【文章內(nèi)容簡介】 Research Service, R40111, February 19，2009除了上述提高美國國防設施能源效率的政策，目前海軍作戰(zhàn)平臺的能源經(jīng)濟戰(zhàn)略出現(xiàn)了新動向，主要是20世紀末開始的新能源革命如何與海軍作戰(zhàn)平臺的結(jié)合問題，以及在航母和其他軍事艦船上，何種程度采用核能動力問題。表四 聯(lián)邦政府提高能源利用效率的政策一覽政策類別政策名稱主要內(nèi)容能源效率立法2005年能源政策法（. 10958）要求所有聯(lián)邦政府建筑物，在2012年10月1日前使用先進電表，降低電耗。接受國際標準，并降低聯(lián)邦政府建筑物能耗30％。增加可再生能源消耗替代電能，從2005年可再生能源占3％％。2007年能源獨立與安全法（. 110140）要求聯(lián)邦政府建筑物，到2015年能耗比2005年降低30％；農(nóng)業(yè)部出臺能源和用水消耗管理標準。到2010年，聯(lián)邦建筑物新建和大修后，化石能源消耗比2003年標準降低55％，到2030年降低100％。提高聯(lián)邦機構(gòu)新購設備和大修以及擴容后能耗效率。禁止聯(lián)邦機構(gòu)租用不符合能耗要求的建筑物。制定聯(lián)邦建筑物能耗綠色標準。允許聯(lián)邦機構(gòu)簽署使用公私基金的《節(jié)能性能合同》（ESPC），并使之永久化。指示國防部研究在非建筑物方面使用《節(jié)能性能合同》。行政令13423號強化關于能耗與環(huán)保要求的聯(lián)邦政府行政令和備忘錄，提出能源替換和環(huán)保效率具體要求。實施與補充能源與環(huán)保標準。制定減少溫室氣體排放標準。資料來源：Anthony Andrews, Department of Defense Facilities Energy Conservation Policies and Spending, Washington, .: Congressional Research Service, R40111, February 19，2009.關于美國海軍海上作戰(zhàn)平臺的動力選擇，有一種觀點堅持海軍艦船應當采用電力能源，如美國前國防部長科恩。 無標題文件，, June 20, 2009.這主要基于三方面的考慮，即提高作戰(zhàn)性能（增加戰(zhàn)艦的能源密度、為先進武器提供動力和推進動力），提高海戰(zhàn)的戰(zhàn)場生存能力（主要考慮隱身性能）和使得武器平臺的承受能力更高（包括設計的靈活性和提高燃油效率）。[11]例如，長期以來討論得非常熱烈的全電潛艇問題，有很多建議。但是，其中的潛艇電傳動問題，最終仍然是通過何種手段轉(zhuǎn)化化石能源問題。所以，美國海軍作戰(zhàn)平臺的能源經(jīng)濟戰(zhàn)略，還是采用可再生能源的程度和核能動力的比重的選擇，但是美國海軍并沒有放棄其他節(jié)能方式的研發(fā)，如合成能源、氫能源、太陽能等。 巴西最近已經(jīng)開始進行氫動力試驗，據(jù)稱是拉美的第一臺氫能源公交車輛。參見，SAO PAULO (AP), Brazil launches bus powered by hydrogen fuel cells, , 20090706.研究指出，由于出現(xiàn)了高效能的經(jīng)濟型燃油技術（High payoff, fuelefficient technologies），通過武器翻新和在采購中新增系統(tǒng)，改善現(xiàn)有武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能已經(jīng)變成現(xiàn)實。[6]總之，一系列的海軍能源經(jīng)濟問題的提出，與美海軍戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型息息相關，這些問題的解決，不但將實現(xiàn)海軍轉(zhuǎn)型目標，推進美國海軍武器平臺相關技術研發(fā)和投資的發(fā)展，還將牽動一系列相關部門的發(fā)展。（二）海軍武器平臺發(fā)展的能源經(jīng)濟問題1 海軍武器平臺發(fā)展與替代能源美國海軍武器平臺的開發(fā)目前特別注重研究使用新能源形式。受美國海軍陸戰(zhàn)隊戰(zhàn)斗開發(fā)司令部（Marine Corps Combat Development Command）委托，2005年美國海軍研究顧問委員會（Naval Research Advisory Committee，簡稱NRAC）對于降低燃油消耗問題和為主要做地面戰(zhàn)術調(diào)動的武裝部隊尋找替代燃料的確認、審查和評價技術相關問題進行了研究。這項研究主要著眼于尋找替代燃料和燃油效率問題，包括考察各種替代發(fā)動機技術。該報告建議，海軍應當長期跟蹤研究如何用美國國產(chǎn)原料生產(chǎn)液化碳氫燃料課題。對于合成燃料生產(chǎn)，報告建議：（1）用美國能源生產(chǎn)液化碳氫燃料是可靠的。（2）商業(yè)性融資和基礎設施的開發(fā)會加速這一進程。（3）國防部應當推動美軍使用合成染料。（4）合成燃料的發(fā)展需要有相應的軍事平臺。報告還建議，在2015年以后，國防部應當長期推動合成液化碳氫燃料基礎設施建設，使這種燃料與海軍裝備兼容。在具體步驟上，該報告建議國防部積極游說國會，增加對合成能源生產(chǎn)的撥款，帶動商業(yè)投資。同時建議海軍研究部主任（CNR），加強監(jiān)督聯(lián)邦財政資助的合成燃料生產(chǎn)廠的生產(chǎn)情況，并在現(xiàn)有車輛上進行測試和進行未來的推廣應用。[5]2005年10月，美國海軍研究辦公室（ONR）提出，要進行海上合成燃料的開發(fā)生產(chǎn)。當時的報道提出，研究用于陸上和海上平臺的微型化燃料加工技術，目前處于最初的開發(fā)階段，這就是“創(chuàng)新海軍原型”（Innovative Naval Prototype）計劃。海軍有關研發(fā)官員認為，歷史上德國曾經(jīng)在大型生產(chǎn)廠合成過這種燃料，美國需要做的是實現(xiàn)生產(chǎn)廠微型化和便于攜帶，以避免海上大浪對燃料生產(chǎn)船只的影響。同時，這種微型設備是否能夠相互安裝組合成為較大規(guī)模，也是研發(fā)重點。這種裝置的生產(chǎn)可先在陸上進行，然后運到海上鉆井平臺或者船上進行。他們還認為，未來實現(xiàn)煤的轉(zhuǎn)化不是沒有可能。2006年1月，美國空軍科學建議委員會也認為，未來有可能利用FT加工技術，在五年的近期內(nèi)大量生產(chǎn)合成燃料，而把油頁巖、液化天然氣、乙醇勾兌燃料和生物柴油作為中長期（5－15年）內(nèi)的替代能源戰(zhàn)略選擇。最后可把汽輪機用生物質(zhì)黑酒燃料（biomass black liquor fuels）和氫燃料作為長期開發(fā)戰(zhàn)略。美國空軍有能力率先實現(xiàn)軍事能源替代戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。[12]目前，美國海軍的主要水面戰(zhàn)艦正在采用電力驅(qū)動裝置。但是，這與使用合成燃料或者可再生能源作動力并不相關，這種技術發(fā)展只是把艦船的原始動力加以傳送的方法而已。在1920年代，美國海軍曾經(jīng)采用過電傳動技術，當時由于艦船排水量受國際公約制約，導致艦船重量不堪負荷而放棄了這種技術。后來二次大戰(zhàn)中一些驅(qū)逐護衛(wèi)艦、掃雷艦等，又采用過電傳動技術。這項技術又一次引起興趣是1980年代，人們期待在海軍艦船上采用電力技術，為新型電能武器裝備如導軌槍（rail guns），打開新空間。其實電力艦船還有一些其他優(yōu)點，如經(jīng)濟性能強的特點，發(fā)電機組靈活組合，甚至能像混合動力車輛一樣把動力存入電池。最主要的是電力艦船的戰(zhàn)場生存能力大大提高，因為這種艦船的動力源可設計在艦船的最內(nèi)部，敵方無法靠擊毀動力把艦船擊沉。而全電設計的艦船，省出了較大內(nèi)部空間，這樣就有可能根據(jù)設計要求，安排艦船的源動力類型，甚至為艦船裝備燃料電池（fuel cells）。[13]2 海軍武器平臺開發(fā)與核動力在最近的將來，美國海軍的作戰(zhàn)平臺使用的能源形式，將會采用核能技術。二戰(zhàn)后美國三軍武裝部隊都曾經(jīng)進行過核反應堆實驗，做推進動力或者發(fā)電，目前只有海軍還在建設核能發(fā)電反應堆。在海軍艦船上成功利用核能，得益于長期以來的訓練和對艦船核能安全的高度重視，但是海軍的經(jīng)驗很難復制到陸上作戰(zhàn)環(huán)境下。[7]pp. E9E101998年，美國海軍進行了CVX航空母艦核動力和非核動力推進效能實驗，推動了作戰(zhàn)艦只動力的核能化政策。曾有實驗發(fā)現(xiàn)，核動力航母與燃氣輪機航母相比，造價提高了10％，但是，核動力航母全壽命成本低于尼米茲級航母。如果考慮到未來化石能源的稀缺性不斷增加，傳統(tǒng)動力航母的成本風險越來越大。傳統(tǒng)動力也不利于建造超大甲板的航母，核動力則避免了油價因素以及許多不確定性。此后美國海軍設計了兩種環(huán)境，對CVX航母計劃，在三大主要海區(qū)的地中海、西南亞和西太平洋地區(qū)進行了實際測試，即單一航母作戰(zhàn)環(huán)境和四支CVX打擊編隊在高沖擊節(jié)奏的作戰(zhàn)環(huán)境。結(jié)果顯示，在所有的預設環(huán)境中，核動力航母都比傳統(tǒng)的燃氣輪機動力效能更高，而且采用燃氣輪機的CVX航母作戰(zhàn)效能提高不明顯。而核動力推進實驗表明，核動力航母在靈活性、作戰(zhàn)能力應急反應速度等方面性能出眾。在作戰(zhàn)方面和續(xù)航能力方面，傳統(tǒng)動力航母都居于下風。2000年，美國國防采購局（DAB）審議通過了海軍的建議案，采購一艘寬大甲板的核動力航母CVNX。對此美國海軍接連進行了四年的內(nèi)部評估分析，國防部長辦公室出臺了三個高層研究報告。美國國防采購局對此的共識，是采購寬大甲板航母?；诿绹＼姷姆治?，各型傳統(tǒng)動力航母的全壽命成本高于和動力航母10％，因而新一代航母都以核動力為首選。[14]在兩棲艦船生產(chǎn)和裝備方面，美國海軍以前并沒有制造過核動力大型兩棲艦船，核動力巡洋艦撥款在1975財年就停止了。國會海軍專家認為，制造這種艦船，可以通過把CVN21航母專用反應堆中的一個，安裝在LHA/LHD型號的艦體上，或者重新設計反應堆。美國海軍已經(jīng)加大了對國會的游說，要求在未來幾年對于生產(chǎn)核動力水面艦船進行撥款。[15]實際上，美國海軍是采用傳統(tǒng)動力還是采用核動力作為艦船的推進動力，對于成本的考慮總是最主要的決定因素，其中尤其想方設法降低采用傳統(tǒng)動力的艦船運營與維護成本（Oamp。S），運營與維護成本中的燃料消耗是非常大的一項開支。如果采用核動力，對于核動力攻擊型核潛艇來說，壽命33年，核動力航母反應堆芯3億美元，壽命25年。核動力航母壽命期間無需運營與維護費用，傳統(tǒng)動力潛艇動力系統(tǒng)在進入壽命期下半程后，則就要發(fā)生運營與維護成本。除此之外，由于油價變化不定，核動力與傳統(tǒng)動力進行交叉成本比較的結(jié)果，使美國海軍更加傾向于選擇核動力艦船。[16]而多數(shù)情況下，由于人們對于提高燃油經(jīng)濟性的好處認識不足，艦船設計對此很不重視，導致美國國會撥款時，越是初始投資額巨大，越是不重視提高燃油效率，對此，美國“國防科學局改善武器平臺燃油效率課題組”認為，應當重視提高燃油效率，由于海軍艦船的燃油運輸成本過高，提高海軍武器平臺的燃油效率，對于實現(xiàn)《2010年聯(lián)合展望》和《2020年聯(lián)合展望》目標極為重要，而且提高燃油效率，對于阻止環(huán)保問題的惡化非常重要。2006年海軍替代推進研究報告發(fā)現(xiàn)，以2007財年的不變價計算，如果采用核動力制造一艘水面戰(zhàn)斗艦，撥款增加6－8億美元。一艘中等規(guī)模的核動力水面戰(zhàn)斗艦只的全壽命成本，在原油價格為70－225美元時，與傳統(tǒng)動力艦只相等。報告建議，近期應當考慮在中型水面戰(zhàn)斗艦只上裝備核動力。核動力艦只與傳統(tǒng)動力艦只相比較，在突發(fā)事件遠距離戰(zhàn)區(qū)奔襲作戰(zhàn)和戰(zhàn)區(qū)介入兩個方面都更具優(yōu)勢。[17]一個時期以來，美國國會對于未來海軍艦船的動力和傳動研發(fā)項目撥款爭論不斷。眾院更傾向于核能動力和電傳動，參院則不同。美國一些游說組織積極活動，鼓吹海軍艦船動力應當使用核能，如傳統(tǒng)基金會（The Heritage Foundation）就是其中之一。[18]2006年4月6日，在國會作證時，國際知名戰(zhàn)略家、軍事技術專家和海軍史學家Norman Friedman也說，美國海軍未來必須采用核能動力，或者在核能動力之外采用風能和太陽能，其次就是要采用完全可再生的乙醇作動力。[13]3 減少能源使用與海軍武器平臺開發(fā)新軍事革命在世界范圍內(nèi)的發(fā)展，也推動了美國海軍研究各種節(jié)能技術，降低化石能源的使用，提高能源效率。美國國防部國防科學局（Defense Science Board，簡稱DSB）的報告列出了一系列通過技術改進提高能源利用效率的方法，如更換發(fā)電機、改進艦體水動力結(jié)構(gòu)、艦體涂層與清潔系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、傳感器、控制單元與程序，以及革新船員住室等以減少能源使用量。通過研發(fā)核裝備動力技術、降低能源消耗，海軍繼續(xù)走在前列。2001年由美國落磯山研究所（Rocky Mountain Institute，簡稱RMI）在宙斯盾巡洋艦普林斯頓號（CG59）上的一項實驗表明，輔助供電系統(tǒng)（HotelLoad Electrical Systems，包括照明和飲用水生產(chǎn)系統(tǒng)）使用的電量有可能大大削減，挖潛幅度達20％－50％，而且還有可能節(jié)能更多。采用球莖艦首設計能減少航行時艦船水阻力，進而提高燃油效率。無論是1910年代的泰勒莖艦首（Taylor Bow），還是1960年代的印奴伊艦首（Inui Bow），兩者都減少了艦船燃油消耗。美國海軍現(xiàn)役的航母、兩棲艦和補給艦都設計了球莖艦首，現(xiàn)在海軍有關部門正在研究在水面艦只上裝備這種艦首。通過對美國海軍大衛(wèi)泰勒模范船塢（David Taylor Model Basin）研究顯示，％的燃料消耗，每年節(jié)約2400桶石油。艦艇安裝船尾活板，能夠改變水流進而減少船受的阻力，減少燃料消耗。在DDG51艦上進行的實驗表明，安裝船尾活板后，同類海軍艦船節(jié)約燃料每條3800－4700桶，％－％。高效燃氣輪機比現(xiàn)行的單沖程燃氣輪機可節(jié)省燃料。有一種WR21型的交互冷卻同流換熱燃氣輪機（ICR），是由美國、英國和法國政府資助共同開發(fā)的，（Northrop Grumman Marine Systems，簡稱NGNN）和羅爾斯羅伊斯（RollsRoyce）等企業(yè)，用于未來戰(zhàn)艦上，研發(fā)投資達4億美元，性能優(yōu)于通用電氣公司開發(fā)的LM2500型燃氣輪機，用于機械動力的水面戰(zhàn)艦上減少燃油消耗25％－30％。大型電驅(qū)動推進系統(tǒng)（integrated electric drive propulsion system）也能減少戰(zhàn)艦的燃料消耗，美國海軍的TAKE1級貨船已經(jīng)裝備了這種動力。DD（X）驅(qū)逐艦也將裝備這種動力系統(tǒng)，它的發(fā)動機更先進，稱之為先進感應發(fā)動機（the advanced induction motor，簡稱AIM），扭矩更大，動力更強。美國海軍現(xiàn)在還在開發(fā)燃料電池，也將用于海軍戰(zhàn)斗艦只，據(jù)估計，應用燃料電池后，海軍每艘戰(zhàn)斗艦船每年可節(jié)約100萬美元的燃料，而且降低維護費用、減少排放、降低噪音、提高戰(zhàn)場生存能力等。目前歐洲的傳統(tǒng)動力潛艇已經(jīng)采用這項技術，如德國的212型潛艇。美國海軍研究辦公室（ONR）和海洋系統(tǒng)司令部（N