Khu phức hợp năng lượng mặt trời tái tạo rộng 114 mẫu Anh, tọa lạc tại Redstone Arsenal, Alabama, ngày 23 tháng 2 năm 2018. Khu phức hợp tạo ra khoảng 10 megawatt, dòng điện xoay chiều, năng lượng mặt trời tại chỗ. (Ảnh quân đội Hoa Kỳ của Megan Gully)
Bài viết sau đây của Sgt. Thiếu tướng Isaac Migli là bài dự thi giành chiến thắng trong Cuộc thi viết “Nhà khoa học điên rồ” của Học viện Lục quân Hoa Kỳ năm nay để hiểu rõ hơn về tác động của công nghệ mới nổi lên khả năng lãnh đạo, đội hình và chiến tranh của Quân đội.
Vào ngày 14 tháng 9 năm 2019, quân đội Iran đã phóng một loạt tên lửa và máy bay không người lái vào các mỏ dầu của Saudi Aramco, một công ty dầu khí quốc doanh của Ả Rập Xê-út. Cuộc tấn công được tính toán là một cuộc tấn công nhằm vào một đồng minh quan trọng của Hoa Kỳ trong khu vực và là một cuộc tấn công chống lại quyền bá chủ của Hoa Kỳ trên toàn thế giới. Có thể hình dung, Iran đã thiết kế cuộc tấn công để ảnh hưởng đến Hoa Kỳ mà không thực sự thực hiện một hành động chiến tranh, điều này rất có thể dẫn đến sự trả đũa từ Hoa Kỳ, Ả Rập Xê-út và Israel. Mặc dù cuộc tấn công không đáp ứng định nghĩa của một hành động chiến tranh, nhưng nó đã gây chia rẽ toàn cầu, đánh sập 5% nguồn cung dầu của thế giới với 18 máy bay không người lái và 3 tên lửa, và khiến giá dầu thô tăng đột biến 20% (Reuters Staff, 2019). Sự kiện này nhấn mạnh tác động của các tác nhân công nghệ thấp hoặc trang bị kém có thể không chỉ đối với nền kinh tế toàn cầu, mà còn đối với các quân đội phụ thuộc vào dầu mỏ để hoạt động. Để ngăn chặn các tác động trong tương lai, Bộ Quốc phòng (DOD) nên sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo khép kín và có thể kiểm soát được để ngăn chặn các tác động bên ngoài đối với các hoạt động quân sự đồng thời nâng cao hiệu quả nhiệm vụ.
Các Lỗ Hổng
Hội đồng Quốc phòng về Nguồn lực Quốc gia xếp hạng Hoa Kỳ là “nước tiêu thụ năng lượng đơn lẻ lớn nhất thế giới” (Haig, 2018, đoạn 2). Phần lớn năng lượng tiêu thụ này, đặc biệt là của quân đội Hoa Kỳ, là từ nhiên liệu hóa thạch, với sản phẩm phụ là carbon dioxide, một vấn đề vì nó ảnh hưởng đến môi trường với khí nhà kính, tạo ra lỗ hổng về giá thành sản phẩm ban đầu và giao hàng an toàn cho người tiêu dùng, thường là bên trong lãnh thổ thù địch (“Khí thải CO2,” nd; “Năng lượng Hoạt động”, nd). Như đã chứng minh bằng cuộc tấn công của Iran vào các mỏ dầu của Ả Rập Saudi và dẫn đến chi phí năng lượng toàn cầu tăng vọt, các đối thủ ngày càng nhận ra lỗ hổng này.
Lỗ hổng lớn thứ hai là các căn cứ quân sự của Hoa Kỳ được tích hợp với Hệ thống Kiểm soát Công nghiệp (ICS) và Mạng Kiểm soát Giám sát và Thu thập Dữ liệu (SCADA) kiểm soát nhiều loại cơ sở hạ tầng điện, nước, thông tin liên lạc và giao thông ở các tiểu bang. Hiện tại, các căn cứ này được kết nối với hệ thống lưới điện ICS/SCADA của bang và thành phố, với nguồn điện dự phòng thông qua các kho dự trữ nhiên liệu hóa thạch ngắn hạn chạy máy phát điện (Marqusee et al., 2017). Việc phụ thuộc vào các hệ thống ICS/SCADA đặc biệt và năng lượng công cộng là rất nguy hiểm vì một cuộc tấn công vào các hệ thống này có thể làm gián đoạn các hoạt động quân sự của Hoa Kỳ trên toàn cầu.
Để minh họa sự nguy hiểm khi tin tưởng vào các hệ thống này, tin tặc Iran đã xâm nhập thành công vào mạng ICS/SCADA của một số quốc gia trên toàn thế giới, bao gồm cả mạng lưới viễn thông và năng lượng ở Hoa Kỳ, cùng với Mạng nội bộ của Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ (Finkle, 2014). Một cuộc tấn công vào bất kỳ lưới điện nào của Hoa Kỳ có thể gây ra sự cố hiệu ứng domino đối với tất cả các hoạt động trong hệ thống (Yang và cộng sự, 2017). Để tăng cường an ninh và bảo vệ khỏi các lỗ hổng liên quan đến nhiên liệu và năng lượng, quân đội Hoa Kỳ phải tiếp cận những vấn đề này bằng một giải pháp với ba giai đoạn.
Giai Đoạn 1:
Giai đoạn đầu tiên trong việc sửa chữa lỗ hổng lưới năng lượng là loại bỏ các căn cứ quân sự của Hoa Kỳ khỏi lưới điện địa phương trong khi triển khai các hệ thống năng lượng tái tạo. Điều này sẽ hạn chế khả năng bị tấn công mạng và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
(Ảnh Quân đội Hoa Kỳ do Trung sĩ Sarah D. Sangster chụp ngày 5 tháng 2 năm 2020) Trung sĩ Quân đội Hoa Kỳ. Kevin Henry, Chuyên gia Cung cấp Dầu mỏ được chỉ định cho Trung đoàn Hàng không 25, kiểm tra nhiên liệu trong quá trình huấn luyện về quy trình Điểm tiếp nhiên liệu và Trang bị Tiền phương tại Schofield Barracks, Hawaii, ngày 5 tháng 2 năm 2020.
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã và đang làm việc trên một giải pháp năng lượng phi tập trung được gọi là Lưới năng lượng tự trị (AEG). Các AEG này được tạo thành từ Hệ thống Năng lượng Phân tán Tối ưu hóa Mạng (NODES) tạo thành một cộng đồng năng lượng thông minh, khép kín có thể cung cấp tài nguyên cho một lần lắp đặt, đồng thời gửi năng lượng dư thừa hoặc yêu cầu đủ để bù đắp thâm hụt từ các cài đặt khác trên AEG . Bởi vì hệ thống mới này khép kín và phần lớn là tự dùng, một cuộc tấn công vào một NODES sẽ không gây ra hiệu ứng phân tầng cho những người khác (O’Neil, 2019).
Ngoài ra, do hệ thống được tiêu chuẩn hóa, các kỹ thuật viên Bộ Quốc phòng có thể duy trì và vận hành giữa các hệ thống lắp đặt khác nhau, bất chấp nguồn năng lượng thực tế của chính nó, có thể được điều chỉnh riêng cho môi trường của việc lắp đặt. Ví dụ, Fort Huachuca, Arizona, nằm trong sa mạc Sonoran, có thể coi sự kết hợp của năng lượng hạt nhân và năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng chính của nó; Fort Bliss, Texas, sự kết hợp của năng lượng mặt trời và gió; trong khi Căn cứ Hải quân San Diego, California, thay vào đó có thể dựa vào các máy tạo sóng và thủy triều.
Để hệ thống mới này được an toàn, bất kỳ dòng chảy nào từ các cơ sở cũng phải được hạn chế. Ví dụ, Fort Bliss hiện có một số tấm pin năng lượng mặt trời cung cấp trở lại nền kinh tế địa phương với mức trợ cấp. Hoạt động này sẽ dừng lại bởi vì bất kỳ kết nối nào với lưới điện địa phương có nghĩa là một lỗ hổng tiềm ẩn và hệ thống nội bộ bị suy yếu. Sự thay đổi lưới năng lượng này sẽ không chỉ ảnh hưởng đến căn cứ quân sự mà còn tác động đến cộng đồng địa phương, nhiều người trong số họ dựa vào các công trình quân sự vì lý do kinh tế, đặc biệt là chi phí năng lượng trả cho nhà cung cấp năng lượng địa phương cho các hoạt động hàng ngày của căn cứ.
Trong ngắn hạn, có những trở ngại và rủi ro tài chính cho tất cả các bên tham gia hiện nay. Việc thực hiện các tiến bộ công nghệ lớn và đại tu hệ điều hành trước đây có thể tốn kém, tuy nhiên, lợi ích lâu dài và phần thưởng tài chính của các nguồn năng lượng sạch và tái tạo tiên phong đồng thời giảm thiểu các cuộc tấn công của kẻ thù là quá lớn để bỏ qua.
Giai Đoạn 2:
Giai đoạn thứ hai yêu cầu nghiên cứu và phát triển một hệ thống phương tiện có thể tương tác, không phụ thuộc vào dầu mỏ, sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo. Các chỉ huy có thể điều chỉnh một số biến thể và tùy chọn cấp độ cho các nhiệm vụ và cách sử dụng cụ thể như trinh sát, cung cấp hậu cần, khai thông tuyến đường, giao hàng bộ binh, tùy chọn súng và nền tảng thu thập thông tin tình báo.
Mặc dù sẽ rất tốn kém và khó khăn để phát triển các hệ thống xe điện có thể tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt và yêu cầu của chiến đấu, quân đội có thể hợp tác với khu vực dân sự để thực hiện nhiệm vụ này. Tesla đã và đang phát triển các ngân hàng năng lượng mặt trời và xe tải chạy bằng pin, trong khi General Motors Co. đang phát hành một chiếc “Hummer” chạy điện vào năm 2021, được cho là có hệ thống truyền động hỗ trợ lên đến 1.000 mã lực, gấp đôi so với 500 mã lực của Xe tải chiến thuật cơ động mở rộng hạng nặng hiện tại của quân đội. (“Zero Limits Look Like This,” nd; “Oshkosh Defense,” 2018). Mối quan hệ này có thể mang lại lợi ích cho cả hai bên vì quân đội sẽ nhanh chóng cải tiến công nghệ chiến đấu của họ và các tập đoàn dân sự sẽ thu lợi từ sản phẩm và nghiên cứu.
Loại bỏ hoàn toàn sự phụ thuộc vào xăng dầu khỏi các hoạt động quân sự là một mục tiêu dài hạn. Bước đầu tiên có thể là Bộ Quốc phòng yêu cầu tất cả các phương tiện phi chiến thuật thuộc sở hữu của chính phủ trên các căn cứ quân sự ven tiểu bang phải chuyển đổi sang điện. Việc triển khai quy mô lớn này có thể mang lại cho các nhà đầu tư và các nhà nghiên cứu thời gian và động lực để phát triển các lựa chọn cho một chương trình phi dầu khí toàn diện trong tương lai.
Một phương tiện chiến đấu tự động thể hiện khả năng của nó trong cuộc trình diễn công nghệ và thiết bị từ các nhà cung cấp vũ khí và công nghiệp quốc phòng do Bộ Tư lệnh Tương lai Quân đội Hoa Kỳ tổ chức tại Đại học Texas A&M, ngày 16 tháng 5 năm 2019. (Ảnh Quân đội Hoa Kỳ của Luke J. Allen)
Giai Đoạn 3:
Sau khi Bộ Quốc phòng loại bỏ các căn cứ quân sự khỏi mạng lưới điện quốc gia và địa phương, chuyển sang các nguồn năng lượng tái tạo và hoạt động đáng tin cậy, đồng thời trang bị cho quân đội các phương tiện không phụ thuộc vào dầu mỏ, giai đoạn cuối cùng là chuyển đào tạo và học thuyết của quân đội sang xoay trục khỏi nhiên liệu hóa thạch. Bước này sẽ liên quan đến sự phá vỡ cấu trúc và cách sống hiện tại của Quân đội. Không chỉ các thiết bị mới cần được đưa vào thực địa, có khả năng được cấp lữ đoàn giống như Xe bọc thép tạm thời [Stryker] được tung ra vào đầu những năm 2000, mà còn cả các chuyên ngành quân sự lỗi thời (MOS) như chuyên gia cung cấp xăng dầu 92F (“máy tiếp nhiên liệu”) sẽ cần đào tạo lại và phân loại lại thành các chuyên ngành duy trì khác nhau với trọng tâm là chuyên môn kỹ thuật cần thiết trong mỗi hệ thống mới. Ngoài ra, học thuyết duy trì như Army Doctrine Publication (ADP) 4-0: Sustainment (2019) sẽ cần một cuộc đại tu hoàn toàn. Các quy trình vận hành tiêu chuẩn, từ Bộ Chỉ huy Phòng thủ Nhà hát đến từng đoàn xe tiếp tế chiến thuật, sẽ cần những sửa đổi đáng kể để phù hợp với công nghệ mới.
Tương Lai:
Quân đội Hoa Kỳ đang thực hiện các bước để cải tiến công nghệ cho cuộc chiến trong tương lai. Họ đã trao một số hợp đồng cho các công ty công nghệ và người máy để phát triển các phương tiện tiếp tế tự động không người lái bao gồm các bộ dụng cụ mô-đun có kiến trúc có thể mở rộng, thiết bị định vị gắn trên giày dép cho các binh sĩ theo dõi đơn vị của họ trong môi trường không có GPS và mạng cũng như khả năng Các bộ phận thay thế in 3D thông qua kiến trúc mạng mở cho phép các đơn vị sửa chữa và thậm chí nâng cấp xe khi công nghệ phát triển xuống cấp (Ball, 2019; Judson, 2019; Sheftick, 2020).
Hãy tưởng tượng loại bỏ yêu cầu tiếp tế xăng dầu trên thực địa bằng cách cung cấp cho các đơn vị bộ binh các loại xe đa năng cơ động cao có khả năng chống mìn chạy bằng năng lượng mặt trời với các gói năng lượng có thể thay thế và dễ dàng phân phối trong điều kiện ánh sáng mặt trời thấp. Hoặc các xe tăng có lò phản ứng hạt nhân nhỏ có thể chạy vô thời hạn và có thể in 3D tất cả các bộ phận sửa chữa hoặc thay thế. Giao hàng bằng máy bay không người lái, đã được Amazon đi tiên phong trong khu vực tư nhân và được ca ngợi là “tương lai của sự hoàn thiện thương mại điện tử”, có thể cung cấp pin nhiên liệu trong các lĩnh vực chiến đấu (Business Insider Intelligence, 2020, đoạn 2).
Binh lính cũng có thể tự bổ sung nguồn năng lượng bằng sự di chuyển của chính mình. Quân đội hiện đang phát triển máy gặt động năng có thể đeo ở dạng khung ba lô và đế khởi động để cung cấp năng lượng cho máy phát điện nhỏ (Nam, 2019). Việc quân đội sử dụng các loại công nghệ này có thể giảm thiểu chi phí nhân lực và rủi ro liên quan đến việc duy trì nhiên liệu có thể gây bất lợi cho Binh lính trên chiến trường.
Bộ Quốc phòng thậm chí có thể giảm thiểu và loại bỏ bức xạ từ các lò phản ứng hạt nhân bằng cách tận dụng những phát triển sinh học mới cho thấy rằng một số loại nấm được tìm thấy tại khu vực thảm họa Chernobyl tích cực ăn và loại bỏ bức xạ hạt nhân một cách an toàn (Thompson, 2019).
Kết Luận:
Việc chuyển quân đội từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo trong cả lưới điện của các bang trên cơ sở quân sự và thiết bị dã chiến sẽ giúp quân đội chống lại sự thiếu hụt tài nguyên và các cuộc tấn công mạng từ các bên gần như ngang hàng và ngoài nhà nước. Khi Hoa Kỳ giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, nước này cũng trở nên ít bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp từ những kẻ bá quyền trong khu vực như Trung Quốc và Nga, những kẻ có thể hạn chế các tuyến đường vận chuyển trong trường hợp xảy ra xung đột. Một quân đội được cung cấp năng lượng tái tạo sẽ không chỉ ít bị tổn thương hơn mà còn có thể duy trì hoạt động lâu hơn theo cấp số nhân đồng thời giảm lượng khí thải carbon của họ cho các thế hệ tương lai.
Lithaco
Nguồn: ArmyUniversityPress
Bài Viết Liên Quan
