下个发电站可能在车库诞生 特斯拉正改变传统电网

　　据CNET报道，十年后，打开电灯开关的方式很可能没啥变化，就像我们的父母或祖父母那样平常。但在幕后，发送电子以点亮电灯的系统可能完全不同。今天我们使用的电能大部分源自发电站，将来则来自附近的太阳能电池板，然后在你家车库中的巨大电池中待上几个小时，直到被你使用。这是因为自从100多年前首次建立以来，电网正面临着最大的变革。这次，我们所有人将与发电公司和配电公司共享控制权。

　　普通民众、初创企业以及老牌发电公司都在参与到这场变革中。但是这种趋势的最大梦想家、受益者之一就是特斯拉电动汽车公司首席执行官伊隆·马斯克（Elon Musk）。他正向你出售能够发电的太阳能屋顶，能够储存所有电能的大型电池，以及能够利用太阳能蓄电池充电的电动汽车。

　　相比其他公司，马斯克已经在市场上处于领先地位。但他正帮助建造新的电网系统，这里每个人都能发电，而每个人又都是消费者。住宅甚至电力公司安装的大型电池可以吸收这些电能，并在电力供应紧张时释放出来。美国加州电力公司Pacific Gas & Electric负责领导电网创新努力的高管维韦克·那拉扬南（Vivek Narayanan）说：“我们正努力摆脱传统的单向电网，并向未来电网演进。”

　　图2：住宅和发电站中的太阳能电池和大型蓄电池可能彻底改变100多年前出现的电网系统

　　绝大多数人会在汽车燃油耗尽前为其重新加油，但是电网的工作机制完全不同。无论在任何时候，电力公司都必须确保供应的电力与人们消耗的电力保持精确平衡。当电视肥皂剧《EastEnders》结束后，英国电力供应商必须做好应对电量需求激增的情况，因为成千上万的人开始煮茶。

　　值得注意的是，电网系统的工作非常稳定。与个人财务相比，许多人需要在银行账户中保留一笔现金，以应对日常的财务波动，但电网运营商的“过河钱”几乎为零。而这正是未来非常棘手的地方。煤炭发电、水力发电以及核能发电通常可产生稳定的电力供应。其他发电方式，比如日益增多的天然气发电，都是为了满足用电高峰期需求而出现的。但是替代能源，主要是太阳能发电和风力发电需要在有太阳或风大的时候才会有效。这令匹配电力供应与需求变得更难，特别是当人们下班回家后，太阳能电池板也刚好停止发电。

　　图3:2年前，马斯克为个人住户发布了Powerwall电池，为公司和电力公司推出了Powerpack

　　为行业客户提供咨询服务的资产管理公司Lazard负责北美能源基础设施业务的主管乔纳森·米尔（Jonathan Mir）说，尽管全球变暖趋势日益明显，但特朗普政府希望重新复兴煤炭发电行业，虽然暴跌的天然气价格意味着煤炭发电时代被终结。电池制造商Eos Energy Storage首席执行官迈克尔·奥斯特（Michael Oster）也称：“现在是数十年来最热的时候，如今的电网必须满足更大的供电需求。如果你拥有储电设施，就可以建立更接近平均水平的电网。”

　　这可以让电力公司受益匪浅。电网级的电池储存系统（比如特斯拉的Powerpack）足以满足数百家用户的供电需求。虽然这些电池并不便宜，足以为750户家庭供电4小时的1兆瓦Powerpack安装成本达180万美元。但与升级输电线路和其他设备相比，成本依然更低。

　　Pacific Gas & Electric已经在萨克拉门托以北80公里处的变电站安装了2000千万时的电池，足以为375户家庭供电4小时。这些电力足以为33辆Chevrolet Bolt电动汽车充满电，或支持3.64万部苹果13英寸笔记本电脑MacBook Pro。特斯拉另外两个Powerpack项目规模更大，即夏威夷考艾岛Utility Cooperative安装52万兆时电池，可为870辆Chevy Bolt充电。南加州爱迪生电力公司新安装的80兆瓦时电池则可支持1330辆Chevy Bolt。

　　图4：特斯拉宣称单块Powerwall 2可满足普通两居室住宅全天电力供应

　　除此之外，特斯拉认为，当其“超级工厂”于2018年到2020年进入满负荷运转时，电池成本有望下降30%。Lazard的米尔表示，随着成本下降，以及存储方式的进步，太阳能发电和风能发电将会更受欢迎。对于电力公司来说，电网级的存储系统变得更有意义。但特斯拉可能更希望你为住宅购买5500美元的Powerwall 2电池，称单块Powerwall 2就可满足普通两居室住宅全天电力供应，但其加上安装费用成本将达到7000美元。

　　但米尔认为，这样的电池很难销售，对我们大多数人来说没有经济意义。Regulatory Assistance Project高级顾问吉姆·拉扎尔（Jim Lazar）也很看好电池存储系统的潜力，但只有人们接受更便宜的选择，比如电力公司控制的热水器或制冰空调只有在非用电高峰期时才会使用。

　　但是能源价格变化将会改变这个方程式。如今，大多数屋顶安装太阳能电池板的人，会在减去自家发电外，才会向功用电网支付剩余费用，这种方法叫“净额计量”。如果你消耗的电量与发电相当，那么自己就不必支付电费。这对个人来说是个好消息，但对电力公司来说则相当糟糕。

　　目前美国40多个州已经采用“净额计量”方案，这在电力公司和太阳能发电用户之间产生摩擦。为了更好地调整用电高峰期的电力成本，加州等州正改变“净额计量率”与监管规则。取消或调整“净额计量”可鼓励人们购买电池，在家储存电力。在用电高峰期，账单可能更高，这已经是越来越普遍的计费策略，最终可能令电池变得更有经济意义。南加州爱迪生电力公司先进能源存储团队负责人洛埃克·盖拉克（Loic Gaillac）说，如果关税和监管规则改变，住宅存储将得到“急剧扩张”。

　　拉扎尔说，当数以百万计的家庭为电网供电时，电力公司将面临着生死抉择。这种演变是不可避免的、有必要的，且正在进行中。尽管目前显得有点儿混乱，但像马斯克这样的科技领袖总是倾向于颠覆现状。随着太阳能屋顶和电动汽车的到来，你最好能够习惯它。