Les bateries més noves (a la part superior) i una millor gestió de sistemes com els generadors mòbils (a la part inferior) contribueixen a l’ús eficient de l’energia
Com que els combustibles fòssils són escassos i costosos, l’exèrcit busca alternatives als mètodes actuals de subministrament d’energia a les bases i equipaments del seu teatre d’operacions (TMD). Vegem com la indústria està impulsant la innovació en aquest àmbit
"Des del 2001, més de 3.000 soldats i contractistes nord-americans a l'Iraq i l'Afganistan han perdut la vida o han resultat ferits en atacs contra combois de subministrament de combustible i aigua", afirmen les estadístiques del Departament de Defensa.
No obstant això, una reducció del 10% del consum de combustible durant cinc anys hauria salvat la vida i la salut de 35 soldats dels combois de transport durant el mateix període; aquestes dades són extretes d’un estudi de l’empresa auditora Deloitte, publicat el 2009. De moment, no s’han proporcionat dades per al període 2009-2014 sobre les pèrdues associades a les columnes de subministrament d’aigua i combustible.
Anteriorment, es calculava que hi havia un ferit o mort en cadascun dels 24 combois de combustible. Per exemple, el 2007, només a l'Iraq i l'Afganistan, l'exèrcit nord-americà va dirigir 6.030 combois de combustible. Això va donar lloc a un nou projecte de llei presentat al Senat aquest any, la Llei de seguretat energètica de 2014 del Departament de Defensa, que té com a objectiu ajudar a les operacions militars a ser més eficients energèticament i dependre menys dels combustibles fòssils.
L'objectiu no només és estalviar diners en el pressupost del Pentàgon, sinó també reduir la necessitat de comboi de combustible i, en última instància, reduir els riscos per al personal militar.
Actualment, el Departament de Defensa dels Estats Units és el principal consumidor de combustible, que requereix uns 90 milions de barrils de petroli amb un cost de gairebé 15.000 milions de dòlars a l'any. El 75% d’aquesta quantitat es destina a satisfer les necessitats de les forces actives i, per al 2025, es preveu augmentar-la un 11%.
Col·laboració
No només els Estats Units han prestat molta atenció no només a l’eficiència del combustible, sinó també a l’anomenada “energia intel·ligent”. El 2012, l’OTAN va crear un grup de treball per identificar les solucions d’estalvi d’energia més prometedores i iniciar projectes multinacionals per coordinar-les. L'OTAN també va considerar la possibilitat d'integrar el concepte d'energia intel·ligent en els documents que defineixen l'estratègia i els estàndards de l'aliança.
Després d’una reunió al maig del 2012, es va establir el SENT (Smart Energy Team) que es finança amb el programa Science for Peace and Security del OTAN. El grup està gestionat pel Centre de Seguretat Energètica de l'OTAN de Lituània i el Departament Conjunt de Medi Ambient de les Forces Armades de Suècia. L’equip està format per experts de vuit països, inclosos sis aliats (Canadà, Alemanya, Lituània, els Països Baixos, el Regne Unit i els Estats Units) i dos socis (Austràlia i Suècia).
"Volem que els soldats i els comandants entenguin que l'estalvi energètic té un impacte directe sobre la seguretat i la vida dels soldats", va dir Susan Michaelis, oficial d'energia intel·ligent a la seu de l'OTAN. "Allibera recursos per a la missió principal de l'OTAN, que actualment se centra a protegir els combois de combustible".
Va afegir que SENT està considerant acords de normalització de l’OTAN sobre “energia intel·ligent, que hauria d’incloure la instal·lació de comptadors intel·ligents en camps militars existents; disseny general de futurs campaments; formació i participació d’experts; formació general inclosa en la formació militar general; i un pla de recompenses per als oficials que han aconseguit reduir el consum de combustible.
Complet sobrecàrrega
L’exèrcit nord-americà i de l’OTAN ha realitzat els anomenats càlculs del cost del combustible (FBCF), que tenen en compte tots els factors operatius de la cadena de subministrament d’energia, inclosos el transport, la infraestructura, els recursos humans, el manteniment, la seguretat i l’emmagatzematge d’energia.
Per tant, un galó (3.785 litres) de combustible que costa fins a 3,50 dòlars per galó (77 cèntims per litre) en un pou dels Estats Units (77 cèntims per litre) pot arribar a superar els 100 dòlars per galó (22 dòlars per litre) després de ser lliurat a primera línia al nord-est de l’Afganistan.
Segons aquests càlculs, les fonts d’energia alternatives i les solucions d’energia intel·ligents, que no poden ser financeres competitives en la vida quotidiana a causa dels seus elevats costos de capital inicials, es justifiquen cada vegada més al camp de batalla.
El president de Earl Energy, Doug Morehead, va dir: "Sincerament, quan comenceu a pagar 15 dòlars per galó, molta de la nova tecnologia té sentit".
De fet, si un sistema combinat d’emmagatzematge d’energia solar i de seguretat no és econòmic per a la vida quotidiana i per a la llar, és inestimable quan es desplega a l’exèrcit, especialment quan es mira amb tots els components del FBCF.
El juny de 2013, a l'exercici de l'OTAN Capable Logistician 2013 a Eslovàquia, l'exèrcit holandès va demostrar una tenda coberta amb cèl·lules solars. L’exèrcit ja ha instal·lat 480 metres quadrats de plaques solars a Mazar-i-Sharif a l’Afganistan, que actualment generen 200 kWh. Segons l'expert en energia de l'exèrcit holandès, el tinent coronel Harm Renes, "la inversió ja ha donat els seus fruits".
En línia amb les tendències
El Departament de Defensa dels Estats Units acull anualment un Defence Technology Technology Challenge (DETC) per mantenir-se al dia de les últimes tendències energètiques intel·ligents i seleccionar les que es puguin avançar per ajudar els militars a reduir significativament la seva dependència dels combustibles fòssils. El Pentàgon ha destinat 9.000 milions de dòlars als programes d’eficiència energètica per al període 2013-2017.
El novembre de 2013, Sierra Energy amb la seva central elèctrica FastOx va ser seleccionada com a guanyadora del concurs DETC 2013 celebrat en el marc de la reunió anual sobre energia de defensa.
El president de Sierra Energy, Mike Hart, va dir: "L'exèrcit dels Estats Units té tota una direcció que s'ocupa de la gestió de residus i la reducció de la dependència dels combustibles fòssils, ja que els fa estratègicament vulnerables. Una solució capaç de generar la seva pròpia energia té un impacte significatiu en diversos aspectes, incloent una major seguretat, independència i sostenibilitat ambiental ".
"La nostra tecnologia de residus per a combustible es va identificar com una tecnologia clau el 2009 i, per tant, el Centre de Proves d'Energia Renovable del Departament de Defensa la va incloure a la seva llista de prioritats. En alguns casos, quan processem 10 tones de residus, podem generar uns 500 kWh d’electricitat sense interrompre el seu subministrament ".
Planta FastOx de Sierra Energy
Escòria sense lixiviació
Aquesta tecnologia en poques paraules. S'injecta oxigen i vapor, escalfant els residus a 2200 ° C (sense combustió); això permet utilitzar qualsevol material sempre que contingui carboni. Els metalls, cendres o substàncies inorgàniques residuals es fonen en un líquid que es drena fins al fons i permet recuperar els metalls. La resta surt com a escòria no blanquejada que es pot utilitzar per pavimentar. Els dos gasos generats (70% de monòxid de carboni i 30% d’hidrogen) van a les piles de combustible, que només alliberen calor i aigua.
"Aquest sistema modular es pot deixar caure en qualsevol àrea", va dir Hart. Actualment, el sistema s’està perfeccionant per empaquetar-lo en sis a set contenidors ISO estàndard per a un desplegament fàcil i ràpid.
És probable que la tecnologia de les piles de combustible sigui l’opció preferida per substituir els generadors dièsel al camp, especialment en unitats més petites. L’Institut alemany de tecnologia química Fraunhofer està desenvolupant una pila de combustible portàtil d’hidrogen per a les forces armades alemanyes que sigui capaç de generar en silenci 2 kW d’electricitat. El sistema utilitza l’energia solar per dividir l’aigua en oxigen i hidrogen.
Tot i això, Chris Andrews, cap de projecte de l’empresa australiana independent de generació d’energia Eniquest, va comentar l’interès generalitzat pels sistemes de combustibles alternatius i l’augment de l’ús d’energies renovables: la força i la previsibilitat del subministrament supera els avantatges de reduir l’ús de combustibles fòssils.
Eniquest subministra a l'exèrcit afganès una varietat d'alternadors silenciosos i estacions de distribució de corrent altern i continu. Andrews va remarcar: "Les millores en la tecnologia, especialment en la tecnologia d'emmagatzematge / bateria d'energia que poden rivalitzar amb l'energia específica dels combustibles fòssils, seran importants per allunyar-se de l'ús de combustibles fòssils en aplicacions militars".
Objectius immediats
Tot i que es pot centrar en eliminar la dependència dels combustibles fòssils a mitjà o llarg termini, l'objectiu immediat és reduir significativament el seu ús mitjançant diversos mètodes.
Un dels enfocaments és augmentar l’eficiència dels generadors que ja existeixen als cinemes. Earl Energy va guanyar recentment un contracte amb el Departament de Defensa per al seu programa de sistemes elèctrics híbrids de potència mòbil (MEHPS), que podria conduir a la compra d’unes 50 unitats FlexGen. La tecnologia del sistema va ser adoptada prèviament pel Cos de Marines, que va provar un prototip de 6 kW en funcionament el 2010. Després es va anunciar que aquesta tecnologia reduirà el consum de combustible al camp de batalla en més d’un 80%.
Durant les proves a l’Afganistan, el sistema Earl Energy FlexGen va permetre als generadors funcionar de tres a sis hores al dia en lloc de les 24 hores del dia.
"Va ser un reflex de com la producció ineficient d'energia al camp de batalla ara es combina amb tota la tecnologia que tenim", va dir Morehead. “Les xarxes s’adapten a la generació d’energia màxima, ja que als militars no se’ls hauria de deixar mai la manca de poder disponible per donar suport a les seves operacions. I el mateix, per desgràcia, s'aplica a un sistema com un generador. Treballen en aquest espai operatiu les 24 hores del dia, els 365 dies de l’any, independentment de si necessiten energia o no. És com un cotxe que mai no apagueu, fins i tot quan no el feu servir ".
El sistema híbrid FlexGen utilitza un generador dièsel automatitzat amb funcions d’arrencada i aturada, que es combina amb fonts d’energia renovables i un gran dispositiu d’emmagatzematge d’energia. El generador funciona a la màxima capacitat i, quan és superat, carrega les bateries. Si les bateries estan prou carregades per fer front al consum elèctric, el generador s'apagarà. Durant les proves a l'Afganistan, el sistema va permetre als generadors funcionar entre tres i sis hores al dia amb una eficiència mitjana de combustible superior al 50%.
Earl Energy és actualment el principal contractista del Cos de Marines i desenvolupa el sistema de potència portàtil de 10 kW de nova generació. L’empresa va vendre 12 sistemes de proves; en el futur, els nous contractes preveuen la compra de fins a 50 sistemes FlexGen.
El subministrament d’energia millora
El Departament de Defensa britànic disposa de Power FOB, un sistema intel·ligent d’emmagatzematge i gestió d’energia que permet la introducció de fonts renovables i tecnologies d’estalvi d’energia. El sistema us permet estalviar fins a un 30% de combustible a causa de l’acumulació d’energia generada pels generadors dièsel i els panells solars i redistribuir-la en el moment adequat als consumidors adequats.
Totes aquestes tecnologies es basen en solucions avançades de bateries per emmagatzemar energia; en aquest cas, les fonts d’energia renovables es poden desplegar realment.
Morehead va afegir: "El requeriment diari de quilowatts-hora del soldat augmenta constantment ja que transporta més consumidors d'energia que mai. El soldat modern necessita deu vegades més energia que fa 15 anys ".
L’empresa britànica Lincad fabrica una línia de bateries intel·ligents de font d’energia de liti (LIPS). El seu model LIPS 5 es va convertir en el més reeixit del catàleg de la companyia; s'han subministrat més de 17.500 unitats al Departament de Defensa britànic i a altres clients de tot el món. Com va comentar un executiu de la companyia: “La primera bateria LIPS es va llançar el 2000, pesava aproximadament 3,5 kg i tenia una capacitat de 12 Ah. El més recent LIPS 10 pesa igual però té una capacitat de 23 Ah, reduint dràsticament la càrrega logística del soldat.
A més de subministrar bateries recarregables duradores, Lincad també fabrica una línia de carregadors de bateries. Un portaveu de la companyia va dir: "En els darrers anys, la tecnologia d'emmagatzematge d'energia solar s'ha desenvolupat ràpidament i, per tant, han sorgit solucions de carregador solar i Power Scavenger de Lincad. També es necessitava la càrrega mòbil dels cotxes durant la conducció. Els vehicles ja generen energia a partir dels seus generadors i això s’implementa al carregador de vehicles DC Lincad. L’aparició d’aquests carregadors fa que els usuaris no necessitin portar moltes bateries ".
De vegades, els soldats transporten fins a 10 kg de bateries que cal recarregar i la gran capacitat de les bateries i les solucions de càrrega flexibles redueixen la necessitat de tornar a la base, cosa que pot afectar positivament el compliment d’una missió de combat.
