大約每六個月，道格·考克斯就會清洗他的屋頂，以便能夠產生更多電力。南面朝向的16塊太陽能電池板在鳳凰城強烈的陽光下可以產生近四千瓦的電力——足以抵消在這個炎熱氣候中冷卻他的房屋所需的大部分電力。但是這個兩年曆史的系統會積滿灰塵，從而減緩電流。“我妻子在上面沖洗掉肥皂，而我則在擦洗，”考克斯說，他是一位37歲的高中數學老師。“我們甚至讓五歲的女兒幫助我們。她在地面上，我們告訴她何時開啟和關閉軟管。”
考克斯一家是鳳凰城和其他陽光充足地區日益增長趨勢的一部分：房主使用屋頂太陽能電池板發電，並將多餘的電力出售給當地的電力公司電網。現在亞利桑那州有超過127,000戶家庭安裝了屋頂太陽能陣列。考克斯一家直接購買了他們的太陽能電池板，在計算後證明，該系統——壽命為20年或更長——將在大約六年內透過節省電費和稅收減免來支付12,000美元的成本。“去年，在五月、六月和七月，我們的公用事業賬單為零，這真是太棒了，”考克斯回憶道。其他月份，考克斯一家產生多餘的電力，這些電力被髮送到當地電網，用於抵扣未來的賬單。“我們的電錶倒轉，”他說。
然而，對於鳳凰城地區的公用事業公司亞利桑那公共服務公司（APS）來說，考克斯是一個搭便車者。它表示，由於沒有支付那麼多電費，這家家庭沒有支付其應承擔的維護該地區電力網的成本，而他們的房屋仍然在使用該電網。APS 聲稱，每戶太陽能家庭都會給沒有太陽能電池板的其他家庭帶來高達每年 1,000 美元的經濟負擔。為了彌補缺口，APS 提議對每戶太陽能業主每月收取高達 100 美元的附加費。為了說服公眾這項收費的必要性，在公用事業利益集團的支援下，APS 展開了廣告宣傳活動。2013 年，它在電視、印刷和網際網路廣告上花費了近 400 萬美元。太陽能似乎在亞利桑那州非常成功，以至於公用事業公司認為它是一種生存威脅。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
太陽能客戶進行了反擊，稱擬議的附加費為“陽光稅”。他們說電力行業需要競爭，他們盡力發起了一場公共關係反擊戰，包括爭取到了一些意想不到的盟友。“[公用事業公司] 為什麼應該被允許壟斷這種能源？” 亞利桑那州共和黨前主席湯姆·莫里西問道。“為什麼我們不能在減輕電網負擔的同時自給自足呢？”
公用事業公司和太陽能客戶之間正在爆發的戰爭揭示了電網經濟學的根本轉變。來自中國的廉價太陽能電池板，加上聯邦和州的激勵措施，已使太陽能從一個小眾追求轉變為電力行業變革的重要力量，其重要性足以威脅到已經存在了 100 年的公用事業公司。房主和行業之間的這場鬥爭最終可能會重新配置政治格局，團結環保主義者和茶黨人士，並可能分裂共和黨。可能出現的情況可能是電力網新商業模式的開端，以及郊區政治力量的新形式。
購買便宜，租賃更便宜
美國的太陽能戰爭將在價格上決出勝負，而太陽能目前價格低廉，並且還在變得更便宜。安裝公司可以批次購買太陽能元件，價格低至每瓦 60 美分，僅為五年前成本的一半。一旦將所有財務因素都考慮在內，如果住宅電價為每千瓦時 15 美分或更高，則太陽能現在與電網電力一樣便宜——大約佔美國零售電力市場的 16%。根據太陽能產業協會的資料，僅在 2013 年，就有超過 100,000 戶美國家庭安裝了太陽能。全國性公用事業公司 NRG Energy 的執行長大衛·克萊恩說，太陽能技術費用的挑戰已經克服，該公司擁有化石燃料和核電，但也擁有大型太陽能發電廠。剩下要做的就是他所謂的“摩擦成本”，才能使屋頂系統佔據優勢。
克萊恩所說的摩擦成本是指尋找太陽能電池板製造商和安裝商、向州和地方當局以及當地公用事業公司提交文書工作，以及正確安全地安裝太陽能陣列的成本。這些步驟至少可以將住宅系統的成本翻一番，達到每千瓦 5,000 美元。美國典型的家庭安裝四到六千瓦的太陽能電池板，抵消大約一半的家庭用電量。
但是摩擦成本也在下降，在某些情況下，對於房主而言，摩擦成本降至零，這要歸功於 SolarCity、Sungevity、Sunrun 和 Vivint 等本質上是租賃和安裝裝置的公司。公用事業公司本身有時也提供類似的服務，稱為“社群太陽能”。合同各不相同，但基本上公司出資在屋頂上安裝太陽能電池板，並獲得任何相關的稅收抵免和其他激勵措施。房主支付租賃價格和固定電價，從而使總賬單低於他們當前的電費賬單。大多數租賃合同為期 20 年，包括維護。
SolarCity 執行長林登·賴夫表示，其目的是消除太陽能昂貴的“汙名”。他的公司預計在 2014 年部署至少 500 兆瓦的屋頂太陽能，接近其 2013 年業務的兩倍。聯邦政府對太陽能安裝的稅收抵免有所幫助，允許房主或其代理人扣除購買和安裝此類系統成本的三分之一。各種州、地方和公用事業激勵措施可以使交易更加優惠。
這些誘因使太陽能在亞利桑那州非常受歡迎。根據 APS 的資料，該州每天有超過 15 個屋頂太陽能陣列安裝在家庭住宅上。“當您走在街上時，您會看到每隔一戶人家都安裝了太陽能電池板，”考克斯說。APS 可再生能源經理馬克·羅米託表示，這些“太陽能獨立戶”的數量從 2010 年的 4,770 戶增加到今天的 30,000 多戶，其中包括大型太陽能發電廠以及潛在的社群太陽能。但是，隨著家庭自行發電，公用事業公司失去了利潤豐厚的客戶，並且面臨著可以分攤大型基礎設施成本（例如建造新發電廠或維護電網）的基礎日益減少。根據 APS 的計算，維護當地電網（在太陽能電池板不發電時供電）的成本至少為每戶每月 60 美元，太陽能業主避免支付這筆費用。因此，公用事業公司向非太陽能客戶收取每戶安裝太陽能的額外 60 美元費用。“這種成本轉移可能會失控，”羅米託說，迫使該公司率先反對當前家庭太陽能的設定。
這個問題比亞利桑那州更大；超過 40 個州允許業主將太陽能電池板產生的多餘能源出售回電網，並且大多數州都要求公用事業公司購買這些能源。儘管太陽能裝置在美國電力供應中佔比不到四分之一的百分之一，但如果屋頂太陽能陣列像煙囪一樣普及，公用事業公司擔心它們可能會倒閉，或者僅僅為了維護電網而存在。電力公司尚未遭受如此巨大的收入衝擊，但他們看到了這種情況即將到來。因此，俄克拉荷馬州和威斯康星州的公用事業公司也開始散佈反對太陽能業主的宣傳，而在夏威夷，他們成功阻止了進一步的太陽能系統連線。
消費者反擊
太陽能業主奮起反擊，他們不僅受到節省開支的鼓舞，也受到能源獨立的鼓舞。2013 年，亞利桑那州的房主和太陽能行業代表投放了自己的廣告，宣傳太陽能的好處，包括自給自足、減少汙染以及為 APS 等小型壟斷企業增加競爭。他們駁斥了公用事業公司對太陽能搭便車者的擔憂。“我們像其他人一樣支付賬單，”鳳凰城地區一位安裝了屋頂太陽能的居民蘇·米切爾說，她花了 26 年的時間教育女童子軍自力更生以及其他追求。她的家庭系統提供了她家庭所需電力的一半左右。鳳凰城的房主斯科特·麥凱沒有安裝太陽能，他指出，經過十年對房屋的改造，例如更好的隔熱材料和更節能的燈泡，他的用電量下降了大約 18%，但他的 APS 月賬單卻增長了 33%，這要歸功於電價上漲。
與公用事業公司不同，許多房主也喜歡分散式電力系統的想法，該系統減少了對電網的依賴，家庭主要自行供應能源。這些衝突如何解決可能會重塑電力供應方式以及該系統對氣候的友好程度——首先是在亞利桑那州和加利福尼亞州，然後是在美國和世界的其他地區。澳大利亞、西班牙和德國的太陽能繁榮正在造成類似的困境，包括一些德國主要電力公司瀕臨倒閉。在全球範圍內，已安裝超過 100 吉瓦的太陽能發電量——足以為近 1700 萬美國家庭供電。
為了影響結果，公用事業公司資助的研究小組愛迪生電力研究所於 2013 年 1 月釋出了一份題為“顛覆性挑戰”的報告。該報告指出，家庭太陽能（它稱之為“分散式能源資源”）最終可能導致太多美國人脫離電網，使他們的公用事業公司陷入電力銷售額減少以彌補不斷上漲的維護成本的死亡螺旋。這將推高電價，從而鼓勵更多人安裝屋頂太陽能。該報告表明，現在控制美國電力的約 3,000 家公用事業公司可能在一二十年後成為遙遠的記憶。
這種觀點可能被誇大了。屋頂太陽能難以滿足美國的所有電力需求，尤其是在陰天地區或電網電力價格低廉的地方。即使在太陽能家庭最多的地方，如加利福尼亞州和亞利桑那州，對公用事業公司的影響仍然很小——例如，APS 只是從其剩餘的非太陽能客戶那裡收回成本。但在夏威夷，夏威夷電力公司限制了新的家庭太陽能連線，同時研究太陽能繁榮對其電網的影響，這使該公用事業公司因拖延戰術和未能積極應對家庭發電而受到州監管機構的譴責。
公用事業公司面臨的更大挑戰——以及家庭太陽能和能源效率可能會加劇的挑戰——是自 2000 年以來全國範圍內的用電量增長放緩。由於許多（但並非全部）公用事業公司透過建造新發電廠、輸電線路和其他電網基礎設施（如智慧電錶）來獲得大部分利潤，因此它們的現有商業模式在未來十年或更長時間內面臨轉型——家庭太陽能可能會對這種轉型有所幫助或損害。需要發明或推出現有的新激勵措施和新商業模式，例如社群太陽能，以確保美國可靠的電力供應。
這種自發電將提供的承諾的獨立性將一些不太可能的盟友聚集在一起。南方電力公司公用事業公司的子公司佐治亞電力公司試圖阻止太陽能發電的發展。這導致當地的茶黨，在活動家和祖母黛比·杜利領導下，與自然資源保護委員會、塞拉俱樂部和其他團體的當地環保主義者組成了她所謂的“綠色茶聯盟”。他們的目標：鼓勵該州安裝屋頂太陽能。“太陽能非常適合保守派，”杜利說，她對那些聲稱讚成自由市場但支援像當地公用事業公司這樣的政府強制壟斷的保守派感到驚訝。“最重要的是，能源必須在公平的競爭環境中競爭，”她說。“讓消費者決定。”
由於這種不太可能的聯盟，佐治亞州公共服務委員會（一個監管該州公用事業公司的全共和黨委員會）投票決定要求佐治亞電力公司在其未來計劃中納入更多太陽能。
共和黨內部也正在形成某種分裂。像杜利這樣支援房主財產權的自由意志主義者和茶黨人士站在了其他保守派團體的對立面，例如繁榮美國人和像心臟地帶研究所這樣的智庫，這兩個機構都得到了石油大亨查爾斯·科赫和大衛·科赫的支援。共和黨團體美國稅務改革組織的格羅弗·諾奎斯特譴責了佐治亞州綠色茶聯盟和其他支援家庭太陽能的保守派組織，認為他們已被太陽能行業收買，而太陽能行業實際上是諾奎斯特所謂的“裙帶資本主義”的一種形式。
儘管如此，財產權和自力更生似乎是大多數美國人可以支援的問題。“亞利桑那州的客戶正在安裝太陽能，因為他們現在可以控制自己的能源，”賴夫指出。這種前景導致了威斯康星州和愛荷華州等紫色中西部州的“太陽能權利”法。這些法律禁止地方市政當局、房主協會或類似機構禁止家庭太陽能——就像亞利桑那州的情況一樣。
難題的一個重要部分是，當一個家庭部分脫離電網時，公用事業公司究竟損失了多少，這取決於它必須為該家庭賣回電網的電力支付多少費用，這個費率由州監管機構確定。當 APS 發起反太陽能攻擊時，該公司辯稱，它為自制電力支付的價格過高——與它向普通客戶收取的每千瓦時 11 美分相同。這家上市公司還表示，太陽能業主應被收取額外費用，以支付他們應承擔的電力線和其他基礎設施的維護費用，而他們的房屋仍在繼續使用這些基礎設施。APS 敦促監督電力的州委員會允許收費。與大多數與電力相關的情況一樣，監管機構限制了公用事業公司和房主的舉動。
並非所有太陽能支持者都站在房主一邊。世界上最大的太陽能電池板製造商、總部位於亞利桑那州的第一太陽能公司的執行長詹姆斯·休斯支援 APS 參與其“成本轉移”鬥爭。另一方面，前國會議員、領導“告訴公用事業公司太陽能不會被扼殺”組織的巴里·戈德華特 Jr. 認為，APS 試圖阻止家庭太陽能是為了保住其收入，而不是尋找從這種新現實中獲利的方法。
根據德克薩斯州奧斯汀能源公司（一家公用事業公司）進行的一項分析，公用事業公司實際上可能低估了太陽能業主的價值。這家市政公用事業公司得出的結論是，它應該向太陽能業主支付比零售電價高出 3 美分的費用，以節省避免的輸電損耗，並能夠延遲建造大型發電廠以滿足原本不斷增長的需求，這可能需要數十億美元的投資。這些因素轉化為甚至非太陽能業主也能節省電費。內華達州公共事業委員會的一項類似分析發現，該州的太陽能業主並未增加鄰居的成本。
但 APS 辯稱，家庭太陽能只能節省燃料成本，而不能節省電網的延期或減少維護費用。“由於間歇性，太陽能根本無法降低輸配電成本，”羅米託說，並指出這是基於弗拉格斯塔夫和鳳凰城的實際經驗，而不僅僅是在紙上進行的研究。
到目前為止，管理亞利桑那州公用事業公司的監管機構亞利桑那州公司委員會 (ACC) 似乎在小範圍內同意了這一觀點。它在 2013 年 11 月決定對太陽能業主徵收每千瓦安裝太陽能 70 美分的費用，平均每月 5 美元。這項費用幾乎足以消除租賃太陽能陣列的經濟效益。“現在在亞利桑那州很難讓事情順利進行，”賴夫說，儘管 APS 尚未看到尋求連線新太陽能系統的家庭數量下降。
太陽能支持者誓言要繼續戰鬥。“我們沒有充分揭示分散式屋頂太陽能的真實影響，無論是積極的還是消極的，”清潔能源亞利桑那州的狄龍·霍姆斯說，這是一個可再生能源倡導組織。
APS 預計將在 2015 年繼續在委員會進行鬥爭，屆時委員會將就新的電價做出決定。“我們讚賞 ACC 能夠穿透花言巧語，專注於成本轉移如何影響非太陽能客戶，”執行長唐·勃蘭特在關於該裁決的宣告中說。但目前的政策“遠未充分保護一百萬沒有太陽能電池板的住宅客戶的利益。”
即使在那些太陽能領導國家，同樣的觀點也在美國和國外興起。德國和西班牙正在考慮對太陽能收取電網接入費，以確保維護這一關鍵基礎設施。
備用計劃
這些費用可能會減緩太陽能的增長，這就是為什麼亞利桑那州的結局可能對國家甚至國際產生影響——對於太陽能行業和氣候變化而言。屋頂上的太陽能電池板造成的全球變暖汙染遠低於燃煤發電，並且與核電站的冷卻需求相比，用水量更少。
即使聯邦稅收抵免在 2016 年到期後徹底結束，太陽能也可能被證明是一種強大的力量，屆時聯邦稅收抵免將到期。如果元件價格降至每瓦 50 美分，那麼太陽能將變得與其他電力來源一樣便宜，在所有 50 個州都是如此。SolarCity 正在紐約州布法羅建造一家新工廠，每年生產 1 吉瓦的太陽能電池板——批次生產可能有助於降低成本。美國能源部已投資 8700 萬美元用於可能將太陽能元件及其安裝成本降至每瓦 50 美分的專案。美國國家住宅建築商協會的一項調查發現，超過一半的房屋建築公司計劃到 2016 年提供帶有太陽能電池板的房屋。愛迪生電力研究所預測，到 2017 年，在美國多達三分之一的地區，家庭太陽能可能比電網電力更便宜。
一些太陽能業主希望進一步遠離他們的公用事業公司。“我正在考慮購買電池並完全脫離電網，”鳳凰城的一位總承包商傑裡·迪特里希說，他為自己的屋頂租賃了一個 6.4 千瓦的系統。太陽能電池板製造商 SunPower 已與 KB Home 合作，在加利福尼亞州 150 個社群提供帶有電池儲存的屋頂系統。SolarCity 為 100 多家不同的房屋建築商提供服務，並與電動汽車製造商特斯拉合作提供太陽能和電池套件。落基山研究所的一項分析表明，到 2020 年代，太陽能系統與電池配對可能在成本上與電網競爭。
最終，太陽能的普及不僅可能改變美國的電力公用事業，還可能以一種新穎的方式使郊區田園詩般的生活方式可持續發展。家庭太陽能——可能與車庫裡的電動汽車或地下室裡的電池組配對，以儲存陽光產生的電力供夜間或陰天使用——可能會降低運營電網的公司的利潤，儘管電網不太可能消失。燃料電池或小型天然氣發電機也可以促進這種轉變。“這不僅僅是關於太陽能的對話，”APS 的羅米託指出。未來的電力監管“需要考慮每一種可用技術，無論是燃料電池、電池儲存，還是未來在不斷變化的系統中出現的任何技術。”
換句話說，家庭可再生能源事關自由，這就是為什麼太陽能戰爭正在重塑地方甚至國家政治格局。“用 1.3 億根木杆組成的系統來構建 21 世紀的電力系統有多麼令人震驚的愚蠢？” NRG 的克萊恩在 2 月份的一次峰會上問道。他說，在一代人的時間內，電網可能成為“過時的備用系統”。
鑑於這種前景，公用事業公司正在“盡其所能，趕在太陽能變得太大以至於他們無法阻止之前”，賴夫說。相反，他和其他人認為，公用事業公司應該擁抱太陽能，甚至嘗試引領太陽能，以避免淪為低收入的電網維護者。
公用事業轉型已經開始。“我們認識到我們的客戶真的想要屋頂太陽能，”羅米託說。為了提供一種新的選擇，APS 提出了一項計劃，在 3,000 戶房主的屋頂上安裝和維護太陽能發電系統，以換取每戶每月 30 美元的 20 年抵免額。
同樣，可以修改規則，使公用事業公司能夠透過減少用電量來賺錢。許多人和企業已經進行了改進，以減少消耗，例如收緊管道、更換漏風的門窗、安裝能源之星電器以及增加絕緣材料。“我告訴人們，要做的事情是先讓你的房子密封，使其節能，”迪特里希解釋說。然後安裝太陽能以控制發電量。正如迪特里希談到他自己的屋頂太陽能時所說：“它除了賺錢之外什麼也沒做。”