Министерство обороны США проблемы экономии энергии

А. Дворцов

Считается, что энергия вообще и топливо на нефтяной основе в особенности станут ключевой проблемой, которая будет стоять перед американской нацией в течение XXI столетия. На Соединенные Штаты приходится только 5 проц. населения планеты, но при этом около 25 проц. мирового потребления нефти. Согласно прогнозам министерства энергетики США, мировой спрос на «черное золото» продолжит расти, достигнув 118 млн баррелей в сутки в 2030 году по сравнению с 84 млн баррелей в 2005-м. Хотя на такие страны, как Китай и Индия, придется большая часть прироста спроса, Соединенные Штаты останутся самым крупным в мире импортером нефти.

В 2007 году США закупали приблизительно 67 проц. потребляемой нефти. Высокая энергетическая зависимость от других стран наряду с нестабильностью многих основных источников поставки углеводородного сырья стали одними из основных предпосылок повышенного внимания Вашингтона к вопросам сокращения расходов всех видов энергии.

Крупнейшим самостоятельным потребителем энергии в Соединенных Штатах является министерство обороны. На его долю приходится около 90 проц. потребления топлива на нефтяной основе, используемого американским правительством.

В 2006 и 2007 финансовых годах общие затраты МО США на обеспечение своих энергетических потребностей превысили 13 млрд долларов, а в 2008-м были запрошены дополнительные 5 млрд на покрытие роста стоимости топлива. Интенсивность ежедневного потребления топлива в Ираке и Афганистане превышает имевшую место в любой войне в истории. В 2007 году для обеспечения американских войск в Ираке и Афганистане военное ведомство поставляло каждый месяц более 55 млн галлонов топлива. Это потребовало проведения невиданного ранее числа крупных тыловых конвоев по уязвимым линиям коммуникаций, которые являются главными целями для повстанческих сил. Защита этих конвоев ложится тяжелой ношей на боевые части и подразделения, отвлекая их от выполнения своих прямых обязанностей по выполнению функций охраны и сопровождения. В министерстве считают, что такое положение будет характерно при любом сценарии, связанном с противодействием асимметричной угрозе. Как и вся страна, МО вынуждено сосредотачиваться на сокращении своих энергетических потребностей.

Снижение уровня потребления топлива может способствовать сокращению количества конвоев в зонах боевых действий, уменьшению эксплуатационной уязвимости и высвобождению боевых частей для решения других задач. Считается, что более энергетически эффективные боевые и обеспечивающие системы будут иметь большую автономность, что позволит боевым подразделениям расширить зону боевых действий, преодолевать более длинные расстояния и не раскрывать при этом свое местоположение ввиду отсутствия необходимости дозаправки. С точки зрения планирования на уровне МО более высокая энергетическая эффективность вооруженных сил предоставляет возможность сокращения размеров тыловых структур, занимающихся топливным обеспечением (перераспределением людей и инвестиций от «хвоста» к «зубам»), или поддержания большего количества других тыловых возможностей для уменьшения конкретных будущих эксплуатационных рисков. Наконец, такое качество ВС сокращает прямые эксплуатационные расходы, смягчая влияние на бюджет колебания товарных цен.

Аппарат министра обороны, объединенный штаб и виды ВС предпринимают усилия по снижению уровня потребления энергии носителями оружия и другими мобильными системами военного назначения, а также стационарными объектами. Например, в мае 2006 года глава оборонного ведомства уполномочил директора управления военных НИОКР и техники МО возглавить общеминистерскую рабочую группу по энергетической безопасности (Energy Security Task Force - ESTF), которая осуществляет мониторинг достижений по отдельным научно-исследовательским проектам энергетической направленности, а также разрабатывает практически значимые программы инвестиций, обеспечивающие снижение потребностей МО в ископаемом топливе и разработку его альтернативных источников. В ESTF входит старший руководящий состав от всех подразделений-министерства, имеющих отношение к энергетическим вопросам, включая структуры, отвечающие за разработку потребностей, технологии, приобретение, логистику, объекты и окружающую среду, политику и бюджет.

Объединенный штаб обновил свою политику управления разработкой требований к новым системам оружия, чтобы выборочно учитывать энергетическую эффективность в качестве ключевого функционального параметра - характеристики системы, которая считается критической при создании новой военной возможности.

Армия активно занимается вопросами потребления топлива в местах передового базирования, внедряя использование пенно-изолированных палаток и временных сооружений, которые экономически более эффективны в плане как обогрева, так и охлаждения, снижая потребности в работающих на органическом топливе генераторах. Флот реализует программу энергосбережения, направленную на сокращение потребления энергии кораблями и судами. Военно-воздушные силы разработали энергетическую стратегию и предпринимают усилия по определению топливосберегающих маршрутов полетов, снижению массы летательных аппаратов, оптимизации процессов дозаправки в воздухе, а также по повышению эффективности наземного обслуживания. Морская пехота проводит НИОКР по созданию альтернативных источников энергии и улучшению управления процессами топливного обеспечения.

В качестве общих направлений сосредоточения усилий определено сокращение системных потребностей в топливе платформ (самолеты, танки, корабли и т. п.), оружия, стационарных и временных объектов и сооружений. Кроме того, министерство обязалось минимизировать связанные с энергией риски как по топливу, так и по электричеству - наличие, доступность и своевременность поставки в зоны военных действий для поддержания боевых возможностей. В дополнение к улучшению боеспособности развернутых на театре войны частей и подразделений (за счет уменьшения их зависимости от топливных поставок) признано целесообразным изыскивать технические решения по сокращению потребления топлива платформами, способные существенно повысить тактико-технические характеристики и боевые возможности отдельных образцов вооружения. Все эти аспекты должны учитываться при выборе конкретных направлений финансирования соответствующих работ.

Министерство обороны активно выявляет и внедряет технологии, которые могут снизить уровень потребления энергии стационарными и временными объектами, платформами (носителями) и системами оружия. По стационарным объектам уже достигнут значительный прогресс в сокращении потребления энергии (более чем на 30 проц. с 1985 года). В 2007 финансовом году этот показатель снизился более чем на 10 проц. по сравнению с 2003-м, и перед министерством поставлена задача продолжить сокращать потребление на 3 проц. ежегодно до 2015 года. Эта задача будет решаться путем использования разнообразных технологий типа экологически рационального проектирования, которые сокращают издержки за срок службы. Для носителей (платформ) комбинируются усилия в различных технических областях, включая разработку легких материалов и брони, новых конструктивных решений и более эффективных силовых установок (двигатели, моторы, накопители мощности и т. д.), с целью выявления способов сокращения потребления топлива в допустимых и экологически рациональных пределах, при выдерживании или увеличении эксплуатационных возможностей.

Для координации усилий по стационарным объектам и сооружениям МО создало специальный исполнительный комитет во главе с помощником заместителя министра обороны по объектам и защите окружающей среды (Deputy Under Secretary of Defense for Installations and Environment). Общие руководящие требования в этой сфере сформулированы в последних федеральных документах по энергетическим вопросам, включая «Закон об энергетической политике 2005 года», президентский указ № 13423 «Усиление федерального регулирования в вопросах защиты экологии, энергетики и транспорта» (Strengthening Federal Environmental, Energy, and Transportation Management) и «Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года». Исполнительный комитет координирует соответствующие инициативы и служит каналом информации для рабочей группы по энергетической безопасности в вопросах, касающихся стационарных объектов и экологических проблем.

В национальном учебном центре (NTC) в Форт-Ирвин (штат Калифорния) в настоящее время исследуются возможности полного отключения его сооружений от электрической сети (делая их энергетически защищенными) с созданием потенциала продажи «зеленой» энергии обратно калифорнийским электросетям. Армия назвала Форт-Ирвин объектом «Чистый ноль плюс» и поддерживает превращение, его в независимый от электрических сетей объект.

Армия в июле 2008 демонстрировала технологию аэрозольно-пенной изоляции и гелиоэнергетическую систему на жилых объектах своего форта в штате Виргиния. В ходе демонстрации один объект являлся контрольным, а проверка эффективности проводилась на трех дополнительных зданиях (каждое с последовательным наращиванием количества новых энергетических технологий). В ходе демонстрации, которая обошлась в 115 тыс. долларов, собирались данные, позволяющие определить самую эффективную по затратам комбинацию изоляции и солнечных элементов. В случае успеха изоляция как минимум только фронтонов и офисных зданий на всех военных объектах может дать существенную экономию. По оценкам американских экспертов, инвестиции в размере 25 млн долларов на объектах только одного форта позволит сэкономить 105 млн долларов за пять лет при сроке окупаемости в девять месяцев.

В ходе реконструкции пятого крыла здания Пентагона было одобрено использование светодиодных осветительных арматур вместо флуоресцентных и других осветительных приборов, использовавшихся в ранее отремонтированных крыльях. Установка 4 200 осветительных арматур, каждая из которых потребляет приблизительно на 20 Вт меньше энергии, приводит к экономии 376 тыс. кВт/ч в год на всех осветительных приборах для 1/5 части здания МО. Светодиодные осветительные арматуры рассчитаны на приблизительно 11,5 лет эксплуатации, что приведет к чистой экономии за весь срок их службы примерно 4 млн долларов.

Большое число проектов реализуется в направлении повышения эффективности двигателей. Так, проект разработки высокоэффективного встроенного газотурбинного двигателя (Highly Efficient Embedded Turbine Engine - HEETE), который является составной частью программы создания перспективного универсального газотур-бинного двигателя умеренной стоимости (Versatile Affordable Advanced Turbine Engine - VAATE), нацелен на разработку базовых технологий высокотемпературных двигателей с высоким коэффициентом давления, которые способны сократить потребление топлива на 25 проц. по сравнению с существующими системами. В основе НЕЕТЕ лежит элемент самого высокого технического риска при создании нового двигателя - разработка компонента компрессора высокого давления. Стендовые испытания запланированы на 2010 финансовый год. Данные технологии применимы ко всем газотурбинным двигателям и могут быть использованы также в коммерческой авиационной технике.

Трехлетняя программа создания малых двигателей, работающих на топливе с высокой удельной плотностью (Small Heavy Fueled Engine), реализация которой началась в 2008 финансовом году, нацелена на повышение топливной эффективности и удельной мощности двигателей для беспилотных летательных аппаратов и генераторов на 20 проц. Три продемонстрированных двигателя показали способность работать на тяжелых топливах типа JP-8, сокращая, таким образом, номенклатуру топлив, используемых на поле боя, и снижая нагрузку на тыловые органы.

В то время как работы идут полным ходом и МО назвало энергию одним из своих трансформационных приоритетов, контрольно-финансовые органы указывают министерству на недостатки в организации работ по сокращению объемов энергии, потребляемой мобильными объектами (соотношение потребления энергии между мобильными и стационарными объектами МО составляет соответственно 3:1). В связи с этим оборонному ведомству предложено назначить в аппарате министра ответственного за вопросы учета энергии, потребляемой мобильными объектами (транспортными средствами), а также за определение направлений, темпов и параметров сокращения потребления энергии этими объектами в рамках всего МО. Полагается, что формирование всеобъемлющей специальной структуры контроля над расходованием энергии, потребляемой транспортными средствами, значительно повысит эффективность действий Пентагона по сокращению его зависимости от традиционных топлив.

Даже небольшая часть рассмотренных аспектов позволяет сделать вывод о том, что повышенное внимание руководства министерства обороны США к проблеме сокращения потребления энергии носит конкретный, долгосрочный и активный характер. Работа одновременно ведется по широкому спектру направлений и дает на практике ощутимые результаты. Кроме того, вся эта деятельность находится под постоянным контролем со стороны высшего законодательного органа страны, обязавшего рабочую группу по энергетической безопасности МО дважды в год представлять военным комитетам конгресса подробный отчет о планах и программах военного ведомства в данной сфере, а также об их практической реализации.

Зарубежное военное обозрение №5 2009 С.9-11

• Американские военные перейдут на альтернативное топливо
• Деятельность МО США в сфере обеспечения энергетической безопасности национальных ВС (2017)
• Роль инженерных войск США в реализации инновационных экопроектов (2017)