte) ve mobil jeneratörler (altta) gibi sistemlerin daha iyi yönetimi, enerjinin verimli kullanımına katkıda bulunur
Fosil yakıtlar kıt ve maliyetli olduğu için ordu, operasyon tiyatrosu (TMD) üslerine ve teçhizatına güç sağlamak için mevcut yöntemlere alternatifler arıyor. Bakalım endüstri bu alanda inovasyonu nasıl yönlendiriyor
Savunma Bakanlığı istatistiklerine göre, 2001 yılından bu yana Irak ve Afganistan'da 3 binden fazla ABD askeri ve müteahhiti, yakıt ve su tedarik konvoylarına yönelik saldırılarda hayatını kaybetti veya yaralandı.
Ancak, yakıt tüketiminde beş yıl içinde %10'luk bir azalma, aynı dönemde nakliye konvoylarından 35 askerin hayatını ve sağlığını kurtarabilirdi; bu veriler, 2009 yılında yayınlanan denetim şirketi Deloitte tarafından yapılan bir araştırmadan alınmıştır. Şu anda, su ve yakıt ikmali sütunlarıyla ilgili kayıplara ilişkin 2009-2014 dönemi için herhangi bir veri sağlanmamıştır.
Daha önce 24 akaryakıt konvoyunun her birinde bir yaralı veya ölü olduğu tahmin ediliyordu. Örneğin, 2007'de yalnızca Irak ve Afganistan'da ABD ordusu 6.030 yakıt konvoyu gerçekleştirdi. Bu, askeri operasyonların daha enerji verimli hale gelmesine ve fosil yakıtlara daha az dayanmasına yardımcı olmayı amaçlayan Savunma Bakanlığı'nın 2014 Enerji Güvenliği Yasası'nın bu yıl Senato'ya sunulmasına yol açtı.
Amaç yalnızca Pentagon'un bütçesinden tasarruf etmek değil, aynı zamanda yakıt konvoylarına olan ihtiyacı azaltmak ve nihayetinde askeri personelin risklerini azaltmaktır.
ABD Savunma Bakanlığı şu anda en büyük yakıt tüketicisi ve yılda yaklaşık 15 milyar dolar maliyetle yaklaşık 90 milyon varil petrol gerektiriyor. Bu miktarın %75'i aktif kuvvetlerin ihtiyaçlarını karşılamaya gidiyor ve 2025 yılına kadar %11'e çıkarılması planlanıyor.
İşbirliği
Sadece Amerika Birleşik Devletleri sadece yakıt verimliliğine değil, aynı zamanda sözde “akıllı enerjiye” de ciddi önem verdi. 2012'de NATO, en umut verici enerji tasarrufu çözümlerini belirlemek ve bunları koordine etmek için çok uluslu projeleri başlatmak için bir çalışma grubu oluşturdu. NATO, akıllı enerji kavramını ittifakın stratejisini ve standartlarını tanımlayan belgelere entegre etme olasılığını da değerlendirdi.
Mayıs 2012'deki bir toplantının ardından, SENT (Akıllı Enerji Ekibi) kuruldu ve NATO Barış ve Güvenlik için Bilim Programı kapsamında finanse edildi. Grup, Litvanya NATO Enerji Güvenlik Merkezi ve İsveç Silahlı Kuvvetlerinin Ortak Çevre Dairesi tarafından yönetilmektedir. Ekip, altı Müttefik (Kanada, Almanya, Litvanya, Hollanda, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri) ve iki ortak (Avustralya ve İsveç) dahil olmak üzere sekiz ülkeden uzmanlardan oluşmaktadır.
NATO karargahında akıllı bir enerji subayı olan Susan Michaelis, “Askerlerin ve komutanların, enerji tasarrufunun askerlerin güvenliği ve yaşamları üzerinde doğrudan bir etkisi olduğunu anlamalarını istiyoruz” dedi. "Bu, şu anda yakıt konvoylarını korumaya odaklanan NATO'nun temel misyonu için kaynakları serbest bırakıyor."
SENT'in “mevcut askeri kamplara akıllı sayaçların kurulumunu içermesi gereken akıllı enerji; gelecekteki kampların genel tasarımı; uzmanların eğitimi ve katılımı; genel askeri eğitime dahil olan genel eğitim; ve yakıt tüketimini azaltmayı başaran memurlar için bir ödül planı."
Tam yük
ABD ve NATO ordusu, ulaşım, altyapı, insan kaynakları, bakım, güvenlik ve enerji depolama dahil olmak üzere enerji tedarik zincirindeki tüm operasyonel faktörleri hesaba katan tam yüklü yakıt maliyeti (FBCF) hesaplamaları yaptı.
Bu nedenle, bir ABD kuyusunda (litre başına 77 sent) galon başına 3,50 dolara (litre başına 77 sent) kadar olan bir galon (3.785 litre) yakıt, ABD'ye teslim edildikten sonra galon başına 100 doların (litre başına 22 dolar) üzerine çıkabilir. kuzeydoğu Afganistan'a cephe hattı.
Bu hesaplamalara göre, yüksek başlangıç sermaye maliyetleri nedeniyle günlük yaşamda finansal olarak rekabet edemeyen alternatif enerji kaynakları ve akıllı enerji çözümleri, savaş alanında giderek daha fazla haklı çıkıyor.
Earl Energy Başkanı Doug Morehead, "Dürüst olmak gerekirse, galon başına 15 dolar ödemeye başladığınızda, birçok yeni teknoloji mantıklı geliyor" dedi.
Gerçekten de, birleşik bir güneş enerjisi ve yedek enerji depolama sistemi ev ve günlük yaşam için ekonomik değilse, o zaman askeriyede konuşlandırıldığında, özellikle de FBCF'deki tüm bileşenlere baktığınızda paha biçilmezdir.
Haziran 2013'te, Slovakya'daki NATO Yetenekli Lojistik 2013 tatbikatında, Hollanda ordusu güneş pilleriyle kaplı bir çadır gösterdi. Ordu, Afganistan'daki Mezar-ı Şerif'te şu anda 200 kWh üreten 480 metrekarelik güneş paneli kurdu. Hollanda ordusundaki enerji uzmanı Yarbay Harm Renes'e göre, "yatırım zaten karşılığını verdi."
Trendler doğrultusunda
ABD Savunma Bakanlığı, en son akıllı enerji trendlerini takip etmek ve ordunun fosil yakıta olan bağımlılığını önemli ölçüde azaltmasına yardımcı olmak için ileriye taşınabilecekleri seçmek için yıllık bir Savunma Enerjisi Teknolojisi Yarışması'na (DETC) ev sahipliği yapıyor. Pentagon, 2013-2017 yılları için enerji verimliliği programları için 9 milyar dolar ayırdı.
Kasım 2013'te, FastOx santrali ile Sierra Energy, yıllık savunma enerjisi toplantısının bir parçası olarak düzenlenen 2013 DETC yarışmasının galibi olarak seçildi.
Sierra Energy Başkanı Mike Hart şunları söyledi: “ABD ordusunun, atık yönetimi ve fosil yakıtları stratejik olarak savunmasız hale getirdiği için bağımlılığını azaltmakla ilgilenen bütün bir müdürlüğü var. Kendi enerjisini üretebilen bir çözüm, artan güvenlik, bağımsızlık ve çevresel sürdürülebilirlik dahil olmak üzere çeşitli yönler üzerinde önemli bir etkiye sahiptir."
“Atıktan yakıta teknolojimiz 2009 yılında kilit bir teknoloji olarak tanımlandı ve bu nedenle Savunma Bakanlığı'nın Yenilenebilir Enerji Test Merkezi onu öncelik listesine aldı. Bazı durumlarda 10 ton atığı işlerken, arzını kesintiye uğratmadan yaklaşık 500 kWh elektrik üretebiliyoruz."
Sierra Energy'den FastOx tesisi
Sızdırmaz cüruf
Kısaca bu teknoloji. Oksijen ve buhar enjekte edilerek atık 2200 °C'ye ısıtılır (yanma olmaz); bu, karbon içerdiği sürece herhangi bir malzemenin kullanılmasına izin verir. Kalıntı metaller, kül veya inorganik maddeler, metallerin geri kazanılmasına izin veren, tabana boşaltılan bir sıvı halinde eritilir. Geri kalan kısım, serme için kullanılabilecek süzülmemiş cüruf olarak çıkar. Üretilen iki gaz (%70 karbon monoksit ve %30 hidrojen), yalnızca ısı ve su salan yakıt hücrelerine gider.
Hart, "Bu modüler sistem herhangi bir alana bırakılabilir" dedi. Sistem şu anda hızlı ve kolay dağıtım için altı ila yedi standart ISO konteynerinde paketlenecek şekilde geliştirilmektedir.
Yakıt hücresi teknolojisi, özellikle daha küçük ünitelerde, sahada dizel jeneratörlerin yerini almak için tercih edilen seçenek olabilir. Alman Kimyasal Teknoloji Enstitüsü Fraunhofer, Alman silahlı kuvvetleri için sessizce 2 kW elektrik üretebilen taşınabilir bir hidrojen yakıt hücresi geliştiriyor. Sistem, suyu oksijen ve hidrojene ayırmak için güneş enerjisi kullanır.
Bununla birlikte, Avustralyalı bağımsız enerji üretim şirketi Eniquest'in proje yöneticisi Chris Andrews, alternatif yakıt sistemlerine olan yaygın ilgi ve yenilenebilir enerji kullanımının artması hakkında yorum yaptı:, arzın gücü ve öngörülebilirliği, fosil yakıt kullanımını azaltmanın faydalarından daha ağır basıyor."
Eniquest, Afgan ordusuna çeşitli sessiz alternatörler ve AC ve DC güç dağıtım istasyonları sağlıyor. Andrews, "Teknolojide, özellikle fosil yakıta özgü enerjiye rakip olabilecek enerji depolama / pil teknolojisindeki gelişmeler, askeri uygulamalarda fosil yakıt kullanımından uzaklaşmada önemli olacaktır." dedi.
Anlık hedefler
Fosil yakıtlara olan bağımlılığın orta ve uzun vadede aşamalı olarak kaldırılmasına odaklanılsa da, öncelikli hedef, çeşitli yöntemlerle kullanımını önemli ölçüde azaltmaktır.
Yaklaşımlardan biri, halihazırda sinemalarda bulunan jeneratörlerin verimliliğini artırmaktır. Earl Energy kısa süre önce Mobil Elektrikli Hibrit Güç Sistemleri (MEHPS) programı için Savunma Bakanlığı ile yaklaşık 50 FlexGen biriminin satın alınmasına yol açabilecek bir sözleşme kazandı. Sistem teknolojisi daha önce, 2010 yılında 6 kW'lık bir prototipi çalışırken test eden Deniz Piyadeleri tarafından benimsenmişti. Ardından bu teknolojinin savaş alanındaki yakıt tüketimini %80'den fazla azaltacağı açıklandı.
Afganistan'daki testler sırasında, Earl Energy FlexGen sistemi, jeneratörlerin 7/24 yerine günde üç ila altı saat çalışmasına izin verdi.
Morehead, “Savaş alanındaki verimsiz enerji üretiminin artık sahip olduğumuz tüm teknolojiyle eşleştiğinin bir yansımasıydı” dedi. Ordunun operasyonlarını desteklemek için mevcut güçten yoksun kalmasına asla izin verilmemesi gerektiğinden, şebekeler en yüksek güç üretimi için uyarlanmıştır. Aynısı, ne yazık ki, jeneratör gibi bir sistem için de geçerlidir. Enerjiye ihtiyaçları olsun ya da olmasın, yılın 365 günü bu operasyonel alanda çalışırlar. Kullanmadığınız zamanlarda bile hiç kapatmadığınız bir araba gibi."
FlexGen hibrit sistemi, yenilenebilir enerji kaynakları ve büyük bir enerji depolama cihazı ile birleştirilmiş, start-stop özelliklerine sahip otomatik bir dizel jeneratör kullanır. Jeneratör tam kapasitede çalışır ve aşırı güç verildiğinde pilleri şarj eder. Aküler elektrik tüketimi ile başa çıkmak için yeterince şarj edilmişse jeneratör kapanacaktır. Afganistan'daki testler sırasında sistem, jeneratörlerin ortalama %50'nin üzerinde bir yakıt verimliliği ile günde üç ila altı saat çalışmasına izin verdi.
Earl Energy şu anda Deniz Piyadeleri'nin ana yüklenicisidir ve yeni nesil 10 kW taşınabilir güç sistemini geliştirmektedir. Şirket 12 test sistemi sattı; gelecekte, yeni sözleşmeler 50'ye kadar FlexGen sisteminin satın alınmasını sağlıyor.
Enerji arzı gelişiyor
İngiliz Savunma Bakanlığı, yenilenebilir kaynakların ve enerji tasarrufu sağlayan teknolojilerin kullanılmasını sağlayan akıllı bir enerji depolama ve yönetim sistemi olan Power FOB'a sahiptir. Sistem, dizel jeneratörler ve güneş panelleri tarafından üretilen enerjinin birikmesi nedeniyle %30'a varan yakıt tasarrufu yapmanızı ve doğru zamanda doğru tüketicilere yeniden dağıtmanızı sağlar.
Bu teknolojilerin tümü, enerji depolaması için gelişmiş pil çözümlerine dayanır; bu durumda, yenilenebilir enerji kaynakları gerçekten kullanılabilir hale gelebilir.
Morehead şunları ekledi: “Askerin günlük kilovat saat ihtiyacı, her zamankinden daha fazla enerji tüketicisi taşıdığı için sürekli artıyor. Modern askerin 15 yıl öncesine göre 10 kat daha fazla enerjiye ihtiyacı var."
İngiliz şirketi Lincad, bir dizi akıllı Lityum İyon Güç Kaynağı (LIPS) pili üretmektedir. LIPS 5 modeli şirketin kataloğunda en başarılısı oldu; İngiliz Savunma Bakanlığı'na ve dünyadaki diğer müşterilere 17.500'den fazla birim tedarik edildi. Bir şirket yöneticisinin yorumladığı gibi: “İlk LIPS aküsü 2000 yılında piyasaya sürüldü, yaklaşık 3,5 kg ağırlığında ve 12 Ah kapasiteye sahipti. En yeni LIPS 10 aynı ağırlığa sahip ancak 23 Ah kapasiteye sahip, askerin lojistik yükünü önemli ölçüde azaltıyor."
Lincad, dayanıklı şarj edilebilir piller sağlamanın yanı sıra bir dizi pil şarj cihazı da üretmektedir. Bir şirket sözcüsü, “Son yıllarda güneş enerjisi depolama teknolojisi hızla gelişti ve bu nedenle Lincad'ın Solar Charger ve Power Scavenger çözümleri ortaya çıktı. Ayrıca sürüş sırasında arabalardan mobil şarja ihtiyaç vardı. Araçlar zaten jeneratörlerinden güç üretiyorlar ve bu Lincad DC Araç Şarj Cihazında uygulanıyor. Bu şarj cihazlarının ortaya çıkması, kullanıcıların çok fazla pil taşımasına gerek olmadığı anlamına geliyor."
Askerler bazen şarj edilmesi gereken 10 kg'a kadar pil taşırlar ve pillerin büyük kapasitesi ve esnek şarj çözümleri, üsse geri dönme ihtiyacını azaltır, bu da bir savaş görevinin yerine getirilmesini olumlu yönde etkileyebilir.
