編譯／施毓萱 由於自然定律和環境因素，太陽能和風能無法提供不間斷的能源流，但科學家和工程師已經開發出很多方法來 …

編譯／施毓萱

由於自然定律和環境因素，太陽能和風能無法提供不間斷的能源流，但科學家和工程師已經開發出很多方法來儲存可再生能源，以供在電網需要時使用。其中一種想法是用鐵空氣電池（iron-air batteries）來補充鋰離子電池，或者將現有的燃煤電廠改造成核電廠。

現在有另一種被廣泛討論的技術是「重力電池」（gravity batteries），即利用再生制動（regenerative braking）和重力來向電網輸送能量。問題是重力電池很大，並非在任何地區都能實行。然而，這個月有科學家們展示了新的重力電池，可以利用全世界數以百萬計的廢棄礦井來儲存能量。

由奧地利國際應用系統分析研究所（International Institute for Applied Systems Analysis , IIASA）領導的對這些新電池的研究，考察了一種被稱為地下重力儲能（Underground Gravity Energy Storage , UGES）技術。在一般情況下，礦井越大，電池就越大。這種電池在能源昂貴的時候將大容器的沙子下降進入廢棄礦井。接著利用再生制動，這些礦井將把沙子的位能（potential energy）轉化為實際能量。

重力電池在儲存過程中，能源只會緩慢損失。這意味著這些礦井可以待命，提供幾個月甚至幾年的急需能源。

目前已經有些公司在研究如何將廢棄礦井改造成下一代電池。然而，以礦井為基礎的重力電池具有地理限制，將會限制該技術應用範圍。重力電池技術目前最適合使用的國家包含俄羅斯、印度和美國這樣有大量的礦井的國家。但也有像瑞士重力電池公司Energy Vault的案例，正在努力建造美觀的重力電池，可以破除地理限制，並應用於城市、郊區等任何地方。

資料來源：POPULAR MECHANICS

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太陽能發電、風力發電都是目前較為主要的再生能源發電方式，不過在陽光不再明媚、勁草不再受疾風考驗時，就會瞬間失去 …

太陽能發電、風力發電都是目前較為主要的再生能源發電方式，不過在陽光不再明媚、勁草不再受疾風考驗時，就會瞬間失去發電來源，也因此出現以化學物質構成的電解質電池，以儲存多餘的電力來避免無電可用的窘境。然而，地心引力卻可以讓電池擺脫化學，僅僅使用重力即可。

再生能源所產生的電力，以往也會面臨另一項挑戰，也就是若生產電力達到「供過於求」的狀態時，通常只能有兩個選項，馬上使用它、馬上失去它。這也是為什麼特斯拉的電源牆以及其推出的大型電池套組之所以能被多數人採用的原因，甚且，還能夠將多餘的電力回饋到當地電網，並且獲得相對的報酬。

那麼，該如何擺脫電解質，但同時能建構電池呢？這是重力電池的概念誕生時，所想要解決的問題。透過地心引力，重力將我們牢牢地固定在地面上，這也是牛頓的萬有引力定律的重要發現。當一個物體被舉到桌上時，將其舉起的動作會產生卡路里的燃燒，並且在這個物體中儲存這個位能；隨後，當該物體從桌上墜落至地面時，此位能就會被釋放出來。

重力電池的概念亦是如此，將位能轉化為電能，不過如今也已開發出不同方法來實踐此概念。

最常見的重力電池也已經被廣為使用，也就是水力發電。在我國的翡翠水庫也建設有水力發電的相關設備。首先先將水透過加壓馬達引至高架水庫來儲存能量，於需要用電時將水釋放到另一個水庫，途經水力渦輪機並產生電力。但是能進行水力發電的地點其實並不多，即便水力渦輪機的運作與生產相當完善，但是這樣的概念並沒有以有效的方式縮小其運作規模，應用於日常生活中。

另外，英國再生能源公司 Gravitricity 等不同公司正在研發一種在任何地方都能夠安裝的大型重力電池，以15公尺的鑽探設備以及兩個25公噸重的重量來提供約莫250瓩的電力，根據該公司的聲明，這樣的技術可以發展至2萬瓩，並預估該設備組的壽命為50年。藉此，用戶能夠在短時間內產生大量電力，或是能夠在長時間內產生少量電力，同時也能在其他再生能源短暫減少時，確保電力供應無虞的好方法，甚至在不到一秒種的時間內就能夠達到全功率的輸出。

就長期看來，在成本方面，重力電池的價格相對於鋰電池還要便宜，在穩定性方面，也較其他綠能發電來得更加穩定，也因此引起了許多再生能源生產商的目光；此外，就重力電池本身的結構單純以及具有潛力的長時壽命，它可能是講求實用且永續的再生能源電網中，不可或缺的關鍵組成要件。（編譯／戴偉丞）

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資料來源：How-To Geek、翡翠水庫環境學習中心

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