未來城市供電成難題？試試這些大開腦洞的發電方式

到2050年，超過三分之二的人類將生活在城市中，科學家和科技公司正在尋找在建築環境中利用可再生能源發電的新方法。將來，我們的辦公室窗户可以通過太陽照射獲取能量，而街道上的燈柱則在混凝土中儲存電力。

當車輛呼嘯而過時，垂直風力渦輪機將會旋轉產生能量。人行道和公路將會從通勤者、公共汽車以及卡車運動中產生少量能量。無人駕駛出租車車隊將把多餘的能源回饋給電網，城市通常會更有效地利用它們所消耗的能源。

至少，這是許多技術專家、環保主義者和城市規劃者的能源願景。但它是否真能成為現實？

新材料展示出更光明的前途。例如，由發電站廢料製成的水泥混合物可以把建築物變成電池。這些鉀土溶膠(KGP)複合材料比普通水泥便宜，每平方米可以儲存500瓦電力。研究人員表示，普通的街燈每晚耗電700瓦，而由KGP製造、配有小型太陽能電池板的6米高燈柱可以儲存足夠多的電力，可供整個晚上使用。

英國蘭卡斯特大學教授穆罕默德·薩菲（Mohamed Saafi）説：“我們已經證明，KGP水泥混合物可以用來儲存和傳輸電能，而不需要昂貴的或有害的添加劑。”

大量使用KGP建造的建築也可以用來存儲和釋放過剩的電能，以幫助滿足城市電網的需求。新材料也有助於使太陽能電池板變得更便宜，更具成本效益。太陽能是城市中最常見的可再生能源，且其發電成本繼續下跌，從十年前每瓦約3英鎊降至今天的0.4英鎊。

在英國，超過三分之一的公司已經開始自己發電，主要使用屋頂太陽能電池板。但製造硅基太陽能電池板需要耗費大量能源，它需要1400攝氏度以上的温度，而且硅的純度必須達到99.9999%。

但美國布朗大學工程學教授尼廷·帕杜爾(Nitin Padture)表示，鈣鈦礦(perovskites)材料製成的太陽能電池面板，可以製成更薄、更便宜、所需温度更低的面板。由於它們是部分透明的，也可以用於窗户上的玻璃。但其缺點是它們中的大多數都含有鉛，而鉛是一種有毒的金屬。

不過，帕杜爾教授和他的團隊目前正在研究一種方法：用鈦來取代鉛，他説：“鈦很常見，但沒有人想到用它來取代鈣鈦礦太陽能電池板中的鉛。我們目前還不打算取代現有的硅技術，但我們希望推動它向前發展。”

風能是另一種最常見的可再生能源，傳統的渦輪機在建造區域不能很好地工作，因為風向變化很大。為此，研究人員尼古拉斯·奧雷拉瓦納（Nicolas Orellana）和亞森·諾蘭尼（Yaseen Noorani）提出了製造球形風力渦輪機的設想，解決風向變化的問題。

奧雷拉瓦納與諾蘭尼開發的O-Wind型風力渦輪機已經贏得了英國2018年詹姆斯戴森大獎(James Dyson Award)，它是一個球形裝置，無論風從任何方向吹來，它都能旋轉。

來自土耳其的科技公司Devici提供了另一個解決方案，即在道路上使用垂直風力渦輪機，由過往車輛的氣流提供動力。該公司表示，其Enlil渦輪機目前正在伊斯坦布爾進行測試，每小時可以產生1千瓦的能量，足以滿足兩户家庭的電力需求。該公司還稱，這種渦輪機還可以安裝太陽能電池板和地震傳感器。