原文標題：軍事新能源技術應用與發(fā)展淺析
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能源行業(yè)一直是影響世界格局的核心要素，并是各國談判交換的關鍵籌碼之一。在化石能源為戰(zhàn)略儲備并作為核心儲備的時代，軍事也在探索新能源技術的利用可行性。安全范疇下的新能源技術應用，不僅僅包括武器裝備，更是后勤保障的必須補充選項。尤其是新能源產(chǎn)業(yè)升級的大背景下，軍用設施高效利用新能源技術，提升核心裝備和設施場景的價值，是軍用核心思想。
世界發(fā)生過許多戰(zhàn)爭，美國通過頁巖革命掌握了資源，成為世界資源大國并影響和改變世界原油、天然氣以及煤炭等資源市場的流通等，美國通過海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭、利比亞戰(zhàn)爭、埃及顏色革命、敘利亞戰(zhàn)爭，其中敘利亞戰(zhàn)爭美國網(wǎng)絡部隊與胡安·瓜伊多聯(lián)手，共同襲擊了委內(nèi)瑞拉電力系統(tǒng)，導致全國大范圍停電。這些戰(zhàn)爭歸根結(jié)底就是爭奪資源，才掀開了一場又一場的能源戰(zhàn)。
打擊伊朗的石油出口，為美國石油搶占更多國際能源市場，打擊伊朗為以色列猶太人服務，使中東沒有國家能夠與以色列相抗衡
能源安全問題不僅是供應安全問題，還包括能源供應、需求、價格、運輸、使用等問題在內(nèi)的綜合性風險與威脅。其中，能源安全遵循以下四項原則：
美國近幾年對能源技術發(fā)展和能源戰(zhàn)略相關項目：
美國國防部彈性能源系統(tǒng)
美國國防部早在2012年就開始挖掘微電網(wǎng)的潛在生存能力，尤其是微電網(wǎng)和太陽能光伏發(fā)電相結(jié)合。預計到2026年國防部每年支出可達到14億美元，用來部署軍用微電網(wǎng)及維持其運營的費用。
微電網(wǎng)的資金可謂是有多個來源。其中，F(xiàn)ortistar是一家管理熱電聯(lián)產(chǎn)、垃圾填埋場和生物質(zhì)發(fā)電廠的公司，經(jīng)營該營區(qū)附近的兩個垃圾填埋氣體發(fā)電廠、基地與該公司簽訂了為期15年的電力購買協(xié)議、而Miramar公司則獲得了國防部的撥款，用于建造垃圾填埋氣體設施的配電線路。還有加州能源委員會的資助，也為該基地的新存儲項目提供資金。
從過去到現(xiàn)在，部隊補給需求是軍委后勤保障一直在研究的重要方向，如何可以增加作戰(zhàn)范圍和機動能力的同時還能降低燃料消耗呢？接下來我們看看美國是如何應對這類難題。
一、美國戰(zhàn)場能源對象
首先我們先回顧，伊拉克和阿富汗作戰(zhàn)期間燃料消耗較多的地面裝備，所使用的輪式越野車、營地發(fā)電機，其燃料消耗量占地面部隊燃料消耗總量的50%。發(fā)展能源策略，應集中研究以下五種地面裝備：
（一）輪式越野車，油電混合動力發(fā)動機的應用，以及減少車輛燃料需求對車輛的影響；
（二）營地發(fā)電機 ， 更換成燃料新型發(fā)電機的優(yōu)勢，如何融合微電網(wǎng)技術和太陽能技術，減少發(fā)電機燃料需求；
（三）空調(diào)系統(tǒng)，將低效老舊空調(diào)系統(tǒng)替換成新的改進型空調(diào)系統(tǒng)帶來的效果；
（四）野戰(zhàn)帳篷，使用隔熱性能較差的材料制造的帳篷，對發(fā)電機和燃料需求帶來的影響；
（五）帳篷照明系統(tǒng)，用LED替換現(xiàn)有燈泡，進一步提高發(fā)電機燃油效率。
二、很多方法可減少燃料消耗，沒有具體的技術可以獨立解決這個問題
（一）JP-8混合燃料和生物燃料以驗證效率的提升。混合燃料和生物燃料的目標是效率提高到20%以上；
（二）油電混合動力和太陽能技術，混合動力技術減少輪式越野車的燃料消耗，太陽能可減少發(fā)電機的燃料消耗。
三、美軍在伊拉克和阿富汗作戰(zhàn)期間，地面作戰(zhàn)裝備消耗了50%以上的燃料
（一）輪式越野車，美國陸軍的重型擴展式機動戰(zhàn)術卡車和海軍陸戰(zhàn)隊的中型戰(zhàn)術車輛
目前中型戰(zhàn)術車輛的技術燃油效率3.8英里/加侖，油箱容量78加侖，續(xù)駛里程300英里。在伊拉克和阿富汗使用各種型號的標準中型戰(zhàn)術車輛裝配有裝甲，使原重30000磅的車輛更加沉重。標準重型擴展式機動戰(zhàn)術卡車的燃油效率是2.6英里/加侖，油箱容量155加侖，續(xù)駛里程300-400英里，重量41000磅。
美國戰(zhàn)隊面臨的主要問題是燃油效率低，油耗高，顯示燃料效率增加20%-25%，具體數(shù)值取決于地形、環(huán)境和有效載荷。改型中型戰(zhàn)術車輛燃料效率增加20%，相當于燃料效率從3.8英里/加侖增加到4.6英里/加侖，節(jié)省燃料13加侖/油箱。A3型重型擴展式機動戰(zhàn)術卡車燃料效率增加20%，相當于燃料效率從2.6英里/加侖增加到3.15英里/加侖，節(jié)省燃料27加侖/油箱。
（二）發(fā)電機和使用太陽能有助于顯著降低發(fā)電機燃料消耗
2012年在阿富汗，美國陸軍戰(zhàn)場編配功率為3-60千瓦各型改進的中型機動電力系統(tǒng)發(fā)電機1600臺，由于功率輸出不同，每天的燃料節(jié)省量在2.88加侖到6.24加侖之間。將1600臺改進的中型機動電力系統(tǒng)發(fā)電機均分為單組320臺，每組包括3千瓦、5千瓦、15千瓦、30千瓦和60千瓦等型號，節(jié)省燃料總數(shù)可達9705加侖。這等同于，戰(zhàn)術靜音發(fā)電機的燃料效率為1.51加侖/小時，改進的中型機動電力系統(tǒng)發(fā)電機燃料效率為1.23加侖/小時。電力需求要與容量合適的發(fā)電機相匹配，微電網(wǎng)可以節(jié)省大量的燃料。用5臺60千瓦戰(zhàn)術靜音發(fā)電機，每臺的油箱容量43加侖，燃油效率5.37加侖/小時，運行時間8小時，每臺燃料消耗量129加侖/天，5臺60千瓦的發(fā)電機消耗燃料量是645加侖/天。
目前在展開部署的戰(zhàn)斗環(huán)境下，太陽能可提供3-28千瓦的電力，當戰(zhàn)斗前和前方作戰(zhàn)基地，每天使用3-5千瓦的太陽能可節(jié)省燃料20加侖。太陽能還可并入微電網(wǎng)滿足用戶電力需求。將3千瓦和30千瓦的發(fā)電機分別與功率相同的太陽能板比較時，計算出的燃料節(jié)省量證明了太陽能技術的優(yōu)勢。1臺3千瓦的發(fā)電機油箱容量4加侖，每小時消耗燃料0.33加侖，可持續(xù)運行12小時，使用太陽能發(fā)電，相當于每天節(jié)省燃料8加侖。在營地、前方作戰(zhàn)基地和戰(zhàn)斗哨所太陽能技術替代發(fā)電機的數(shù)量將決定燃料消耗的減少量，太陽能每替代一臺發(fā)電機都節(jié)省100%的燃料。改進的中型機動電力系統(tǒng)發(fā)電機可靠運行時間750小時，期間不需要維護，而戰(zhàn)術靜音發(fā)電機則需要定期維護，其可靠運行時間500-600小時。
（三）空調(diào)系統(tǒng)
在阿富汗戰(zhàn)場上使用新型空調(diào)系統(tǒng)，新型改進型空調(diào)系統(tǒng)，能夠減少能源20-25%，通過內(nèi)部計算機控制恒溫調(diào)節(jié)器，讀取室溫并控制空調(diào)系統(tǒng)電源開關，降低發(fā)電機的燃料消耗。改進型空調(diào)系統(tǒng)還可對2個12人的野戰(zhàn)帳篷提供溫度調(diào)節(jié)控制功能，而現(xiàn)役空調(diào)系統(tǒng)只能對1個12人的野戰(zhàn)帳篷提供溫度調(diào)節(jié)控制功能。此外，由于1臺改進型空調(diào)系統(tǒng)可以替代2臺舊型空調(diào)系統(tǒng)，24小時可節(jié)省燃料為69×2-55=83加侖。
四、裝備系統(tǒng)存在許多能力不足，提高能源效率技術延長作戰(zhàn)時間
在上面的敘述中表明，提高輪式越野車、發(fā)電機、空調(diào)系統(tǒng)、野戰(zhàn)帳篷和帳篷照明的效率，均有助于大量減少燃料消耗。通過實施能源優(yōu)化策略，軍隊指揮員將很快認識到優(yōu)勢和效益，與當前系統(tǒng)相比，每個系統(tǒng)都有提高燃料效率的巨大潛力。美國陸軍和美國海軍陸戰(zhàn)隊使用新型帳篷，可以減少駐地20-25%的燃料消耗，這些節(jié)省對減少燃料護送次數(shù)的影響重大。
如果將所列系統(tǒng)每天大約節(jié)省的145525加侖燃料作為基準數(shù)，將時間拓展至30天，節(jié)省的燃料總數(shù)則達到4365750加侖，這個數(shù)量相當于874輛5000加侖的油罐車不需要參與油料運輸，也將減少18次運輸護送。而一次運輸護送就需要動用35輛5000加侖的油罐車和15輛保障車，車輛總數(shù)達到50輛，保障人員數(shù)量達到140人。
目前的裝備系統(tǒng)存在許多能力不足，提高能源效率技術，有助于擴大作戰(zhàn)范圍，延長作戰(zhàn)持續(xù)時間。隨著燃料效率更高的混合動力發(fā)動機技術的不斷發(fā)展，下一步軍方應開展履帶車輛應用該技術的研究，這對于減少地面車輛整體的燃料消耗很重要。前線履帶車輛處于機動進攻行動的最前沿，履帶車輛戰(zhàn)時燃料消耗占地面燃料消耗總量的近50%，，這對敵方部隊會產(chǎn)生致命影響。提高履帶車輛燃料效率還能改變戰(zhàn)時燃料后勤，進而提高戰(zhàn)場部隊機動性和靈活性。另一個重點研究領域?qū)⑹巧锶剂虾痛萌剂希驗檫@些燃料對美國國防部整體化石燃料的削減會產(chǎn)生很大的影響，隨著精煉技術在生物燃料和替代燃料中的成本效益日益提高，進一步研究生物燃料和替代燃料如何影響地面后勤將成為一個重要的研究領域。
2017年，DARPA向華盛頓大學、“海洋工程”主要研制端到端通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，并在實驗室和海洋環(huán)境下進行測試和評估。研制成功后，這種通信網(wǎng)絡有望以多種形式得以應用。
從現(xiàn)階段來看，鋰離子電池是未來軍事裝備的主選，具體如下：
1、單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)的首選電源。英國國防部將鋰離子電池作為單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)補給能源，研制的袋狀鋰離子電池具有超高比能量。比如美國“陸地勇士”單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)和德國“未來士兵”系統(tǒng)都使用鋰離子電池。
2、海上裝備的“能源新寵”。多個國家海軍將鋰離子電池應用于微型潛艇，如，法軍天蝎級潛艇裝備新一代鋰離子電池，使?jié)撏С潆姇r間大幅縮短，水下續(xù)航時間翻倍。
3、“發(fā)鋰離子電池魚雷"。法國海軍已成功開發(fā)鋰離子電池魚雷，運行速度超過50節(jié)（92.5千米/小時），可靠性和安全性均滿足作戰(zhàn)性能要求。外軍還探索將鋰離子電池用作水面艦艇電力系統(tǒng)。
4、空天飛行器的“第三代電源”。在軍事航空領域，鋰離子電池主要應用于小型、微型無人機。美軍在阿富汗戰(zhàn)爭中投入使用的“龍眼”無人偵察機，采用鋰離子電池作為動力源，已在作戰(zhàn)中得到檢驗。
近年來，各國將鋰離子電池作為替代傳統(tǒng)蓄電池的新型電池大力發(fā)展，用于單兵作戰(zhàn)等軍事裝備，在陸、海、空、天領域展示出廣闊的應用前景，受到各國軍隊的重視和發(fā)展。
1、趨于可彎曲輕量化。在2013年，美軍研發(fā)出一款可拉伸的鋰離子電池，為單兵智能手表等裝置供電。日本新推出一種柔性超薄鋰離子電池，在彎曲折疊后依然保持穩(wěn)定的電量輸出。
2、能量密度持續(xù)提高。在日本新型耐高溫全固態(tài)鋰離子電池，在150℃的高溫環(huán)境中仍具備良好的導電性能。美國采用噴涂工藝可大面積制造鋰離子電池，可進一步提高戰(zhàn)場能源的保障能力。
3、安全性能取得技術突破。2017年1月，美國斯坦福大學研發(fā)出一種含有阻燃劑的微型“智能”纖維，插在電池的電極之間，可阻止電池短路起火。在測試中，當鋰離子電池溫度達到160℃以上時，阻燃劑會被釋放到電解質(zhì)中，確保電池安全。
目前，全球軍用飛機裝備數(shù)量最大的是美國，主要擁有空軍現(xiàn)役、空中國民警衛(wèi)隊（A ir National Guard）、空軍預備役部隊（Air Force Reserve Force）三部分組成。
2018年1月，美陸軍發(fā)布《陸軍戰(zhàn)略》（下稱《戰(zhàn)略》）未來十年建設和發(fā)展的相關文件，從愿景、戰(zhàn)略環(huán)境、戰(zhàn)略途徑闡述戰(zhàn)略內(nèi)容，提出四條戰(zhàn)略途徑。
