到2050年，超過(guò)三分之二的人類將生活在城市中，科學(xué)家和科技公司正在尋找在建筑環(huán)境中利用可再生能源發(fā)電的新方法。

將來(lái)，我們的辦公室窗戶可以通過(guò)太陽(yáng)照射獲取能量，而街道上的燈柱則在混凝土中儲(chǔ)存電力。

當(dāng)車輛呼嘯而過(guò)時(shí)，垂直風(fēng)力渦輪機(jī)將會(huì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生能量。人行道和公路將會(huì)從通勤者、公共汽車以及卡車運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生少量能量。無(wú)人駕駛出租車車隊(duì)將把多余的能源回饋給電網(wǎng)，城市通常會(huì)更有效地利用它們所消耗的能源。

至少，這是許多技術(shù)專家、環(huán)保主義者和城市規(guī)劃者的能源愿景。但它是否真能成為現(xiàn)實(shí)?

新材料的發(fā)展，展示出了更光明的前途。

使用KGP水泥混合物儲(chǔ)存和傳輸電能

由發(fā)電站廢料制成的水泥混合物可以把建筑物變成電池。這些鉀土溶膠(KGP)復(fù)合材料比普通水泥便宜，每平方米可以儲(chǔ)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制造、配有小型太陽(yáng)能電池板的6米高燈柱可以儲(chǔ)存足夠多的電力，可供整個(gè)晚上使用。

混凝土燈柱可以變成電池，儲(chǔ)存整夜工作所需的電力

這些小水泥塊能給未來(lái)的城市提供電力嗎?

大量使用KGP建造的建筑也可以用來(lái)存儲(chǔ)和釋放過(guò)剩的電能，以幫助滿足城市電網(wǎng)的需求。

太陽(yáng)能成為城市中最常見的能源

新材料也有助于使太陽(yáng)能電池板變得更便宜，更具成本效益。太陽(yáng)能是城市中最常見的可再生能源，且其發(fā)電成本繼續(xù)下跌，從十年前每瓦約3英鎊降至今天的0.4英鎊。

在英國(guó)，超過(guò)三分之一的公司已經(jīng)開始自己發(fā)電，主要使用屋頂太陽(yáng)能電池板。但制造硅基太陽(yáng)能電池板需要耗費(fèi)大量能源，它需要1400攝氏度以上的溫度，而且硅的純度必須達(dá)到99.9999%。

不過(guò)，帕杜爾教授和他的團(tuán)隊(duì)目前正在研究一種方法：用鈦來(lái)取代鉛。

他說(shuō)：“鈦很常見，但沒(méi)有人想到用它來(lái)取代鈣鈦礦太陽(yáng)能電池板中的鉛。我們目前還不打算取代現(xiàn)有的硅技術(shù)，但我們希望推動(dòng)它向前發(fā)展。”

道路兩旁的垂直風(fēng)機(jī)成為一道城市風(fēng)景

風(fēng)能是另一種最常見的可再生能源，傳統(tǒng)的渦輪機(jī)在建造區(qū)域不能很好地工作，因?yàn)轱L(fēng)向變化很大。

伊斯坦布爾街道上的垂直風(fēng)力渦輪機(jī)

光伏發(fā)電道路的嘗試一直在進(jìn)行

但并不是所有的城市能源開采項(xiàng)目都具有商業(yè)意義。例如，在法國(guó)，工程公司Colas已經(jīng)在全國(guó)各地，以及美國(guó)和日本，開辟出光伏道路。

Colas已經(jīng)在諾曼底鋪設(shè)了長(zhǎng)近1公里的單行車道，投資430萬(wàn)英鎊。在美國(guó)建成的1.6公里雙車道公路成本則為380萬(wàn)英鎊。

還有一個(gè)問(wèn)題是它們的能源生產(chǎn)能力有多強(qiáng)?太陽(yáng)能電池板是平放在地面上的，而不是朝向太陽(yáng)，為此可能受到交通堵塞的影響，有時(shí)也會(huì)被雪、泥或水覆蓋。

讓汽車和行人生產(chǎn)能源的捕能公路

另一項(xiàng)在商業(yè)上難以證明其合理性的技術(shù)是壓電技術(shù)。如果你擠壓某些材料，如石英，就可以使電流通過(guò)它們。因此，汽車和卡車在配備壓電裝置的特殊路面上行駛可以產(chǎn)生電力。行人也可以在特制的人行道上這樣做。

2009年，以色列公司Innowattech試驗(yàn)了捕能公路，現(xiàn)在美國(guó)的Pyro-E公司也在加州弗雷斯諾的一小段公路上展示類似的技術(shù)。然而，盡管此舉在技術(shù)上是可行的，但目前的成本卻高得令人望而卻步。有些人通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)建造1公里長(zhǎng)的雙向捕能公路，需要13000臺(tái)壓電設(shè)備，為建設(shè)成本增加30.7萬(wàn)英鎊開支。即使不考慮制造或安裝成本，也需要大約12年的時(shí)間才能賺回這筆錢。

有些人通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)建造1公里長(zhǎng)的雙向捕能公路，需要13000臺(tái)壓電設(shè)備，為建設(shè)成本增加30.7萬(wàn)英鎊開支。即使不考慮制造或安裝成本，也需要大約12年的時(shí)間才能賺回這筆錢。