

你想不想再也不用交电费?科技的进步使一些消费者有可能脱离电网——这曾经只有那些负担得起相关费用的超级富豪,或者愿意用便利换取自由的生存主义者才能做到。现在情况已经不同了。
我最近与能源研究员赛义德·阿里·萨达特(Seyyed Ali Sadat)合著的一项研究表明,经济平衡已经发生了变化,现在许多家庭可能会通过切断与电网的联系而在经济上变得更好。然而,这可能对每个人都不是一件好事。
早在2000年代,太阳能就很昂贵。太阳能行业的目标是将太阳能电池板的成本降低到每瓦3美元以下,因为这样就可以以足够低的成本生产太阳能电力,在没有补贴的情况下具有经济竞争力。在过去的一年里,太阳能的成本大幅下降。
到2011年,我们首次在美国和加拿大表明,太阳能发电的平均成本已经达到了电网平价。这意味着人们可以拥有一个电网计量、并网的太阳能系统,并支付与电网成本相同的电费。
你的电能表会在白天向后旋转,因为你积累了太阳能电力积分,然后在晚上向前旋转,因为你使用电网电力。如果你的太阳能电池尺寸正确,你就不用付电费了。

当我2011年搬到密歇根州时,我安装了太阳能,获得了超过10%的投资回报率。密歇根理工大学(Michigan Tech)的许多其他教职员工也这么做了,我们所在的地区是第一个达到密歇根州武断规定的1%分布式发电上限的地区。
太阳能成本不断下降,十年后,我与一位来自瑞典的工程师合作——瑞典几乎每家每户都有热泵——证明了太阳能成本如此之低,他们可以有效地补贴密歇根州北部和安大略省的热泵,使其盈利。尽管投资回报率不高,只有百分之几,但这足以使太阳能供暖比天然气供暖更可行。
如今,在美国,热泵的销量已经超过了普通炉,但加拿大对热泵的需求仍在升温。自那以后,太阳能组件的价格已降至每瓦1美元以下。
这种转变引起了一些电力公司的担忧;在他们传统的商业模式下,每一个新的太阳能客户都会减少他们的利润。有远见的公司接受了太阳能,并为他们的客户提供资金。有些人甚至把客户的屋顶租下来安装太阳能电池板。

然而,许多电力公司采取了不同的方式,试图削弱净计量。一些人通过增加客户不可避免的费用来操纵费率结构,同时降低电费,使净计量太阳能系统对客户的吸引力降低。由于离网系统现在更便宜,这种策略可能会把客户赶走。
太阳能成本持续下降,现在是历史上成本最低的能源。仅去年一年,电池的成本也大幅下降了50%以上。
并网住宅太阳能系统目前主导市场,主要是由于历史上的净计量。随着公用事业费率结构偏离实际净计量,增加不可避免的费用或限制电网接入,太阳能消费者发现离网变得更加经济可行。
我们最近的研究表明,由于这些费率结构的变化,电网背叛对许多家庭来说在经济上是有利的。
以圣地亚哥的一个典型家庭为例。在对离网系统(太阳能、柴油发电机和电池)进行2万美元的初始投资后,他们支付的电费可以比接入电网时少45%。
该系统只需6年就能收回成本,即使更换电池,他们也能在第8年再次实现收支平衡。在系统的使用寿命内,这些家庭可以节省超过4万美元的电费。

自从我们使用一年前的数据进行分析以来,电池成本进一步下降,增加了投资回报。以前处于经济生存能力边缘的地区现在显然是电网叛逃的机会。
这些趋势,加上电网电力成本的增加以及太阳能和电池成本的下降,使得经济电网背叛成为一个突出的问题。
但这也引发了人们对潜在的“公用事业死亡螺旋”的担忧,即随着越来越多的客户为了省钱而离开电网,留下的客户将面临更高的电力成本,从而促使更多人离开电网,直到公用事业公司破产。
这一趋势引发了两大担忧。首先,那些无法负担离开电网的人——通常是最贫穷的家庭——最终将为电网剩余的化石燃料电力支付最多的费用。退出电网需要高昂的前期成本,并不是每个人都能负担得起。
其次,我们的研究表明,作为离网太阳能和电池系统备用的柴油发电机将造成严重的污染——在某些地方甚至比电网还严重。
我们的研究结果表明,在不久的将来,监管机构必须考虑到光伏-柴油发电机-电池系统的大规模经济电网缺陷是一种非常现实的可能性。为了防止公用事业的死亡螺旋和碳排放的增加,我们必须建立一个鼓励太阳能生产商继续上网的费率结构。
监管机构能做的最糟糕的事情,就是允许电力公司为了短期利润而增加不可避免的成本。这可能会适得其反,因为从长远来看,公用事业公司将完全失去客户。随着太阳能和电池成本的持续下降,这个问题只会变得更加紧迫。