互动科普

太阳能碰壁

随着太阳能供电系统不断普及，

很多家庭因此受益，但公共电网的用户却不断减少，

电网运行成本开始攀升，导致电力公司利润下降——

一场没有硝烟的太阳能战争，已在利益相关方之间打响。

撰文 戴维 · 别洛（David Biello） 翻译 汪梅子

但对于凤凰城地区的电力公司——亚利桑那公共事业公司（APS）来说，考克斯一家却像是占便宜的人。该公司表示，考克斯一家的电费减少后，仍然在使用电网，而他们并未支付用以维护地区电网的分摊费用。亚利桑那公共事业公司表示，每个安装了太阳能发电系统的家庭，都会给其他没有安装这类系统的家庭带来每年高达1 000美元的额外经济负担。为了弥补这一亏损，该公司拟向使用太阳能发电系统的家庭征收每月高达100美元的附加费。在利益相关群体的支持下，亚利桑那公共事业公司开始发动疯狂的宣传攻势，以说服公众接受这一费用。2013年，该公司在电视、平媒和互联网广告上花费近400万美元做广告。看来，太阳能在亚利桑那州大受欢迎，以至于电力公司把它视为眼中钉。

太阳能用户也不甘示弱，他们将拟征收的附加费称为“太阳税”。他们表示，电力行业需要竞争，然后尽自己所能发动公关反击，这还吸引了一些意想不到的同盟者。亚利桑那州共和党前主席汤姆·莫里西（Tom Morrissey）发问说：“为什么（电力公司）可以垄断电力供应？为什么我们不能自给自足？这样还可以减轻公共电网的压力。”

电力公司和太阳能用户之间的这场战争表明，公共电力产业正在发生根本性的转变。在美国和州立政府的推广下，中国生产的质优价廉的太阳能面板把太阳能从小众需求，变成了足以引发电力产业变革的重要力量，开始撼动存在了上百年之久的公共电力事业。家庭用户和电力公司之间的战争还有可能重写美国的政治版图，使环保主义者和茶党（代表美国下层保守派利益，主要分布在保守势力强大的美国南方和中部的农业州）团结起来，甚至有可能分化共和党。当然，这也很有可能会为公共电力事业带来新的经营模式。

太阳能遭禁

美国太阳能战争的成败取决于价格，目前太阳能已算价格低廉，而且它的价格还在持续下降。安装太阳能发电系统的公司可以大批量低价购买太阳能面板，价格已低至每瓦60美分，相比于5年前，下跌了一半。如果把所有经济因素都考虑进来，那么在电价达到或超过每千瓦时15美分的地区，太阳能发电的成本已经和公共电网的电价差不多了——在目前的美国电力零售市场上，这个价位的电力供应大约占了16%的份额。根据美国太阳能工业协会的数据，2013年有超过10万户美国家庭开始使用太阳能。在全美范围拥有化石燃料电厂、核电站以及大型太阳能电厂的NRG能源公司总裁戴维·克兰（David Crane）表示，太阳能技术的成本问题已经解决。目前唯一阻止太阳能系统普及的因素只剩下一个，克兰称之为“阻力成本”（friction costs）。

克兰所说的“阻力成本”包括选定太阳能面板的生产商和安装者，办妥州立和地方政府以及地方电力公司要求的文件手续，并合理、安全地安装太阳能面板。这些流程会让家用太阳能系统的成本至少翻倍，达到每千瓦5 000美元。一般美国家庭会安装功率为4~6千瓦的太阳能面板，大概可以满足全家一半的用电量。

但现在阻力成本也在下降——在一些情况下，家用太阳能用户甚至不用在这方面花多余的钱，这都要归功于太阳能设备租赁与安装公司，如SolarCity、Sungevity、Sunrun和Vivint公司。部分电力公司有时也会提供类似的“社区太阳能”服务。合同细节各有不同，但主旨都是公司为居民免费在屋顶安装太阳能面板，随之而来的各种税收减免和其他优惠，则由提供服务的公司所有。家庭用户只需支付租金和费率固定的电费即可享受这一切。总体算下来，用户支付的费用比现有电价还便宜。大部分租赁合同都是为期20年的，包括维护服务。

按照SolarCity公司总裁林登·赖夫（Lyndon Rive）的话说，这种做法的目的是消除人们对太阳能价格高昂的“成见”。他的公司预计：在2014年安装至少500兆瓦的屋顶太阳能面板，这一数字近两倍于该公司在2013年的业务量。美国联邦政府的税收减免政策也起到了促进作用——因为这条政策，家庭用户或其代理商在购买和安装太阳能发电系统时，最高可减免三分之一的费用。各种州级、地方和公共电网的优惠力度也让太阳能变得更具竞争力。

这些优惠措施使太阳能风靡亚利桑那州。根据亚利桑那公共事业公司的数据，如今亚利桑那州每天安装的家用太阳能面板超过15块。考克斯说：“走过一条街，你就会发现，家家户户的屋顶上都安装了太阳能面板。”亚利桑那公共事业公司可再生能源部的经理马克·罗米托（Marc Romito）表示，“靠太阳能实现能源独立”的家庭的数量在2010年时仅4 770户，现在已经增加到了30 000户以上，其中包括大型太阳能发电站和社区太阳能用户。可是，随着越来越多的家庭用户具备了发电能力，电力公司就失去了客户带来的利润，客户基础的缩小使他们难以负担发展大型基础设施的成本，例如建新电站或维护电网。根据亚利桑那公共事务公司的估计，在还没有使用太阳能时，每户家庭每月需要缴纳60美元的电网维护费用；当太阳能用户不使用电网供电时，他们就不再缴纳这60美元，因此，电力公司只好向未使用太阳能的家庭收取这部分费用。罗米托表示：“这种成本变化会逐渐失控。”使得该公司不得不牵头反对目前的家用太阳能潮流。

这个问题不仅在亚利桑那州存在，美国其他40多个州也允许家庭用户将太阳能面板产生的多余电力回售给公共电网，而且大部分州也要求电力公司购买这些电力。尽管太阳能仅占美国电力供应的0.25%，但如果屋顶太阳能像烟囱一样普及，电力公司就会担心自己破产或仅仅为维护电网而存在。电力公司还没有遭受如此重大的利润亏损，但它们已经预计到了这种情况的发生。因此，俄克拉荷马州和威斯康星州的电力公司也开始发起宣传，反对家用太阳能，夏威夷州的电力公司则已成功禁止使用太阳能面板的居民接入公共电网。

消费者的反击战

于是，家用太阳能用户发起了反击，其动机不仅仅是省钱，他们还有能源独立的需求。2013年，亚利桑那州的居民和太阳能行业的代表自己打起了广告，宣传太阳能的好处，包括自给自足、减少污染以及让亚利桑那公共事业公司这样的小型垄断企业感受到竞争。支持家用太阳能的代表也不认为他们是在“免费蹭网”，在他们看来电力公司的担心纯属多余。凤凰城地区一位安装了屋顶太阳能面板的居民苏·米切尔（Sue Mitchell）表示：“我们和别人一样，也要交电费。”26年来，她一直担任女童子军教练，她教授的内容之一便是如何自力更生。米切尔的太阳能系统可以提供家里所需电力的一半。凤凰城的另一位居民斯科特·麦凯（Scott McCay）家里没有安装太阳能面板，但他发现，经过10年的改进装修，例如提高隔热和使用节能灯泡等，电力使用量下降了约18%，但来自亚利桑那公共事业公司的每月电费账单却上涨了33%，这都是拜电价攀升所赐。

与电力公司不同的是，很多家庭用户还很青睐非集中式的电力系统，这样就可以降低对公共电网的依赖性，各家各户基本上可以自己满足用电需求。如何解决这些分歧，将会决定未来的电力供应方式，以及新的供应方式对环境的影响程度——这种变革首先会在亚利桑那州和加利福尼亚州发生，但很快，就会扩展到美国其他地区和全世界。在澳大利亚、西班牙和德国，太阳能的飞速崛起也导致了类似问题，比如，迫使德国一些大型电力公司濒临破产。总体而言，全球的太阳能面板安装量已经超过100 000兆瓦——足以满足近1 700万户美国家庭的用电。

为影响“太阳能战争”的结果，电力公司资助的研究组织爱迪生电力研究所（Edison Electric Institute）在2013年1月发布了一份题为《破坏性挑战》（Disruptive Challenges）的报告。该报告表示，可以称为“分布式能源”（distributed energy resources）的家用太阳能最终可能导致更多美国人不再使用公共电网，使电力公司陷入恶性循环。因电力销售下降，难以支付不断上涨的维护费用，电力公司不得不提高电价，而这样的做法只会鼓励更多人在自家的屋顶安装太阳能发电系统。该报告估计，目前控制美国电力的大约3 000家电力公司可能会在短短10~20年的时间内成为遥远的回忆。

这可能是夸大其词。屋顶太阳能发电系统很难满足美国的全部电力需求，特别是在阴天或电网电价较低的地区。就算是在家用太阳能最普及的地区，例如加利福尼亚州和亚利桑那州，它对电力公司的影响仍然很小——亚利桑那公共事业公司就从没有安装太阳能发电系统的家庭那里收回成本。但在夏威夷，当地电力公司还在研究太阳能用户的兴起对公共电网影响的同时，就已经开始禁止太阳能用户接入公共电网了，不过这种做法被州政府认为是“拖延战术”，而非积极应对家用发电系统带来的挑战。

电力公司还面对着更大的挑战——自2000年以来，全美范围内的用电增长开始逐步放缓。而且，这个挑战还会因为家用太阳能系统的普及、不断增高的能效而更加难以应对。由于大多数（尽管并非所有）电力公司的很多利润，都是来自新电站、输电线、智能电表等公共电网基础设施的建设，因此，在未来10多年或几十年，这一商业模式必然面临重大转变。而对于这种转变，家用太阳能系统目前还是一个变数，有可能使这种转变朝着好的方向发展，也可能带来不利影响。这就需要推出新的激励政策，或者找到新的商业模式，比如“社区太阳能”，以便保证美国电力系统可靠运行。

由于自我发电可以保证能源独立，在这一共同诉求的推动下，一些看似不太可能走到一起的人结成了同盟。美国南方电力公司旗下的佐治亚电力公司尝试阻碍太阳能发展，结果导致当地茶党在“教母级”活动家黛比·杜利（Debbie Dooley）的领导下，与自然资源保护协会（Natural Resources Defense Council）和塞拉俱乐部（Sierra Club）等团体的环保主义者组成了“绿茶联盟”。他们的目标是在佐治亚州内推动屋顶太阳能系统。杜利说：“太阳能正适合保守派”。她说让她感到非常惊讶的是，一些保守派人士表面上拥护自由的电力市场，但暗地里却支持政府背景的、垄断性的地方电力公司。“公平竞争应该是能源业的底线，应该让消费者自己决定采用怎样的电力供应。”

在这种不可思议的联盟的要求下，佐治亚公共事务委员会（Georgia Public Services Commission，一个全部由共和党组成、负责监管该州电力公司的委员会）投票决定，要求佐治亚电力公司在其未来规划中纳入更多太阳能。

共和党内部也在发生某种分裂。包括杜利在内的自由派和茶党人士认为，太阳能发电系统是用户的私人财产，应予以支持，而“美国繁荣”（Americans for Prosperity）等保守派组织和哈兰学会等智库则表示反对，他们还获得了油业大亨科氏兄弟的支持。共和党团体“美国税收改革”（Americansfor Tax Reform）的格罗佛·诺奎斯特（Grover Norquist）公开反对佐治亚州“绿茶联盟”和支持家用太阳能的其他保守派组织，并认为这些组织是被太阳能企业收买了，诺奎斯特表示这其实是一种“裙带资本主义”。

不过，财产所有权和能源独立似乎是大多数美国人都会支持的议题。赖夫表示：“亚利桑那州的消费者都愿意采用太阳能，因为他们现在可以控制自己的能源了。”这一前景使得威斯康星州和爱荷华州等地区出台了“太阳权利”法。法案规定，地方政府、居民协会或其他类似机构不得像亚利桑那州那样，禁止人们使用家用太阳能发电系统。

当一户家庭使用太阳能并脱离电网之后，电力公司究竟损失了多少，这是一大难题。这要考虑太阳能用户向电网回售电力时，电力公司究竟要付多少钱。回售电力的价格是由州级监管部门制定的。亚利桑那公共事业公司发起反对太阳能活动时，就以家庭电力的价格过高为理由——每千瓦时11美分，这和电网电价一样。该公司还表示，家用太阳能用户应该缴纳额外费用，因为这些用户仍在使用电力输送管线和其他基础设施，他们应该缴纳维护费用。该公司敦促负责电力问题的州委员会允许他们征收这笔费用。在与电力有关的事件上，监管机构通常的做法是，让电力公司和家庭用户各让一步，然后对双方的行为都做出限制。

另外，也不是所有支持太阳能的人士都站在家庭用户这一边。全世界最大的太阳能面板制造商First Solar的总部位于亚利桑那州，该公司总裁詹姆斯·休斯（James Hughes）就支持亚利桑那公共事业公司的“调价”提案。另一方面，曾担任议员、如今是“Tell Utilities Solar Won't Be Killed”（“告诉电力公司，太阳能是不会被扼杀的”）组织负责人小巴里·戈德沃特（Barry Goldwater, Jr.）则反驳说，亚利桑那公共事业公司是在试图阻碍家用太阳能的发展，以挽回自己的利润，而不是积极地寻求对策，在新形式下找到获利方法。

根据一家电力公司（得克萨斯州奥斯汀能源公司）的一份分析报告，电力公司对家用太阳能的收购价其实是比较低的。奥斯汀能源公司认为，家用太阳能用户回售给电网的电价，应该比零售电价高3美分，因为这种方式不仅避免了电力传输时的损耗，还可以满足用电需求的上涨，电力公司不用再急着投入数十亿美元兴建大型电站。这些因素甚至可以帮助非太阳能用户节省电费。美国内华达州公共电力委员会（Nevada Public Utilities Commission）的一份类似分析也认为，该州的家用太阳能用户并未导致普通用户电价提高。

但亚利桑那公共事业公司认为，家用太阳能只节省了发电的燃料成本，但电网的维护工作并没有因此推迟或减少。罗米托表示：“由于太阳能在本质上是间歇性的（晚上无法发电），因此它根本没有减少电力输送的成本。”他表示，这一结论的依据是弗拉格斯塔夫市和凤凰城的实际经验，而非纸上谈兵的研究。

亚利桑那州的电力监管机构——亚利桑那州公共事业委员会（ACC）似乎同意罗米托的看法，只不过该机构的做法比较隐蔽。2013年11月，亚利桑那州公共事业委员会决定，家用太阳能用户每安装一千瓦时的太阳能面板，就要缴纳70美分的费用，大概相当于每月平均缴纳5美元。这一费用几乎抵消了租赁太阳能面板的经济优势。赖夫表示：“现在很难在亚利桑那州开展业务，”尽管亚利桑那公共事业公司并未看到打算转投太阳能的家庭数量有所下降。

太阳能支持者发誓要继续斗争。亚利桑那州一家支持可再生能源的宣传组织“亚利桑那州洁净能源”（Clean Power Arizona）的狄龙·霍姆斯（Dillon Holmes）表示：“我们做得还不够，还没有把屋顶太阳能系统的真实情况完全告诉公众，包括好的和不好的方面。”

亚利桑那公共事业公司也打算于2015年，在公共事业委员会决定新一年度的电价时继续斗争。该公司总裁唐·布兰特（Don Brandt）在一份声明中说：“亚利桑那州公共事业委员会言简意赅，重点关注了电力成本的变化对非太阳能用户的影响，我们对此表示赞赏，”但目前的政策“不足以保护未安装太阳能面板的那100万居民的利益”。

不仅是美国，在其他国家也有同样的问题，哪怕是在那些太阳能技术和应用领先的国家也一样。德国和西班牙正在考虑对接入电网的太阳能系统收取费用，为那些至关重要的基础设施的维护提供保障。

走向舞台中心

这种收费可能会使太阳能产业的增长速度减缓，所以，发生亚利桑那州的“太阳能战争”，可能会影响到全美甚至世界范围内的太阳能工业和气候变化。相对于燃煤发电，屋顶太阳能系统对气候的影响更小；相对于核电站需要大量的冷却用水，太阳发电的用水量显然少得多。

就算美国在税收减免上的优惠政策在2016年彻底结束，太阳能也依然会显示出强劲的势头。如果太阳能面板价格降至每瓦50美分，美国所有州的太阳能电价就会和其他电力一样便宜。SolarCity公司正在纽约州水牛城建造新工厂，其太阳能面板产量将达到每年1 000兆瓦，如此大规模的产量有助于降低成本。美国能源部已在多个项目中投入8 700万美元，以降低太阳能面板成本，并将其安装费用降至50美分每瓦。全美房屋建造协会（National Association of Home Builders）的一项调查发现，超过半数的住宅建造公司计划在2016年时，为房屋配备太阳能面板。据爱迪生电力研究所估计，到2017年时，家用太阳能可能会比公共电力价格便宜三分之一左右。

一些家用太阳能用户希望在更大程度上摆脱对电力公司的依赖。凤凰城的一位承包商杰里·迪特里希（Jerry Dieterich）为自家屋顶租了6.4千瓦的太阳能发电系统，他表示：“我打算购买蓄电池，完全不使用公共电网的电。”如今，太阳能面板制造公司SunPower与KB Home住宅建造公司合作，在加利福尼亚州的150个社区，为人们提供配备了蓄电池的屋顶太阳能发电系统。SolarCity则为超过100家不同的住宅建造公司提供服务，还与特斯拉电动汽车公司合作，捆绑销售屋顶太阳能面板与配套的蓄电池。落基山研究所（Rocky Mountain Institute）的一份分析报告表明，到2020年代，配备蓄电池的太阳能发电系统在价格上将可与公共电网竞争。

最终，太阳能的普及不仅将改变美国公共电力，也会使郊区的田园生活以新的方式变得更具可持续性。家用太阳能系统（或许还会配上车库里的电动汽车，地下室里存放蓄电池也能用于储备太阳能，以便在夜晚或阴天使用）可能会减少公共电力公司的利润，但公共电网并不会消失。燃料电池或小型天然气发电机也会推动这种转变。亚利桑那公共事业公司的罗米托表示：“这场对话不仅仅关乎太阳能，”未来的电力监管“需要考虑到所有可用的科技，不管是燃料电池、蓄电池，还是在接下来的变革中诞生的新事物。”

换句话说，家用可再生能源是帮助人们实现能源自由的，所以太阳能战争也在改写地方、甚至可能是全美的政治形势。NRG的克兰在2014年2月的一次高峰会议上问道：“依靠1.3亿根木桩建立21世纪的电力系统，这种愚蠢的行为多么让人震惊啊！”他表示，用不了一代人，公共电网可能就会成为“过时的备用系统”。

考虑到这一前景，赖夫表示，电力公司正“在太阳能还没完全胜利之前，竭尽所能地阻止它”。但他和许多人都认为，电力公司其实应当接受太阳能，甚至引领潮流，以避免利润下降。

电力公司的变革已经开始。罗米托表示：“我们承认，顾客们非常想要屋顶太阳能系统。”亚利桑那公共事业公司提出了一个新计划，为3 000户家庭安装和维护屋顶太阳能系统，并向每户家庭每月收取30美元费用，为期20年。

类似地，也可以打破旧的规则，使电力公司通过节电手段来盈利。已经有很多私人和公司采取各种手段节电，例如提高输暖管道密闭性、更换漏风门窗、使用带有“能源之星”标示的电器和增加保温层。迪特里希表示：“我对很多人说过，首先要提高房子的密封性，让能源得到更高效地利用。”然后，再安装太阳能面板，获得发电的控制权。对于自己的屋顶太阳能系统，迪特里希的说法是：“它所做的就是帮我赚钱。”