現代的都市，需要許多能量來維持，因此確保穩定的，甚至是開發新的能量來源，成為了許多現代人的煩惱。今天就跟大家分享一個「新穎」的能量貯存方法，然後再探討一下「能量守恒」這個大自然規律。
發電量靠估 多少都出事
發電廠每天每月每年不停地運作，為我們不間斷地供應電源。不過我們對電力的需求隨着早晚、天氣、季節而經常變動，發電廠要估算產生多少電流，也是一件不簡單的差事：生產的電流太少，市民不敷應用，自然「天怒人怨」；生產得太多，卻又可能浪費了資源。因此，許多城市都會考慮不同的方法，把生產得過多的電力貯存起來，留待未來需求增加的時候再用。
用什麼方法把電力貯存起來呢？一些幸運的地方，就利用暫時多餘的電力把河水泵到更高的湖泊中；到了需要電力的時候，就讓湖水從高處一瀉而下，用水力發電的方法，把電流再次產生。
不過，不是每一個地方都這麼幸運，附近有較高的湖泊可以用來「貯存電力」。初創公司創辦人Bill Gross和Andrea Pedretti想到了一個新主意：不使用河水，用混凝土塊又如何？
沒湖不要緊 混凝土亦可
他們在瑞士嘗試了使用120米高的起重機，將每塊重35公噸的混凝土塊以起重機為中心一一疊起，仿效將河水泵到高處般用這個方法，將能量貯起來。到了需要電力的時候，就把高處的混凝土塊放下來，帶動發電機去發電。Gross和Pedretti在瑞士進行測試時，發現他們的這個系統能有效地貯存及釋放電能：85%被貯存起來的電力能夠被釋放出來，只有15%的能量被浪費到其他地方，與一般能夠將浪費壓低至10%的鋰離子電池不遑多讓。
這個在瑞士測試的系統規模也不算少：它可以貯存的電量，足夠支持2,000户瑞士家庭一天的需要。兩位創辦人現正四處與投資者洽談，期望能夠建造更大規模的系統，以及將它應用到現實生活之中。
能量可轉換 不生亦不滅
不管是利用河水還是混凝土，這些貯存電能的方法可能看似簡單，但其實都依賴了能量不生不滅、可以轉化成不同形式的這個科學原理上。
由於地心吸力的關係，我們需要付出「勞力」，才能將物件搬到更高的地方，因此在高處的物品擁有較多的能量，而這種視乎我們的位置在哪裡的能量就被稱為「位能」。
在以上的例子中，我們利用電力將河水或是混凝土帶到高處，就是將電能轉化成位能去貯存起來；到了要使用電力的時候，就將位能再次轉回電能。
倘若能量無法轉換成不同的形式，這個步驟就不能完成；又假如能量並非不生不滅，而是可以消弭於無形的話，在轉換能量形式的時候，可能許許多多的電能早已煙消雲散了。
這個「能量守恒」的大自然規律看似簡單，卻對我們的生活有着極大的影響呢。■張文彥 香港大學土木及結構工程學士
短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
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