

在我居住的洛杉矶,秋天的仪式会让人感到陌生。格里菲斯公园(Griffith Park)的“闹鬼的干草车”(Haunted Hayride)开放后,无尽的蓝天和接近90华氏度的午后高点仍会持续很长时间。当高温下降到更合适的季节数字时,它们将伴随着加利福尼亚的一个不幸的传统:浪费清洁能源。
在秋天和春天,无云的下午产生了太阳能发电的峰值,此时温度较低,需要较少的空调。当这种情况发生时,该州的太阳能发电场产生的能量超过了该州的使用能力,一些电池板就会被关闭。这个令人抓狂的问题——能源专家们称之为“鸭子曲线”的结果——已经变得越来越糟,因为可用太阳能的数量超过了州政府输送这些电力的能力。2017年初,该州仅有超过3%的太阳能以这种方式被浪费。根据加州电网运营商的数据,到2022年,这一比例达到6%,到2021年3月的下午,这一比例达到15%。如果天气特别多风,风能也会被浪费,今年4月,加州的风能和太阳能综合削减量创下了新纪录。
现在,该州把这个难题推给了它的居民。去年12月,加州公用事业委员会(California Public Utilities Commission)投票决定大幅削减拥有新太阳能电池板的房主从“净计量”(net metering)中获得的收益。“净计量”是指将自己多余的太阳能卖给电力公司。据《洛杉矶时报》(Los Angeles Times)报道,由于购买新太阳能电池板的数学计算不太有利,安装太阳能电池板的加州人越来越少。许多可以产生清洁能源的阳光屋顶根本不会。
加州在能源转型方面走在了全国其他地区的前面,但它在太阳能方面的不幸遭遇正在走向全国。在美国,摆脱化石燃料需要大力发展可再生能源。一份政府报告估计,要实现乔·拜登(Joe Biden)提出的用太阳能供应全国一半能源的目标,就意味着到2025年,美国的太阳能发电能力将每年翻一番,然后到2030年,每年翻三番。但是,由于没有更好的运输或储存太阳能的方法,加州和其他几个州已经关闭了非常好的太阳能电池板,并收回了鼓励美国人安装自己的太阳能电池板的激励措施。更多的美国阳光明媚的潜力即将被浪费。
德州大学奥斯汀分校能源研究所助理主任凯里·金告诉我,清洁能源的一点点浪费是不可避免的。这就是将不可预测的可再生能源整合到为化石燃料的可预测性而建立的电网中的非常不完美的本质。与呆板的煤炭或天然气发电厂相比,太阳能电池板更容易关闭和打开,因此在能源过剩时,它们首先被切断。理想情况下,我们可以把太阳能储存起来,在晚上用它来照亮天空,但这需要大量的电池,目前还处于早期阶段。多余的太阳能可以转移到日照较少的地方,以帮助他们燃烧更少的化石燃料,但电力不只是从阳光明媚的棕榈泉传送到阴雨绵绵的波特兰。长途运输需要重型电力线,还要在各种管理机构的官僚作风中穿行。
以德克萨斯州为例:该州以独立著称的电网与邻近系统的相互连接相对较少,无法将多余的可再生能源输送到其他地方。金说,当德克萨斯州在21世纪初开始大力推动可再生能源发展时,该州开始关闭太阳能电池板和风力涡轮机,并放慢了新涡轮机的建设速度,因为它缺乏足够的所谓输电线路,无法将可再生能源从多风的德克萨斯州西部快速输送到东部的大城市。当时,国家授权的输电线扩建解决了这个问题。现在,随着德克萨斯州的风能总容量从2010年的10吉瓦跃升至2022年的40吉瓦,这些新电线已经达到了极限。2022年,德克萨斯州浪费了5%的风能和9%的太阳能。如果不对电网进行重大修复,到2035年,这些数字可能会跃升至13%的风能和19%的太阳能。
在全国范围内,清洁能源同样受到输电线路的限制。规模微电网解决方案公司(Scale Microgrid Solutions)的联合创始人蒂莫西·哈德(Timothy Hade)说,现有的发电厂无法将所有的电力输送到需要的地方,因为没有足够的输电线让它们茁壮成长。该公司为家庭和企业建造清洁能源系统。拜登政府已经承诺数十亿美元用于电网现代化和扩大高压输电线路,但实际上建造它们非常非常非常困难。正如罗宾逊·梅耶(Robinson Meyer)去年在《大西洋月刊》(The Atlantic)上所写的那样,“如果你想建设新的输电线路,那么你需要赢得每一个州、县、市的批准,在某些情况下,还需要获得拟议线路沿线的土地所有者的批准。”
在可再生能源兴起之前,建设新输电线路的艰巨任务并不是一个紧迫的问题。但是现在太阳能已经普及到全国部分地区,他们别无选择,只能减少太阳能的供应。虽然这可能会减少工业规模的风能和太阳能发电厂的建成,但另一种选择是对那些拥有自己的太阳能电池板并通过净计量将其出售给电力公司的人冷淡对待。毕竟,净计量可以产生大量的电力:根据EIA的数据,加州超过15%的能源来自大型太阳能农场,大约10%来自住宅屋顶电池板。
和加州一样,其他州也选择了第二种选择。印第安纳州逐步淘汰了净计量,而在北卡罗来纳州,太阳能倡导者正在起诉该州允许其大型公用事业公司杜克能源(Duke Energy)强制其客户每月支付最低账单,并以一种倡导者认为会减少支出的方式调整净计量。据能源新闻网报道,亚利桑那州正在考虑削减家用太阳能的费用,威斯康星州的麦迪逊天然气和电力公司也是如此。其他几次险情也显示了净计量的危险状态:今年,由于公用事业公司在最后时刻支持这一做法,净计量到目前为止在新罕布什尔州勉强过关。去年,佛罗里达州州长罗恩·德桑蒂斯否决了一项法案,该法案将终止这种做法,并向家庭太阳能用户收取额外费用。
这并不是说打压在各地都发生了。例如,德克萨斯州允许特斯拉建立一个“虚拟发电厂”,这样,拥有埃隆·马斯克(Elon Musk)太阳能电池板和电池的人,只要有多余的能源,就可以把它们卖回来赚大钱。对于用这种方法来增加该国的太阳能供应,人们有合理的担忧。哈德称净计量是一种“钝器”——对于未来复杂的能源系统来说,这种方法太粗糙了。一个主要的问题是,太阳能电池板的所有者往往比普通美国人富裕得多,但他们却没有为电网的维护支付公平的份额,这已经包含在电力公司向其他人收取的价格中。有观点认为,屋顶安装太阳能的房屋越多,没有太阳能的人就必须支付越多的费用来维护所有人需要的基础设施。King说:“随着我们的发展,净计量不能成为最终的解决方案。”“这只会造成一点太大的差距。”
对净计量越来越强烈的反对不仅是对浪费太阳能的回应,也是对盈利性电力公司的警惕,因为屋顶太阳能板不能给他们带来利润。把装有太阳能电池板的家庭、公寓楼和企业变成小型发电厂的想法具有潜在的变革性,而净计量是人们首先负担得起太阳能电池板的一个重要因素。太阳能电池板的价格可能高达1万美元,在加州,净计量带来的额外现金帮助居民在五到六年内收回昂贵的太阳能电池板成本。根据一项分析,现在需要长达15年的时间。
这样,美国最终将浪费更多潜在的清洁能源。到目前为止,只有不到10%的美国家庭安装了太阳能电池板。剩下的则是大片尚未开发的房地产——数十亿平方米的阳光普照的长方形土地,可以用来生产清洁能源。各州和联邦政府对太阳能的激励措施仍然存在,但减缓净计量的结果是,居民将安装更小的太阳能电池板,这些电池板只产生足够自己使用的能量,哈德告诉我,因为他们卖奖励果汁赚不了多少钱。或者他们根本不会得到太阳能。
对国产太阳能的挤压是一个正在错失的机会。净计量的退出让太阳能电池板的所有者不像小型发电厂,而更像末日准备者,也许是给地下室的备用电池充满电,以度过停电,但对国家的清洁能源供应毫无贡献。通过一种更细致的净计量形式,允许人们出售他们的剩余电量,或者随着“微电网”的出现,将社区联系在一起并允许他们共享能源,美国的屋顶可以为清洁能源的国家提供千兆瓦的电力。这种自己动手的方式可以解决我们无法建造新输电线的问题,但它与美国一个世纪以来的运作方式大相径庭,而且似乎还将在未来的许多年里运作:电力公司给你发电,你用它。