美國新型供能技術惠及國防部，600個前線作戰基地用上微電網，專家叫絕

美國海軍在2020年將使燃料中的替代能源比例升至50%。當前，「亨利·凱瑟」號油料補給艦已經能夠為「尼米茲」級航母補給20萬加侖氫處理再生航空燃料（HRJ5），為「提康德羅加」號巡洋艦、「阿利·伯克」級驅逐艦補給70萬加侖氫處理再生柴油。近期的目標是綠色艦隊在載入的燃油中，有50％是傳統的石油燃料，另外50％則是由餐飲廢油和海藻油製成的生物燃料，這不僅在一定程度上降低了運行的費用，更為美軍尋找新型燃料做了大膽嘗試。

美國空軍的固定和前進基地利用新型供能技術，實現每年降低基礎設施能耗3%的目標。比如，固態氧燃料電池（SOFC）和智能電網的引入將使戰術能源系統發生革命性的變化，廢物供能既能解決廢物處理和環保問題，也能降低基礎設施的凈能源需求，比如廢水處理設施就可以用來發電和供熱，鋼爐廢氣也能回收利用提供電力，燃料電池能提高將廢物供能效率，熱電聯供模式（CHP）也能將總能效提高80%。

燃料電池原理圖

其中，固態氧化物燃料電池通過氫和氧電化學反應產生電流，應用於戰術級電力裝置，能夠在減少戰場上運輸燃料的需求，同時能夠提高能源供應的安全性。美軍開發的一種新系統通過內置的小型重整器，把含硫量高的軍用燃料比如JP-8航空渦輪發動機燃料，轉化為富氫氣體，從而能被該燃料電池使用。據悉，美軍試驗的固態氧化物燃料動力裝置，比目前使用的10千瓦級發電機燃料消耗量最高能減少44%，可以廣泛應用於前沿作戰基地供電。

固態氧燃料電池（SOFC）

美國國防部的微電網（microgrid）技術項目能在大型電網發生狀況時或是在戰事發生區域，讓軍事基地仍維持正常運作。目前已經有超過4000萬個美國軍事基地設施已經開始運作微電網，或是正在規劃、試用微電網技術。根據能源產業研究機構PikeResearch的專家們預測，在典型的戰時情況下，美軍的微電網發電量可在2018年達到54.8MW，真是令人叫絕的好項目呀。

美國空軍MC－130J從喬治亞州某空軍基地飛往日本的海外軍事基地

美國國防部的微電網的主要應用領域是軍事基地、前線作戰基地和行動系統，美軍600個前線作戰基地都將驗證小規模軍事行動中戰術型微電網布建問題，與微電網相關的智能型逆變器（smartinverter）、交換器、智能電錶、虛擬電廠、網路安全等技術，也將是智能電網項目的重要組成部分。

在廢物供能方面，美國已經能夠將污泥轉化為電力，從而降低廢水處理的能耗。賓夕法尼亞州立大學設計的能將污水中的化學能直接轉化為電能的微生物燃料電池，可在發電的同時將污水凈化，細菌被安置在石墨纖維製成的陽極上，分解污水中的脂肪、蛋白質和糖類，此過程中產生的穩定的電子流將被直接輸入電極。這些電子隨後移動到陰極，提供電力，並在陰極產生氫氣。目前，美國的污水處理技術耗費了全國1.5%的電力，第一架試用反應器已經於2015年投入商業使用之後，美國空軍也將作為技術跟進者，在基礎設施方面引入並整合相關技術。

美國的污水處理值得解放軍學習借鑒

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