公共事业和财政障碍会影响夏威夷的太阳能热潮吗?

本文最初发表于360年耶鲁大学环境．

火奴鲁鲁的屋顶被重新漆成蓝黑色。从沙岛的平顶仓库到城市的居民区，闪亮的矩形遍布屋顶瓦片，收集着热带的阳光，为房屋供电。

对于阳光明媚的夏威夷来说，这似乎是不假思索的事，但直到2007年，政府和公用事业的激励措施，以及正确的经济政策，才迎来了真正的太阳能繁荣，产能大约每年翻一番。

今天，夏威夷在人均屋顶太阳能方面领先全国:大约10%的居民客户，5万多户据美国太阳能电力协会(Solar Electric Power Association)称，美国的屋顶上安装了太阳能电池板。相比之下，全国的这一比例约为0.5%。

但在2013年，这种繁荣几乎破灭。由于屋顶太阳能渗透的速度如此之快，夏威夷的公用事业公司现在正努力应对本土公用事业公司尚未完全面对的技术和经济挑战。夏威夷如何克服这些障碍，可以帮助其他公用事业公司在提高产能的过程中避开障碍。

“我们不能向任何其他州寻求解决方案，因为我们在大多数其他地方之前就遇到了问题，”达伦·帕伊(Darren Pai)说夏威夷电力公司(HECO) -服务于瓦胡岛、毛伊岛、拉奈岛、莫洛凯岛和夏威夷大岛的一组共同拥有的公用事业公司。

经济将夏威夷推到了太阳能竞赛的前列。零售电价是全国最高的每千瓦时34美分，全国平均12美分——因为这个偏远的岛链长期依赖进口石油来发电。这些高昂的电费，加上光伏板价格的下降，使得夏威夷比美国其他地方更早地负担得起太阳能。

州政府和联邦政府的政策也鼓励夏威夷开发太阳能。一项针对房主的计划，即净计量，允许他们将屋顶太阳能电池板产生的剩余电力以电力公司自己的高零售价格卖给电力公司。

这种财政激励是屋顶太阳能在这里比集中式太阳能发电厂大得多的部分原因。2013年，屋顶太阳能板的发电量占该州总发电量的近3%，几乎是太阳能发电厂的10倍。

唯一的例外是小岛考艾岛，当地的公用事业公司在那里建造了它拥有太阳能发电装置．

太阳能障碍

2013年底，夏威夷的太阳能热潮遇到了麻烦，当时HECO以技术和经济方面的限制为由，开始拖延批准新的屋顶太阳能系统连接到电网。

HECO说，一个主要的技术障碍是太阳能发电在夜间和多云天气时的间歇性。保持电力质量和可靠性在孤立的电网上已经很困难了，比如在夏威夷的每个岛屿上，而间歇性的太阳能供电又增加了挑战。

经济方面的障碍也非常巨大。一个世纪以来，用户一直从公用事业公司获得电力，现在他们开始自己发电，并通过智能设备帮助电网平衡供需，在需要时减少电力需求。

为了管理这种更复杂的关系，公用事业公司必须投资于新的基础设施。通过向拥有太阳能电池板的房主提供信贷，以零售价格购买剩余电力，也造成了收入的流失。

清洁能源顾问边沁·保罗斯(Bentham Paulos)说:“从本质上讲，这家公司现在是在和自己的客户竞争。”

这些问题并不是夏威夷独有的。

德国，欧洲领先的太阳能发电国，已经刺激了其众所周知的Energiewende，或能源转型计划，对房主提供慷慨的补贴。但经济压力迫使德国政府大幅削减所谓的“上网电价”，这种电价为房主支付高额利率，让他们将自家生产的太阳能卖回电网。因此，家庭太阳能发电的安装速度放缓。

在美国，夏威夷的可再生能源开发远远领先于其他州。夏威夷已经设定了一个生产目标到2030年，40%的电力来自可再生能源通过节能措施减少30%的需求。

到2013年底，可再生能源通过太阳能、风能、生物质能和地热能的组合，为该州提供了18%的电力。太阳能目前约占夏威夷可再生能源投资组合的六分之一，但它正在迅速增长。

公用事业的经济学

在夏威夷和世界各地，屋顶太阳能对公用事业提出了挑战因为他们无法控制。

这种“分布式发电”——在现有建筑上发电，而不是在中央发电厂——比公用事业规模的太阳能发电厂更有利于环境，因为它不占用农业用地或野生动物栖息地。问题是如何使它为公用事业工作。

HECO提出的解决方案之一是为所有新客户终止电网计量——允许家庭或企业业主以优惠价格将电力卖回电网的做法;现有的网络计量客户和那些申请未决的客户将保留他们的利益。

在上个月提交给国家公用事业委员会的一份文件中，HECO认为，太阳能系统的所有者可以不向公用事业公司支付任何费用，但仍然每天依赖它的电网，在夜间和云层消散时供电。

HECO在文件中写道，这意味着电网运营和维护成本“正越来越多地从使用太阳能的国家转移到没有使用太阳能的国家”。HECO将从新的屋顶太阳能系统中购买多余的电力，其价格与购买燃油电力的价格相当。

然而，该公司总裁马尔科·曼格斯多夫(Marco Mangelsdorf)表示，由于近期光伏电池板成本的大幅下降以及州和联邦税收抵免的持续，太阳能发电可以在没有净计量的情况下继续增长提供太阳能这是一家太阳能安装公司。

然而，檀香山的律师艾萨克·莫里维克(Isaac Moriwake)说地球他说，他已经看到公众对停止扣税的反对。他说:“这一举措消除了任何疑问，即HECO将太阳能减速超过一年的动机是为了保护他们的底线。”

曼格斯多夫不同意太阳能行业贸易组织反对结束电价扣减的做法投诉公共事业委员会他说，电价扣减已经起到了加速屋顶太阳能发电的作用，现在是时候结束对太阳能发电客户的补贴了。

Mangelsdorf预计公共事业委员会会批准HECO的请求，并指出监管机构在四年前就允许运营考艾岛电网的非营利组织考艾岛公用事业合作组织停止对新客户的电网计量。

尽管有了这些变化，太阳能在考艾岛也在蓬勃发展，合作社已经制定了一个雄心勃勃的目标，到2023年，可再生能源占岛上电力的50%。

但考艾岛的公用事业公司并没有为屋顶太阳能提供奖励，而是一直在建设太阳能发电厂。然而，曼格斯多夫说，考艾岛的电力需求很小——考艾岛有6.7万人口，电力需求约为瓦胡岛的1 / 15——这是一个不公平的比较。他说，在考艾岛，只有几个太阳能农场能走很长一段路。

今年1月，我参观了阿纳霍拉正在建设的一座12兆瓦的太阳能发电厂，该发电厂由夏威夷原住民托管。在山和海之间，一排排的嵌板保护着濒临灭绝的大雁。一个12兆瓦的装置有多大?我可以在15分钟内走完整个农场——与正在加州沙漠中建造的真正工业化的农场相比，这个农场微不足道，其中最大的农场发电量高达550兆瓦。

与瓦胡岛的屋顶发电相比，阿纳霍拉发电规模更小超过200兆瓦(PDF)．但在考艾岛，电网需求在傍晚时分达到峰值，仅为70兆瓦，阿纳霍拉的太阳能输出将产生巨大影响。它和另外两个自2012年以来共同建造的太阳能发电厂生成30兆瓦在下午三点左右。

在夏威夷的其他岛屿上，HECO正在获得外界的帮助来制造分布式太阳能。美国能源部的国家可再生能源实验室正在使用夏威夷作为试验场了解更多屋顶光伏发电的好处和限制。太阳城主要的太阳能系统供应商——美国太阳能公司也参与了这项研究。

聪明的权力

这个财团已经提出了一个解决关键障碍的方案。当某个社区的太阳能发电量超过该地区的耗电量时，就可能导致当地线路电压上升到电力设备无法承受的水平，从而可能损坏客户的电器或造成服务中断。HECO表示，这种担忧是允许放缓的很大一部分原因。

但更智能的逆变器可以提供帮助,研究人员发现。任何太阳能系统都需要逆变器来将太阳能电池板产生的直流电转换成电网上使用的交流电。逆变器制造商正在升级他们的设备，以便根据需要同时调整本地线路上的电压水平。逆变器也可以与电池系统集成，以存储多余的电力。在公共事业委员会(Public Utility Commission)提交的终止对新客户进行电网计量的文件中，HECO承诺，智能逆变器可以将社区线路的屋顶太阳能发电能力提高一倍。

夏威夷的太阳能实验将何去何从将在很大程度上取决于HECO的未来。去年12月，该公司以43亿美元的价格被总部位于佛罗里达州的公司收购NextEra Energy．观察家们不确定HECO的举动是否受到夏威夷可再生能源扩大规模所带来的挑战的启发。目前也不清楚此次收购将如何影响夏威夷的可再生能源扩张。

子公司NextEra能源资源是其中之一美国最大的可再生能源开发商．但它在佛罗里达州的受监管的公用事业子公司——佛罗里达电力与照明公司(Florida Power and Light)却一直处于不利地位广泛的批评阻止旨在提高屋顶太阳能和能源效率的政策。

这项协议让一些夏威夷人感到紧张。上个月，一个由清洁能源倡导者、太阳能贸易组织和社区组织组成的联盟成立请求(PDF)在考虑拟议的收购之前，美国公共事业委员会将完成其正在进行的夏威夷能源战略工作。

地球正义的律师莫里维克说:“我们倾注了大量的心血和灵魂来设想夏威夷的能源未来，我们需要完成这项工作，然后才能决定哪家公司可以满足这些需求。”地球正义在请愿书中代表塞拉俱乐部。“在夏威夷，一切都在上演。这就是为什么把事情做好是如此关键。”