作者:约书亚·M·皮尔斯,

Going off grid is a financial win for some, but it's a threat for poorer families and the environment
表后屋顶太阳能系统,屋顶上的太阳能电池阵列在阳光照射时产生直流电。直流电通过逆变器转换为交流 (AC) 电。在大多数系统中,交流电源直接连接到主公用事业断路器面板,为家庭提供电力。额外的太阳能被输入电网。图片来源:国家科学院

您希望不再有电费账单吗?技术的进步已经使得一些消费者有可能与电网断开连接——这一举措曾经只有那些能够负担得起相关成本的超级富豪或愿意用便利换取自由的生存主义者才能采取。现在情况已不再如此。

最近的一项研究我与能源研究员赛义德·阿里·萨达特(Seyyed Ali Sadat)合着的文章揭示了经济平衡已经发生了变化,现在许多家庭通过切断与电网的联系可能会获得更好的经济状况。然而,这对每个人来说可能都不是一件好事。

我们是怎么到这里的?

早在 2000 年代,太阳能的成本就很高。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,因为这将产生以足够低的成本在没有补贴的情况下具有经济竞争力。一年来,太阳能成本大幅下降

到 2011 年,我们首次在美国和加拿大展示了太阳能发电平准化成本已达到电网平价。这意味着人们可以拥有一个净计量、并网的太阳能系统,并支付与电网成本相同的电费。

当你积累太阳能电力信用时,你的公用事业仪表会在白天向后旋转,然后在晚上当你使用电网电力时向前旋转。如果您正确地确定了太阳能的大小,您将永远不会支付电费。

2011 年,我搬到密歇根州,安装了太阳能,投资回报率超过 10%。许多其他密歇根理工大学也做了同样的事情,我们的地区是第一个受到影响的地区密歇根州任意强制规定百分之一的分布式发电限制

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——那里几乎每个房子都有热泵– 表明太阳能成本如此之低,以至于可以有效地补贴热泵以实现盈利在密歇根州北部和安大略省。尽管投资回报率较低(只有百分之几),但这足以使太阳能供暖比天然气更可行。

电力公司的担忧

今天,在美国,热泵的销量比普通炉子的销量还要多, 但加拿大仍在对他们热身。此后太阳能组件的价格大幅下降每瓦低于 1 美元

这一转变引起了一些电力公司的担忧;在传统的商业模式下,每个新的太阳能客户都会减少利润。有远见的公司拥抱太阳能并为其客户提供资金。有的甚至租了客户的屋顶用于太阳能电池板。

然而,许多电力公司却走了不同的道路试图削弱净计量。一些操纵利率结构通过增加客户不可避免的费用,同时降低电价,降低了净计量太阳能系统对客户的吸引力。由于离网系统现在更便宜,这种策略可能会赶走客户。

太阳能成本持续下降,现已成为历史上成本最低的电力。费用为就在去年,电池也暴跌了 50% 以上

网格叛逃是一个现实的选择

并网住宅太阳能系统目前在市场上占据主导地位,这主要是由于历史净计量。作为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,电网叛逃对许多家庭来说在经济上是有利的。

例如,考虑圣地亚哥的一个典型家庭。在对离网系统(太阳能、柴油发电机和电池)进行 20,000 美元的初始投资后,他们可以比保持连接到电网时少支付 45% 的电费。

该系统只需六年即可收回成本,即使更换电池,他们也能在第八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 40,000 美元的电费。

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加利福尼亚州圣地亚哥离网项目的现金流。各种颜色条显示每年的现金流入或流出,黑线显示每年的总资金,直到第 25 年终生储蓄。图片来源:Sadat 和 Pearce,2024年

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,提高投资回报率。以前处于经济可行性边缘的地区现在显然是电网叛逃的机会。

这些趋势,加上增加电网电力成本太阳能和电池成本的下降,使经济电网叛逃成为一个突出问题。

但这也引发了人们对潜在“公用事业死亡螺旋”,随着越来越多的客户为了省钱而离开电网,留下来的客户将面临更高的电费,促使更多的客户离开电网,直到公用事业公司破产。

保持在网格上

这种趋势引起了两个主要担忧。首先,那些无力离开电网的人(通常是最贫困的家庭)最终将为剩余化石燃料支付最高费用来自网格。离开电网需要高昂的前期成本,并不是每个人都能负担得起。

第二,我们的研究表明用作离网太阳能和电池系统备用的柴油发电机将造成严重污染,在某些地方甚至比电网污染还要严重。

我们的研究结果表明,监管机构必须考虑在不久的将来光伏柴油发电机电池系统大规模经济电网脱节的可能性。为了防止公用事业螺旋式死亡和碳排放增加,我们必须制定鼓励太阳能生产商留在电网上的费率结构。

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持续下降,这个问题只会变得更加紧迫。

本文转载自对话根据知识共享许可。阅读原创文章The Conversation

引文:对某些人来说,脱离电网是一种经济上的胜利,但对贫困家庭和环境来说却是一种威胁(2024 年,10 月 10 日)检索日期:2024 年 10 月 10 日来自 https://techxplore.com/news/2024-10-grid-financial-threat-poorer-families.html

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