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首先要了解的是分散化既不简单也不普遍。在一些地方,分散化将占据主导地位。在这些地方,大部分消费者会自行生产其所需的电力,通常是使用太阳能光伏系统。另一些人可能会使用小规模的风力发电机。在那些日照和风力都不是很充足的地方,人们很可能主要使用天然气。在这些多种多样的能源的相互交错中,传统电网的持续改良版本将在未来的数十年间继续存在。
根据美国能源信息署(EIA)提供的信息,在2016年的前11个月,美国大约有4882万兆瓦时的电是由分布式太阳能产生的,比上一年增加了46%。不过这个份额还很小,美国能源信息署的数据显示,在2016年,美国约1.4%的电力来自太阳能电池板,其中包括来自大规模发电厂和分布式发电机所获取的太阳能电力。因为经济效益不断显现,太阳能的发展会加速。举例来说,最近在智利举行的电力竞价中,120兆瓦的太阳能发电的成本达到最低值,每兆瓦时的成本为29.10美元。
许多分析师预计,到2019年,与传统发电形式相比,分布式太阳能将完全具备成本竞争力。与此同时,一系列令人眼花缭乱的政府刺激措施——世界各地区,甚至在一个国家内部都不尽相同——正在帮助这项技术腾飞。
低成本的发电形式终将占据主导地位。但要指出真正的低成本选项是什么却有点困难,因为这既取决于地方情况,也取决于地方决策。
比如,管理部门正日益认识到燃烧化石燃料将带来巨大的社会成本。这些成本既来自居住在发电厂附近的居民与有毒排放物的直接接触,亦来自温室气体排放所引发的气候变化。从历史的角度来说,这些成本难以量化。因此,这些成本通常并不是由电力生产者或者消费者来承担,而是由受害者——比如庄稼受损的农民——来承担。
更多的公众开始关注污染的真实成本,以及考虑如何将大部分成本转移给电力生产者和可能的消费者。幸运的是,我们现在拥有建模和计算能力,可以开始为这些成本设定一个合理的下限,这使我们可以针对这些成本进行更合理的重新分配。
虽然关于重新分配成本的最佳战略还处于讨论中,但分布式可再生发电的效益及其可行性已经显而易见。由美国能源部资助的山核桃街项目(PecanStreet Project)在实施期间收集到的数据显示,在得克萨斯州奥斯汀市,在晴朗夏日的正午,装有太阳能电池板的房屋的发电功率通常能够达到四五千瓦,发电量超过了这所房子在这段时间中的通常用电量。
然而,屋顶太阳能板对于普通屋主来说是否有意义要取决于初始成本、维护成本、补贴、电网成本以及生产出的多余电量的销售价格。
美国能源部太阳计划(Sunshot Initiative)的目标是在2030年前使太阳能电力在不依靠补贴的条件下具备成本竞争力。(一家中国的政府机构也有类似的计划。)具体来说,该计划的目标是在2030年之前将分布式住宅太阳能的成本降至每千瓦时5美分;目前的成本是每千瓦时18美分。如今在美国,一套6千瓦的屋顶住宅太阳能系统,通常成本在1.5万~2万美元之间;具体金额取决于居住地点。根据美国能源信息署的数据,在美国,电网输送的电力的平均零售价格为每千瓦时12.5美分。因此,如果屋顶太阳能的发电成本是18美分的话,则与电网输送电力相比尚不具备竞争力。但许多国家的政府,比如美国政府,都对购买太阳能系统提供补贴,以使其具备竞争力。