軍事能源在軍事能力發展中扮演着至關重要的角色，随着武器裝備性能不斷增強，無人化、智能化水準持續提高，以及軍事設施對于能源高效率、多元化、綠色化、抗打擊、快速恢複等需求不斷增加，發展新型的能源系統已成為提高軍事能力的關鍵因素。近期，主要軍事強國推進軍用新能源技術的研發、部署和推廣，重點包括：為無人武器裝備開發更持久、更高效、更隐蔽的能源系統；在偏遠地區部署新型能源系統，提升軍隊能源保障能力；利用新型能源系統增強軍事設施抗打擊能力和快速恢複能力等。
一、化石能源系統在現代戰争中存在一些短闆，影響軍事能力與行動效能
主要軍事強國現役的車輛、艦船、飛機等各類運輸作戰裝備基本以石油等化石能源作為能量來源，這些國家在軍用能源的生産、運輸、儲備等環節，以及在緊急情況下調整和配置設定能源資源等方面做了充足的準備，確定在可能發生的戰争中維持軍事行動的連貫性和效能，但是随着新技術的發展和戰争形式的變化，化石能源系統依賴性和脆弱性等方面問題愈發突出。
一方面，燃料運輸是軍隊後勤系統的重要環節，尤其是在戰區燃料運輸需要投入大量的人力、物力和時間，容易成為軍事行動的瓶頸。例如，在俄烏沖突中，俄軍營級戰鬥群僅能攜帶5天用量的燃料，每3天就要進行燃料補給，後勤保障壓力巨大。
另一方面，燃料運輸線路和儲備站點成為潛在的軍事目标，近年發生的沖突和戰争中，無人機、無人艇等無人武器裝備對于石油生産設施、運輸管道或燃料儲存設施的攻擊事件頻發，能源供應鍊的中斷将削弱軍隊的運輸能力和作戰效能。在俄烏沖突中，俄軍合成裝甲部隊的後勤通道就遭遇烏克蘭戰術小組襲擾，影響了俄軍推進步伐。
技術方面，化石能源系統能量轉化率偏低、技術發展遇到瓶頸，難以滿足未來戰争武器裝備的性能需求，而燃料電池、锂電池、智能微電網、軍用太陽能、微型子產品化反應堆等新能源技術賦予了武器裝備新的軍事能力，如使用氫燃料電池系統的無人水下潛航器可以在更深的水下工作，子產品化太陽能系統可以為化石能源補給困難的偏遠地區供能等。美國國防部于2022年2月釋出的《競争時代國防部技術願景》中強調，美國需發展新能源技術確定美軍在未來沖突中保持技術優勢，并将太陽能、風能、生物基和地熱技術、先進儲能、電子發動機和電網內建等技術納入美國國防部優先事項清單。
二、新型能源系統帶來的軍事能力提升
（一）提升武器裝備性能
新型能源系統賦予武器裝備新的軍事能力，展現在延長續航能力、提高機動性、降低熱特征等方面。對于軍用無人機、裝甲車輛和其他電動裝備而言，采用高效的能源系統可以顯著延長武器裝備的續航能力，增加适用範圍或工作時長，減少頻繁的補給或充電。在無人機方面，越來越多國家推出使用了氫燃料電池系統的無人機，提高無人機載荷和航時，如美國國防科技公司Zepher公司為美國陸軍開發的遠端和重型無人機，以色列Heven Drones公司開發的H2D 55無人機等。
（圖檔來源：Heven Drones）
在車輛方面，美國陸軍作戰能力發展司令部的“地面車輛系統中心”(GVSC)和美國陸軍研究實驗室正在研發氫能源坦克與步兵戰車，采用氫燃料電池技術的驅動系統不會産生煙霧與氣味，并且具有低噪音、低熱量等特征，進而可以提高戰車的隐蔽性；氫燃料電池提供的高扭矩增強了戰車在複雜路面的通過性。
在水下裝備方面，傳統锂電池驅動的無人水下航行器續航相對有限，且在深水低溫環境運作效率受到影響，氫燃料電池高效能、快速補給和靜谧性等優勢則可以更好地滿足該領域需求，近期，美國海軍委托Saab公司研發能夠在水下1200米執行長時間的任務（續航時間為12小時，活動範圍約20公裡）的氫燃料電池無人水下航行器；加拿大Cellula公司也于近期推出擁有2500升載荷能力、擁有自适應任務引擎的超大型氫燃料電池無人水下航行器Solus-XR，并開始海上試驗。此外，氫能的廣泛應用也提高了“随時随地”補給氫氣的需求，如美國海軍研究辦公室正在開發能夠在集裝箱中生産氫氣的系統，為美國海軍陸戰隊的各種氫能裝備提供就地補給。
（圖檔來源：Saab）
（二）提高軍隊在複雜環境下的能源保障能力
長期以來，偏遠地區、海島地區、高原地區、北極地區等複雜環境對軍事能源保障提出了巨大的挑戰，也是各國軍隊關注的重點。不同的氣候環境、地理環境、資源禀賦對于武器裝備和軍事設施提出了适應性要求。例如，在北極地區，極端低溫導緻一些可再生能源發電系統效率低下或無法發電，且資源利用難度大，核能成為更優選擇。俄羅斯聖彼得堡“孔雀石”海洋機械設計局正在開發為北極軍事基地提供能源的水下核電廠。
（圖檔來源：Strana Rosatom）
美國在核能技術方面更多關注在目标區域快速建構能源供應系統。例如，美國國防部通過“Pele”項目開發可以通過貨運列車、集裝箱車、戰略運輸機等方式運輸的微型核反應堆，這種系統可以在3天内部署、7天内撤離；美國BWXT公司與Crowley公司開發搭載子產品化核反應堆的淺吃水船體船舶，為島嶼、軍事基地或災後地區提供能源等。此外，美國國防部的“穩定戰術遠征電力計劃”、美國空軍的“完整的遠征微電網系統”概念等開發針對複雜環境的微型電網系統，保障美軍作戰能力。
（圖檔來源：美國政府問責局）
（圖檔來源：Crowley）
（三）提高軍事設施抗打擊能力和快速恢複能力
提高軍事基地等軍事設施的能源系統抗打擊能力和快速恢複能力是確定戰備水準和作戰能力的重要任務。以美國為例，美國《聯合部隊季刊》指出，美國國防部是美國政府中能源消耗最大的使用者，其管理的基地、碼頭、航站、營區等超過500個，這些軍事設施均依賴周邊的配電系統和商業電網，對于區域電網的依賴将引發國家安全問題，如針對軍事設施周邊的電網的攻擊與直接攻擊軍事設施一樣極具破壞力，将破壞軍事設施的正常運作。美國正采取一系列措施應對安全風險，包括開展能源韌性戰備演習、增加軍事設施備用能源系統容量、利用新技術減少對電網的依賴等。
在技術方面，核能、太陽能、地熱能、微型電網等技術被認為是增強軍事設施能源獨立性的重要技術。例如，美國空軍開發出新型太陽能系統，可在電網受到破壞時快速部署，為基地提供基礎能源；美國空軍、美國國防後勤局能源部門與Oklo公司合作，推動在艾爾森空軍基地部署美國空軍首個微型核反應堆；美國國防部根據芒廷霍姆空軍基地和聖安東尼奧聯合基地的資源情況，啟動了地熱能發電項目等。此外，增加備用能源系統容量可以在電網中斷後為軍事設施提供更長時間的能源供應，新型能源系統被設計為可以更好地與波動性的可再生能源發電系統融合，充分吸納發電系統生産的能量。例如，美國國防部國防創新部門在多個軍事基地部署了液流電池長時儲能系統。
（圖檔來源：CellCube）
（四）提高應對氣候變化的能力
目前，全球氣候變化加速，極端氣候對于軍事行動産生嚴重影響。美國國防部在《國防部氣候适應計劃》指出，最具彈性和最有能力應對氣候變化影響的國家将獲得優勢。該計劃要求美國國防部及其下屬機構、各軍種和國防承包商，針對氣候變化引發的潛在薄弱環節采取措施，確定未來美軍的軍事行動、軍事設施和武器裝備在受到氣候變化影響時具備“适應”與“複原”能力。法國國防部釋出首份《氣候與國防戰略》，旨在通過節能減排方案應對氣候變化和環境問題帶來的安全威脅，其中包括：推進油電混合動力研發，将法國陸軍現役裝甲車更新為混合動力版本；推動氫能源生産與應用，應用至武器裝備領域。加拿大國防部和武裝部隊也于近期釋出了《氣候适應力和環境可持續性科技戰略》，其中提出利用新技術改進現役軍事設施和武器裝備，應對氣候變化産生的潛在影響。這對新型能源系統的智能化水準提出了更高的要求，包括極端氣候監測、分析和預警能力，能源系統調節配置設定能力，受損後快速恢複能力等。
（圖檔來源：DefenseNews）
三、結語
随着新技術的飛速發展以及全球安全環境的不斷演變，未來戰争的形式和形态正在經曆迅速且深刻的變革，對能源系統提出了更為關鍵的挑戰和需求。
其一，未來戰争将湧現新型武器裝備叢集。定向能武器、空間自主操作機器人、高空長航時無人機、超遠端精确制導炮彈等高端武器裝備正投入使用，航空母艦、潛艇、戰略轟炸機等新一代武器裝備的性能和威力遠超過以往。這些武器裝備為能源系統提出了更高的要求，更強大、更高效、更穩定的能源系統将直接影響作戰效能和結果。
其二，随着人工智能、機器學習、大資料等技術在軍事領域的應用不斷深入，未來戰争呈現出資訊化和智能化的趨勢。人工智能、機器學習、自主無人系統等技術對于大規模計算和實時資料處理的需求十分巨大。穩定、高效的能源系統将確定戰場資訊系統和智能化武器裝備等在戰鬥中持續高效運作和快速決策響應，提升整體作戰能力。
其三，未來戰場的空間從傳統陸地、海洋、空中領域向空天、極地、深海、電磁領域拓展，将促使主要軍事強國加強在這些領域的軍事投入和技術研發。新型武器裝備要求發展新型能源技術，如微型核反應堆技術、高效儲能技術、空間太陽能技術等。這些新型能源技術的發展将成為決定武器裝備性能和可操作性的關鍵，并直接影響軍隊在各個領域内的作戰能力。
作者簡介
張宇麒 國務院發展研究中心國際技術經濟研究所研究五室
研究方向：能源領域前沿技術研究跟蹤及産業、政策研究
聯系方式：[email protected]
編輯丨鄭實
研究所簡介
國際技術經濟研究所（IITE）成立于1985年11月，是隸屬于國務院發展研究中心的非營利性研究機構，主要職能是研究大陸經濟、科技社會發展中的重大政策性、戰略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經濟發展态勢，為中央和有關部委提供決策咨詢服務。“全球技術地圖”為國際技術經濟研究所官方微信賬号，緻力于向公衆傳遞前沿技術資訊和科技創新洞見。
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