如果城市可以創造和儲存自己的電力，就算遇上全國大停電，也無須擔憂，甚至未來市民收到的電費帳單可能來自市長，葡萄牙的一個創新項目設想了這樣的一個新時代。
在未來，城市真的可以在能源上自給自足嗎？
葡萄牙「脫碳生活實驗室」
根據國際能源署（IEA）2021 年的能源政策審查報告，葡萄牙相當依賴進口化石燃料，2019 年，葡萄牙的能源進口依賴度為 74%，是國際能源署成員國中依賴度最高的國家之一。所有石油、天然氣和煤炭都是進口的。不過，近年來葡萄牙持續發展再生能源，並提高再生能源在能源供應中的比例，尤其是在電力上，可以說，在減少能源進口依賴性方面取得了不少進展。
葡萄牙北部城市布拉加（Braga）人口約 20 萬人，是葡萄牙最悠久的古城之一，也是北部商業中心。位於布拉加的「脫碳生活實驗室」正在設計和研究乾淨能源的生產和儲存新技術，並設想城市在不遠的將來可以監督自己的能源供應。生活實驗室是「Baterias 2030」的核心，這是一個葡萄牙計劃，旨在建立一個基於低碳微電網的能源社區，替代化石燃料，減少城市中產生的二氧化碳。
加強城市能源獨立
「我們的想法是創建一個可以在本地發電並透過自己的電網自主運行的能源社區。」Baterias 2030 團隊的工程師兼主要研究員 Pedro Salomé 在接受《euro cities》說道。
Salomé 是國際伊比利亞納米技術實驗室 (INL) 的團隊領導人，該生活實驗室由 9 個國家研究機構與 14 家公司聯手合作，希望將 Baterias 2030 計畫設想的未來變為現實。目前，布拉加市議會作為「觀察夥伴」參與其中，如果該實驗項目被證明可行，代表布拉加市未來在能源上可以變得更加獨立。
「城市不能繼續只用電，未來將不得不生產自己的能源。實現這一目標的其中一種方法是透過可再生能源，這也將促進城市脫碳。」Baterias 2030 首席研究員 Pedro Salomé 解釋說。
隨著專家預測未來城市人口的繁榮，實現城市的能源獨立性也將變得更加重要。
聯合國預估，到 2050 年，將有近 7 成的人口集中在都市。「城市將日益成為主要的能源用戶之一，因此在當地生產能源是很合理的。」Salomé 解釋說。
布拉加市長 Ricardo Rio 認為 Baterias 2030 是一個前瞻的創新模式，而且相當可行，「它將該地區的科學家和企業置於電力存儲和管理的最前沿，並預測城市將在永續能源革命中發揮主導作用。」
城市綠色電力實驗室
生活實驗室位於布拉加市中心，一個前軍警總部內，該軍警總部後來被改建並更名為「Gnration」。該建築為市政府所有，如今已成為一個創意中心，同時作為藝術、展覽和音樂中心，同時容納初創企業和大學廣播電台等。
Salomé 說，這個建築物充滿了來這裡工作或參觀的人，它為測試項目的創新提供了理想的現實條件。
2021 年 7 月下旬啟動的 Baterias 2030 將在 2023 年達到其第一個里程碑，屆時「脫碳生活實驗室」將完成並投入使用。
實驗性基礎設施將基於綜合方法，用不同的再生能源供應電力——電池、太陽能電池板、路面發電和城市風車——為建築物的微電網收集電力。
GNRartion （圖片來源：baterias 2030）
微電網
因再生能源為間歇性能源，在陰天、無風天氣時，太陽能板與風力發電會有無電可發的情形，所以需要儲存時間長的儲能系統，將電力儲存起來，以便之後使用。
電池是該計畫的核心；該項目的名字來源於電池並非偶然（Baterias 在葡萄牙語中是電池的意思）。電池將為生活實驗室所在的建築物供電，並為附近的電動汽車充電站供電。
在屋頂和建築外牆上，光伏電池板將收集太陽能以進一步為微電網供電。除了傳統的太陽能網絡，研究人員還將開發和安裝一種由鈣鈦礦製成的新型面板，鈣鈦礦是一種可以在當地生產的高性能材料。
風車將為建築物附近沿路的路燈供電；此外，生活實驗室附近的路面也能提供額外電力，讓路面收集太陽能和動能並將兩者輸送到當地電網。Salomé 說，這種路面發電的開發仍處於早期階段，但在 Baterias 2030 計畫中進行測試可能有助於技術的飛躍。
BATTERIES 2030 – 電池作為城市永續發展的核心要素（圖片來源：lneg.pt）
從生產到儲存
電池、太陽能電池板、風車和路面結合在一起將產生多餘的電力，可以用於不同的用途。除了為生活實驗室所在的建築物供電外，多餘的能源還可以出售給附近的建築物。
然而，將額外的電力儲存在電池中，以便滿足建築物在未來幾個月內的能源需求，這給專家們帶來了主要挑戰，Salomé 坦言道：「該項目的目標之一是找到最具成本效益的儲能解決方案。」為此，Baterias 2030 計畫的一大重點是新一代電池的開發。
「我們在這個領域有幾條研究方向。其中之一是為廢舊電池提供第二次生命。一旦它們不再為電動汽車或公共汽車提供動力，它們仍然可以安裝在其他地方。」
「與此同時，我們將著眼於設計下一代鋰離子電池。我們還想製造一類非常適合固定式應用的新型氧化還原液流電池（Redox flow battery, RFB）。」Salomé 解釋。
城市韌性
對於城市而言，葡萄牙的實驗有望勾勒出未來的城市能源革命，但要實現這一目標，專家和市政當局需要並肩作戰，Salomé 說。
「與市政當局合作至關重要，要確保我們的解決方案也適用於他們，並且我們的發明可以合理地安裝在城市環境中。」Salomé 評論，「例如，建立我們的微電網也可能意味著改變或調整當地立法，因此我們需要與市政當局交談並讓官員參與進來。」
Salomé 堅信，其他城市也將從 Baterias 2030 中受益。「當地的微電網將使城市更具彈性，因為城市將自己發電。如果其他地方的發電廠發生故障，例如由於自然災害，市政當局仍然能夠在不依賴其他實體提供的電力資源的情況下，為當地使用發電。」Salomé 解釋。
參考資料
eurocities、themayor、iea、dstsgps（圖片來源：We Braga）
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