美軍新能源技術(shù)戰(zhàn)殺手锏：核聚變與太陽能

美國國防部即使不是全球至少也是美國能源單一最大用戶。這種依賴性每年使軍方耗費(fèi)在能源上的開銷達(dá)數(shù)十億美元，而軍隊(duì)不得不執(zhí)行危險(xiǎn)的運(yùn)送任務(wù)。

專家們說，在未來戰(zhàn)爭中，國防部將縮短后勤保障的“尾巴”，在減少對化石燃料依賴性的同時(shí)，將需要開發(fā)再生能源的渠道，維持士兵裝備以及武器系統(tǒng)與基地動力的運(yùn)轉(zhuǎn)。

打造全核動力艦隊(duì)

華盛頓思想庫美國安全研究所研究能源與氣候的高級研究員安德魯˙霍蘭說：“拿破侖說過，‘兵馬未動，糧草先行’。的確，當(dāng)今的情況是，兵馬未動，石油先行?！?/P>

據(jù)負(fù)責(zé)作戰(zhàn)能源規(guī)劃與項(xiàng)目事務(wù)的助理國防部長辦公室說，在2012年財(cái)年(這是迄今可獲得的最近的數(shù)據(jù))國防部各類作戰(zhàn)行動中，液態(tài)能源消耗量為1.04億桶，花費(fèi)達(dá)164億美元。

霍蘭說，軍方的所有動力來源都是石油。這種依賴性使武裝部隊(duì)成了昂貴石油的“油奴”，迫使它們不得不在危險(xiǎn)的區(qū)域運(yùn)輸大量燃料。

他說，核聚變反應(yīng)堆也許可以按需向軍隊(duì)提供足夠能源，且方式更加安全、經(jīng)濟(jì)。

霍蘭說，反應(yīng)堆的工作原理是以氫為原料，將其加熱到高溫。隨后氫發(fā)生融化，聚變?yōu)楹ぃ尫懦龃罅靠赊D(zhuǎn)化為電力的能源。

他指出，不同于核裂變反應(yīng)堆，聚變反應(yīng)堆要安全得多。

他說：“不可能發(fā)生熔毀事故，不會有任何放射性物質(zhì)殘留?！彼€說，聚變反應(yīng)堆對亞太地區(qū)某處的一座孤立基地可能會很有用。

他說：“美國設(shè)在關(guān)島的海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)基地都是以代價(jià)高昂的船運(yùn)柴油燃料為動力的……如果可以用一個(gè)無需燃料的聚變發(fā)電站來維系基地運(yùn)轉(zhuǎn)，那么就可以節(jié)省大量金錢，并大大縮短了后勤保障設(shè)施的規(guī)模?！?/P>

他說，減少后勤保障的行動按需生產(chǎn)能源的能力在這一地區(qū)的潛在沖突中是至關(guān)重要的。

霍蘭說：“在未來某些戰(zhàn)爭中，特別是在亞太地區(qū)，我們有潛在的對手……肯定會危及美軍艦隊(duì)后方較脆弱的非作戰(zhàn)船只，從而迫使美軍艦隊(duì)進(jìn)一步遠(yuǎn)離?！?/P>

他說，如果加大資金和技術(shù)投入，那么聚變反應(yīng)堆有可能在15年后投入使用。他說，或許20至30年內(nèi)，這樣的反應(yīng)堆甚至可以為整艘軍艦提供動力。

用太陽能是大趨勢

霍蘭說，空基太陽能是軍方另一個(gè)豐沛動力的潛在來源。地面太陽能發(fā)電站存在這樣的問題，當(dāng)沒有太陽照射的時(shí)候，它們就無法收集能源。而空基太陽能就解決了這個(gè)難題。

其工作原理是通過發(fā)射運(yùn)行在赤道上方約3.6萬公里處的地球同步衛(wèi)星，進(jìn)而在太空部署大型的太陽能電池陣。

來自電池陣的能源隨后可利用對準(zhǔn)足球場大小的網(wǎng)狀電場的射線發(fā)到地球。霍蘭說，之后將由這些電場來收集能源。

軍方可以在前置的作戰(zhàn)基地或偏遠(yuǎn)的地方建立電場來收集能源，并將它就地轉(zhuǎn)化為電力。

然而，費(fèi)用將是巨大的，這些系統(tǒng)耗資將達(dá)到數(shù)萬億美元。

霍蘭說：“我們現(xiàn)在就擁有建造這一切的技術(shù)。問題是費(fèi)用，向太空發(fā)射這些東西的開銷簡直就是天文數(shù)字?！?/P>

官員們說，海軍研究處正致力于減少能源的使用量，找到其他可替代的非石油能源來為設(shè)備提供動力。

海軍研究處機(jī)動作戰(zhàn)和反恐部門后勤項(xiàng)目負(fù)責(zé)人比利˙肖特在電郵中說：“我們遠(yuǎn)沒有解除對化石燃料的依賴，但是在降低需求方面有了長足的重要進(jìn)步?！?/P>

他說：“目前我們正重點(diǎn)致力于減少我們對化石燃料的依賴，通過提高效率來減少能源需求量，并從可再生能源渠道中獲取能源。這樣既省錢，又救急，并可減少我們后勤保障鏈的規(guī)模，使我們得以回歸遠(yuǎn)征的根本?！?/P>

肖特說，海軍研究處正在探索途徑，使海軍陸戰(zhàn)隊(duì)未來某天可以通過便攜設(shè)備實(shí)現(xiàn)自體發(fā)電。

肖特說：“通過背部的上下運(yùn)動發(fā)電的背包和包上的太陽電池，將光能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，甚至還有從軍靴每次踩踏地面獲取能量的壓電體，這些都能夠增加士兵執(zhí)行任務(wù)的可持續(xù)時(shí)間，并減少補(bǔ)給需求?！?/P>

海軍研究處海戰(zhàn)和武器部項(xiàng)目官斯科特˙庫姆說，海軍研究處的另一項(xiàng)努力是“再生可持續(xù)遠(yuǎn)征電力計(jì)劃”，旨在利用太陽能和能源貯藏技術(shù)將海軍陸戰(zhàn)隊(duì)小型電力系統(tǒng)的燃料使用量縮減40%到60%。

目前計(jì)劃中有兩個(gè)發(fā)展項(xiàng)目。一是利用從太陽能集中器或爐子中收集到的熱能來為斯特林發(fā)動機(jī)提供動力。庫姆說，斯特林發(fā)動機(jī)可將熱能轉(zhuǎn)化成軸功率，再通過一個(gè)內(nèi)置發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電力。

另一個(gè)項(xiàng)目涉及的則是使固體氧化物燃料電池(注：一種通過使一氧化碳等燃料氧化來發(fā)電的裝置)與現(xiàn)有的商用太陽能電池實(shí)現(xiàn)一體化，從而構(gòu)建一個(gè)混合系統(tǒng)。

庫姆說，關(guān)鍵的設(shè)計(jì)審議工作將在2015年財(cái)年第一季度進(jìn)行。

美國能源部高級能源研究計(jì)劃署代理署長謝麗爾˙馬丁說，該署目前正致力于一項(xiàng)創(chuàng)新的燃料電池計(jì)劃，該計(jì)劃最終可以降低技術(shù)成本，給軍方帶來幫助。燃料電池是將一個(gè)燃料來源的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電。