分布式叛逃者:当客户离开电网时
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当夏威夷州和美国能源部在2008年启动“夏威夷清洁能源计划”时——RMI为此努力向夏威夷州提供了详细和全面的政策建议——他们的目标很简单:使这个岛国摆脱进口石油的依赖。该国90%的能源来自进口石油，每年的成本为50亿到70亿美元。相关路线图计划到2030年实现70%的清洁能源，其中30%通过能效措施实现，其余40%通过可再生能源实现。
但是从这里怎么去那里呢?国家可再生能源实验室6月的夏威夷太阳能整合研究发现，可再生能源——尤其是风能和太阳能，重点是太阳能——可以提供夏威夷20%或更多的电力需求，而不需要重大的系统变化。但这仅仅是40%可再生能源目标的一半。
令人惊讶的是，国家可再生能源实验室20%渗透率的日子可能已经到来了。根据太阳能产业协会(Solar Energy Industries Association)的数据，截至2013年第三季度，夏威夷在新增和累计光伏装机容量方面再次跻身前10位。夏威夷电力公司为该州95%的人口提供电力。夏威夷电力公司的系统地图显示，瓦胡岛和毛伊岛等岛屿上的许多电网线路已经有了如此多的分布式发电，主要是屋顶太阳能发电，其发电量超过了白天最低负荷的100%。事实上，最分布式的发电拥挤电路现在甚至达到了15%的峰值负载(一些电路达到了令人震惊的50%到75%或更多)，美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的研究表明，电网运营商需要开始更加努力地思考，如何在不影响系统性能的情况下增加更多的太阳能。
目前来看，这一结果可能会让那些急于将太阳能安装在屋顶上的客户感到沮丧，部分原因是为了逃避(或至少从家庭电价中抽掉一部分)每千瓦时36美分的电价——这是美国各州中最高的，是全国平均水平的三倍。
一些客户被告知，他们不能在屋顶上安装太阳能并与电网连接——至少目前还不能。夏威夷电力公司说，它必须首先进行可行性研究，找出如何在不破坏系统稳定的情况下，安全地在电网上容纳更多的太阳能。这样的研究可能需要两年甚至更长时间，这引起了一些太阳能倡导者的愤怒。
尽管存在这些摩擦，但有迹象表明，夏威夷电力公司仍是一家太阳能友好型公用事业公司。去年年底，夏威夷电力公司放宽了简化互联的资格标准，这样更多的客户就可以安装并网光伏系统，而无需进行详细和耗时的互联研究。此外，尽管2013年的最新排名尚未公布，但2012年夏威夷电力公司(Hawaiian Electric Company)在全美260多家公用事业公司中，分别以新增太阳能光伏装机容量和每用户新增太阳能装机容量排名前10名和前4名。
尽管如此，一些新的太阳能光伏用户还是被告知要等待，而许多人并不想这么做。
例如，去年12月彭博社(Bloomberg)的一篇报道强调，瓦胡岛(Oahu)的一位房主花了3.5万美元购买了一个5.9 kw的光伏系统，却被告知无法将其接入电网。他不是一个人。一些观察人士估计，即使不是数千名，也有数百名客户发现自己处于类似情况。
分散叛逃者的崛起
急于等待夏威夷电力公司完成研究的客户面临着一个艰难的决定:要么放弃他们的太阳能光伏计划，继续支付高昂的零售电价购买电网电力，要么完全退出电网。
后者正是发生在毛伊岛建筑商和毛伊岛太阳能系统住宅客户的情况。毛伊岛建筑公司和毛伊岛太阳能公司总裁约翰·比斯解释说:“我们打算安装一个电网备份系统，这样我们就可以以一种更乐观的方式来确定电池库的大小，但当地公用事业公司拒绝了。”所以比尤斯和他的手下把整栋房子都封锁了。
这样一个客户网格背叛越来越可能成为一种可能性，不仅在条件成熟的夏威夷，而且在美国的其他地区，从加州的洛杉矶，到纽约州的韦斯特切斯特县，随着能源成本的平等化solar-plus-battery系统在相当的可靠性下，达到或削弱与电网供电的经济平价。
公用事业公司知道这一天即将到来。2013年1月，爱迪生电气研究所(Edison Electric Institute)发布了一份名为《颠覆性挑战》(Disruptive Challenges)的报告，将这个问题放在了首要和中心位置。美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)和劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)等机构的其他报告和研究也关注了这个问题。但没有人更具体地分析了地点和时间电网平价可能会发生——直到现在。
网格连接变得可选
为了回答这样一个基本而重要的问题，落基山研究所与荷马能源(Homer Energy)和CohnReznick Think Energy合作，后者是国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的分支机构，其微电网模拟软件支持上述分析，而CohnReznick Think Energy则为大型能源买家提供可再生能源系统方面的建议。
“很长一段时间以来，能源行业的心态一直是，电池存储将在我们发现冷聚变的同时变得经济，”RMI电力实践的高级助理莱娅·古奇奥尼(Leia Guccione)说。换句话说，平权不会很快实现。但事实证明，这种过时的观点是错误的。
根据太阳能产业协会的数据，在过去的两年中(2011年第三季度到2013年第三季度)，美国太阳能光伏系统的平均安装成本下降了33%，从每瓦4.5美元下降到3美元。进一步的成本下降显然是有可能的，部分原因是RMI的太阳能平衡系统的工作。古奇奥尼说，其结果是太阳能装置“以我们从未见过的速度”安装。事实上，根据彭博新能源财经(Bloomberg new Energy Finance)去年末的预测，2013年是全球太阳能光伏新增装机容量首次超过风能的一年。
其他因素还包括电池存储价格的持续大幅下跌，以及市场规模的迅速扩大，这主要得益于电动汽车的增长。RMI董事总经理Jon Creyts表示:“今年是存储领域普遍觉醒的一年。”古奇奥尼补充说:“太阳能和储能这两种技术结合的必然性现在开始达到一个关键的门槛。”
动机和地理位置的影响
在一些早期采用者中，这种必然性已经成为现实。他们的动机各不相同，从经济情况已经很明显的岛屿，到对恢复力和备用电力的兴趣，到对自给自足和能源独立的渴望，到对气候问题的关注，以及对低碳或零碳能源足迹的渴望。
最近关于电表演进的争论也推动了这个问题的发展，客户将电表后面的存储视为一种可行的选择，将电网和公用事业从等式中剔除。RMI电力负责人Dan Seif解释说:“如果你不能把(剩余的电力)卖回电网，或者如果回报很差——就像在一些修订过的电网计量方案中那样——那么你就有更多的理由去存储。”
对于收取高额需求费用的商业客户来说，这种动机也是存在的。比如，一个客户通常消耗50千瓦的电力，但峰值达到100千瓦。消费者需要为这个峰值的大小支付(大笔)费用，而太阳能加电池系统可以将其拆除。赛义夫说:“这样你的电池就会很划算。”
但是，除了早期的采用者，太阳能+存储系统将比宏观电网更便宜的那一天即将到来——而且是迟早的事。这才是真正的转变。
RMI 2月份的报告电网故障的经济学:分布式太阳能发电和储能在何时何地与传统公用事业服务竞争，分析了五个地点(夏威夷、加利福尼亚、纽约、德克萨斯和肯塔基)的住宅和商业方案，代表了一系列公用事业市场、零售电价和太阳能光伏渗透水平，所有这些都与保守和更激进的太阳能加电池成本预测相抵触。
响亮的结论是，在可预见的未来，太阳能+存储系统的电网平价将会到来。它已经在夏威夷面向商业客户，在未来5到20年内，它还将在这里出现，包括一些住宅市场，以及许多其他场景，包括在纽约和加州。
简而言之，这是一件大事。尽管行业估计，在更广阔的市场范围内，仅太阳能光伏发电就能更快地达到电网平价，但光伏发电系统基本上仍然依赖电网，因为对于绝大多数客户来说，太阳能在白天产生过剩的能源，而在晚上则完全不足。(这种依赖关系是有关修订电价计量政策和太阳能关税价值的争论的核心。)另一方面，如果客户愿意，太阳能加电池系统可以完全切断与公用事业的联系。
用最少的成本获得最大的收益
在许多情况下，完全脱离电网实际上并不能产生最优的能源解决方案。
“你不会想要叛变，因为最大的价值来自保持联系，”RMI的古奇奥尼解释说。“当你离开电网时，你需要投资于冗余和扩大系统规模，所以你最终会因为离开电网而承受系统成本的10%到50%的‘惩罚’。你可以通过保持电网连接来降低年度运营成本，这样你就可以更优化地调整系统规模，参与市场，获取新的价值流。”
目前的电力系统也有类似的过度建设问题，在任何时候，系统的容量都超过了它的需求。拥有更小的、模块化的资源作为供应基础的一部分，有助于在客户需求转变时保持更好的供需平衡，因此，太阳能+存储为电网提供的潜在好处，就像电网为太阳能+存储系统提供的好处一样。
“死亡螺旋真的不符合任何人的利益。这对整个社会是有害的，”荷马能源公司首席执行官彼得·利连索尔补充道。“我们已经有了这个基础设施。即使它的使用方式与我们过去不同，或者在某种程度上使用得更少，它仍然有价值。”
虽然叛变对每个人来说都不是最好的选择，但还是有可能的。古奇奥尼说:“对顾客来说，这将成为一个切实可行的选择。”“一旦你发明了什么东西，你就不能取消它了。这项技术将会被采用，公用事业公司需要为它的未来做好准备。”
SDG&E的Eisenman说:“目前，这些系统并不是作为‘切断电线’技术(在我们的地区)部署的，而是作为电网的连接部分。”“然而，随着这项技术在不久的将来更容易为客户提供，这种情况可能会改变，它确实代表了客户网站选项的演变。”
风险和机遇的阴阳
尽管电网故障的风险和公用事业的死亡螺旋，公用事业应该把太阳能加电池系统视为生存威胁吗?也许吧。
Creyts解释说:“公用事业公司肯定会感到受到威胁。“但这是一个威胁，应该被视为一个机会。存储不是对电网的威胁;它是网格的一个值。公用事业公司应该寻求发展自己的商业模式。”CohnReznick的Crowdis对此表示赞同:“公用事业公司应该把这看作是一个巨大的机遇，而不是像往常一样运行他们的业务模式，而不把这些发展视为除了刺激之外的任何东西。”
sd&e等公用事业公司对此表示赞同。艾森曼说:“我们相信，当这些系统与电网集成时，有潜力提供多种好处，包括提高可靠性，支持自我维持的微电网，集成电动汽车，以及平滑间歇性可再生能源的供应。”事实上，SDG&E已经在电网上安装了十多个锂离子电池系统，其容量从几千瓦到半兆瓦不等，并计划向电网添加更多的锂离子电池，以符合加州最近的能源储存要求。
太阳能+电池系统还提供了其他的机会，包括备用容量、峰值调整、降低充电需求，以及电压控制和频率调节等辅助服务。让这样的微电网与电网进行交易——无论是在现行法规下，还是在允许所有利益相关者更公平、更公平和更广泛参与电力市场的改革方案下——可以让每个人(实用程序、客户、第三方开发人员)从系统中获得最大的利益，至少成本。
多年来，RMI一直在研究公用事业的商业模式问题，甚至几十年，通过其合作电力创新实验室的项目，在论文中，如“配电边缘的新商业模式”，通过doe支持的创新太阳能商业模式的工作，通过与公用事业和州监管委员会的直接工作，还有更多，包括一份即将发布的关于替代商业模式的报告，该报告将更好地利用太阳能加电池系统所能提供的价值。
“在RMI，我们谈论的不是能源本身;相反，我们想要能源提供的东西:热水淋浴和冰啤酒，”古奇奥尼总结道。“消费者看重的是他们的电灯，他们的电子设备有可靠的电力供应;商业客户想要经营他们的生意。如果有一种更好的方法以更少的能源和更低的成本做到这一点，比如将分布式太阳能+存储系统集成到更大的电网中，这才是客户真正看重的。”Amory Lovins补充说:“如果这是一个岛屿式微电网架构，即使在大电网故障时，也能让客户获得重要的服务，那么价值将大大增加。”
“在我看来，答案是，”毛伊太阳能公司的Bews说，“电网互动家庭的电池存储。”时间会证明这是否会发生。
