作者:約書亞‧M‧皮爾斯,

Going off grid is a financial win for some, but it's a threat for poorer families and the environment
表後屋頂太陽能係統,屋頂上的太陽能電池陣列在陽光照射時產生直流電。直流電透過逆變器轉換為交流 (AC) 電。在大多數系統中,交流電源直接連接到主公用事業斷路器面板,為家庭提供電力。額外的太陽能被輸入電網。圖片來源:國家科學院

您希望不再有電費帳單嗎?技術的進步已經使得一些消費者有可能與電網斷開連接——這項措施曾經只有那些能夠負擔相關成本的超級富豪或願意用便利換取自由的生存主義者才能採取。現在情況已不再如此。

最近的一項研究我與能源研究員賽義德·阿里·薩達特(Seyyed Ali Sadat)合著的文章揭示了經濟平衡已經發生了變化,現在許多家庭通過切斷與電網的聯繫可能會獲得更好的經濟狀況。然而,這對每個人來說可能都不是一件好事。

我們是怎麼到這裡的?

早在 2000 年代,太陽能的成本就很高。太陽能產業的目標是將太陽能板的成本降低到每瓦 3 美元以下,因為這將產生以足夠低的成本在沒有補貼的情況下具有經濟競爭力。一年來,太陽能成本大幅下降

到 2011 年,我們首次在美國和加拿大展示了太陽能發電平準化成本已達電網平價。這意味著人們可以擁有一個淨計量、併網的太陽能係統,並支付與電網成本相同的電費。

當你累積太陽能電力信用時,你的公用事業儀表會在白天向後旋轉,然後在晚上當你使用電網電力時向前旋轉。如果您正確地確定了太陽能的大小,您將永遠不會支付電費。

2011 年,我搬到密西根州,安裝了太陽能,投資報酬率超過 10%。許多其他密西根理工大學也做了同樣的事情,我們的地區是第一個受到影響的地區密西根州任意強制規定百分之一的分散式發電限制

太陽能成本不斷下降,十年後,我與一位來自瑞典的工程師合作——那裡幾乎每個房子都有熱泵– 表明太陽能成本如此之低,以至於可以有效地補貼熱泵以實現盈利在密西根州北部和安大略省。儘管投資回報率較低(只有百分之幾),但這足以使太陽能加熱比天然氣更可行。

電力公司的擔憂

今天,在美國,熱泵的銷售量比一般爐子的銷售量還要多, 但加拿大仍在對他們熱身。此後太陽能模組的價格大幅下降每瓦低於 1 美元

這一轉變引起了一些電力公司的擔憂;在傳統的商業模式下,每個新的太陽能客戶都會減少利潤。有遠見的公司擁抱太陽能並為其客戶提供資金。有的甚至租了客戶的屋頂用於太陽能電池板。

然而,許多電力公司卻走了不同的路試圖削弱淨計量。一些操縱利率結構透過增加客戶不可避免的費用,同時降低電價,降低了淨計量太陽能係統對客戶的吸引力。由於離網系統現在更便宜,這種策略可能會趕走客戶。

太陽能成本持續下降,現已成為史上成本最低的電力。費用為就在去年,電池也暴跌了 50% 以上

網格叛逃是一個現實的選擇

併網住宅太陽能係統目前在市場上佔據主導地位,這主要是由於歷史淨計量。作為公用事業費率結構偏離實際淨計量、增加不可避免的費用或限制電網接入,太陽能消費者發現離網變得更經濟可行。

我們最近的研究表明,由於這些費率結構的變化,電網叛逃對許多家庭來說在經濟上是有利的。

例如,考慮聖地牙哥的一個典型家庭。在對離網系統(太陽能、柴油發電機和電池)進行 20,000 美元的初始投資後,他們可以比保持連接到電網時少支付 45% 的電費。

該系統只需六年即可收回成本,即使更換電池,他們也能在第八年再次實現收支平衡。在系統的使用壽命內,這些家庭可以節省超過 40,000 美元的電費。

Going off grid is a financial win for some, but it's a threat for poorer families and the environment
加州聖地牙哥離網計畫的現金流。

自從我們使用一年前的數據進行分析以來,電池成本進一步下降,提高投資報酬率。以前處於經濟可行性邊緣的地區現在顯然是電網叛逃的機會。

這些趨勢,加上增加電網電力成本太陽能和電池成本的下降,使經濟電網叛逃成為一個突出問題。

但這也引發了人們對潛在“公用事業死亡螺旋”,隨著越來越多的客戶為了省錢而離開電網,留下來的客戶將面臨更高的電費,促使更多的客戶離開電網,直到公用事業公司破產。

保持在網格上

這種趨勢引起了兩個主要擔憂。首先,那些無力離開電網的人(通常是最貧窮的家庭)最終將為剩餘化石燃料支付最高費用來自網格。離開電網需要高昂的前期成本,並不是每個人都能負擔得起。

第二,我們的研究表明用作離網太陽能和電池系統備用的柴油發電機將造成嚴重污染,在某些地方甚至比電網污染還要嚴重。

我們的研究結果表明,監管機構必須考慮在不久的將來光伏柴油發電機電池系統大規模經濟電網脫節的可能性。為了防止公用事業螺旋式死亡和碳排放增加,我們必須制定鼓勵太陽能生產商留在電網上的費率結構。

監管機構能做的最糟糕的事情就是允許電力公司為了短期利潤而增加不可避免的成本。這可能會適得其反,因為從長遠來看,公用事業公司將完全失去客戶。隨著太陽能和電池成本持續下降,這個問題只會變得更加緊迫。

本文轉載自對話根據知識共享許可。閱讀原創文章The Conversation

引文:對某些人來說,脫離電網是一種經濟上的勝利,但對貧困家庭和環境來說卻是一種威脅(2024 年,10 月 10 日)檢索日期:2024 年 10 月 10 日來自 https://techxplore.com/news/2024-10-grid-financial-threat-poorer-families.html

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