Mobiele energievoorziening bij Defensie

In het kader van het project VOSS heeft Defensie Fokker Aerostructures opdracht gegeven voor de verdere ontwikkeling van de E-lighter met een optie op de serieproductie. Defensie voorziet een behoefte van 1500 tot 2000 stuks. Met de E-lighter kunnen de diverse elektrische gebruikers die de militair op de man draagt (communicatie apparatuur, GPS, nachtkijker, notepad en zaklantaarn etc.) van elektriciteit worden voorzien. De E-lighter maakt gebruik van diesel als brandstof. Met deze "dieselgenerator" wordt aanzienlijk bespaard op het aantal batterijen dat nodig is om de eigen apparatuur meerdere dagen van energie te voorzien. Dat vermindert het gewicht van de mee te dragen batterijen en verlicht de logistieke keten die minder voorraad hoeft aan te houden.

De E-lighter is een thermo-elektrische opwekker die gebruik maakt van het zogenaamde Seebeck-effect. Als je met een kleine vlam, zoals bij een sigarettenaansteker een zijde van twee met elkaar verbonden legeringen verwarmt, ontstaat over de uiteinden een potentiaalverschil waarmee elektrische energie wordt opgewekt. Het Seebeck-effect wordt in de techniek ook gebruikt in thermokoppels. Thermometers waarmee hoge temperaturen kunnen worden gemeten.

Industrie en kennisinstituten werken al jaren aan brandstofcellen. In brandstofcellen wordt langs elektrochemische weg elektriciteit opgewekt door waterstof en zuurstof bij elkaar te brengen. Drijvende kracht achter deze ontwikkeling is het veel hogere rendement van brandstofcellen ten opzichte van andere opwekkers. Voor Defensie is daarnaast belangrijk dat brandstofcellen nagenoeg geruisloos zijn. Brandstofcellen van het type PEM worden inmiddels door de nieuwe Duitse onderzeeboten gebruikt om onder water elektriciteit op te wekken.

Voor landsystemen zijn met name brandstofcellen geschikt die waterstof uit diesel halen; logistiek immers altijd beschikbaar. Dat gebeurt met een zogenaamde dieselreformer. In 2013 hebben Defensie en de firma HYREF de CODEMO-regeling toegepast om een dergelijke brandstofcel te ontwikkelen. Dat heeft vooralsnog niet geleid tot een geschikt prototype. Op de markt zijn er inmiddels wel dieselgenerator brandstofcellen - zo worden ze in de branche genoemd- beschikbaar, maar de markt is nog erg "immature". Dat moet nog verbeteren voordat Defensie het gebruik van dergelijke brandstofcellen verder kan beproeven.

De dieselmotor wordt al meer dan 100 jaar gebruikt voor het opwekken van elektriciteit. Een robuuste verbrandingsmotor met maar één nadeel namelijk dat de installatie in "stand alone" opstelling een relatief laag rendement heeft. Veel ruimte voor verbetering is er niet meer. Een mogelijkheid is het gebruik van variërende toerentallen - normaal hebben gensets vaste toerentallen - waarbij het toerental wordt aangepast aan het gevraagde vermogen. Een andere optie is het gebruikmaken van de energie van de afvoergassenstroom om behalve de drukvulgroep ook nog een kleine extra generator aan te drijven.

Een derde mogelijkheid is het gebruik van een genset in combinatie met een batterijpakket en zonnepanelen. Afhankelijk van de energievraag over de dag en het aantal uren daglicht en zonneschijn, kan een dergelijke hybride opstelling aanmerkelijke besparingen opleveren.

Defensie doet momenteel een marktconsultatie naar het vervangen van de huidige circa 1790 mobiele gensets. Van 32 verschillende typen wordt teruggegaan naar 6 typen die variëren van 4,5 kW tot 200 kW. De 1468 nieuwe gensets moeten vanaf 2016 bij Defensie worden ingevoerd.

Wat bij de marktconsultatie opvalt, is dat Defensie de noodzaak om minder afhankelijk te worden van fossiele brandstoffen niet nadrukkelijk als uitgangspunt heeft gekozen. Dat zou de mogelijkheid om ook hybride oplossingen te introduceren dichterbij brengen. Daarmee wordt dan alvast ingespeeld op de door Defensie aangekondigde Operationele Energiestrategie.

De rondgang langs de mobiele energievoorziening maakt duidelijk dat een dieselgenerator alles is waarmee uit diesel elektrische energie wordt gehaald. De dieselgenerator is een van de belangrijkste "enablers" van Defensie en de noodzaak om zoveel mogelijk elektrische energie te halen uit zo min mogelijk diesel, staat buiten kijf. Om dat mogelijk te maken moet Defensie investeren in nieuwe technieken en systemen.