革命性储能集大成系统CLES 发电产电制氧功用集于一身

如果每户家庭都有一台发电、储电、空调、供暖与氢燃料充电“all-in-one”机器，大概可以为住家省下许多能源成本，甚至可以达到 100% 电力自给自足，而这梦想并非遥不可及，目前已有厂商研发集大成技术，可望 18 个月后开始销售该家用系统。

澳洲纽卡索大学（UoN）与澳洲公司 Infratech Industries 致力于研发集大成能源设备，并称呼其为化学循环能源需求系统（Chemical Looping Energy-on-Demand System，CLES），该系统在 2017 年 4 月公布于世，专为医院、退休社区或类似规模的商业建筑设计，不仅可提供电力，还可用于供暖与制冷、制造氧气和氢气，可说是发电机与电池的组合。

该系统透过特殊混合晶体氧化还原反应驱动，当晶体进行化学反应时会发热并产生蒸气，借由蒸气驱动发电机，而晶体进行还原反应时，会释放其收集的氧气。纽卡索大学教授兼概念创始人 Behdad Moghtaderi 表示，晶体还原（Reduction）是个吸热反应，氧化则会排出热量，而机器可以透过天然气、电力、再生能源来驱动这个循环。

系统核心晶体受到知识产权保护，但团队表示，材料价位十分合理，每公吨仅以 112 美元购买，每次用量都很少且长效，届时晶体将会置于替换匣（cartridge）中，一盒可以用 6 个月到 2 年。

除了提供电力与氧气之外，CLES 产生的热量也能为建筑供暖，提供热水或用于制冷，或是调整制程，制造出氢气，未来可在自家为氢燃料电池车补充燃料。

CLES 有两种运作模式，可以把该系统当作大型电池，利用电网与再生能源供电，避免建筑受到停电影响，而与一般家用储能系统不同的是，他能同时提供电力、氧气、热水、供暖与制冷，就像储能系统界的瑞士刀，可以一机多用。

而第二种模式为“Energy on Demand”，系统将不断利用天然气让氧化还原稳定运行，CLES 天然气-电力目前转换效率约为 45%，让建筑电力与其他功用不会中断，也可以减少系统对电网依赖，并降低三分一的碳排量。

CLES 除了能节省电费，住户也可以销售多余的氧气或是氢气，不过研究人员也指出，目前尚未开发氧气市场与相关基础设施，但按照研究未来蓝图，假如机器可以产出大量氧气，厂商会制造一个氧气瓶，并挨家挨户收集氧气，用于医院与退休社区

为了测试 CLES 系统性能，团队已在澳洲纽卡索工厂生产设备原型，其最大发电量为 30KW，日发电量可达 720KWh，大概能供应 30 到 40 户家庭日常用电，而目前该团队希望可将 CLES 设备于个别家庭。

Moghtaderi 表示，团队正在研发小型化版本，试图将反应炉、各个设备缩小，并能全部置于小型冰箱大小的机器中，预计在 18 个月后推出，而家用 CLES 的性能将会优于特斯拉，成本也是特斯拉家用储能系统的 75%，并且能在一年半内回收成本。目前 Powerwall 售价 6,000 美元，预估家用 CLES 要价 4,500 美元。

（本文由 EnergyTrend授权转载；图片来源：Infratech Industries）

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