太阳能：推动美国能源转型的关键力量

智通财经APP获悉，2023年，太阳能发电厂的发电量不到美国公用事业公司发电量的6%，但这一比例大大低估了太阳能在帮助电力公司加速能源转型方面所发挥的关键作用。原因在于，太阳能发电厂可能对系统电力流动产生破坏性影响，这迫使公用事业公司发展能力、迅速削减其他来源的输出，并储存剩余电力以备以后使用。

反过来，整个能源部门由此产生的灵活性和新兴的独创性正迫使电力系统更有效地适应清洁能源输出的大幅波动，从而帮助加速能源转型的努力。随着各种形式的可再生能源的供应迅速增长，那些能够在今天的发电系统中最大限度地利用太阳能的公用事业公司将最有可能在未来几十年帮助推动能源系统的进一步发展。

太阳能：更清洁，但更不稳定

没有一种清洁能源能像太阳能那样，在创造机遇的同时也带来挑战。根据美国能源情报署(EIA)的数据，目前太阳能在美国电力输出中的总体占比可能很小，但正在快速增长，2018年至2023年期间的产量将增长155%。相比之下，同一时期内风力发电量和天然气发电量分别增长了56%和22.4%。

为了适应不断增长的可再生能源供应并履行减少电力行业碳排放的承诺，美国公用事业公司从2018年到2023年将燃煤发电量减少了41%，燃煤发电在电力结构中所占比例从30%左右降至16%。

但是，在过去的五年里，美国电力系统在变得更加清洁的同时也变得更加不稳定。加州的电力系统是太阳能发电量快速增长所带来的不稳定性的最好例证。能源智库Ember的数据显示，作为美国最大的太阳能发电州(加州的太阳能发电量占全美太阳能发电量的25%左右)，加州的太阳能发电量从2018年到2023年增长了72%，约28%的电力供应依赖太阳能。

但是，如何在不扭曲电力市场的情况下将加州丰富的太阳能转化为可用的电力是一个持久的挑战。在过去的十年里，随着越来越多的太阳能发电厂接入加州电网，在太阳能发电达到峰值的中午，加州的电力价格承受着越来越大的压力。这是因为，太阳能发电高峰与传统上电力需求最低的时期重叠，这导致电力公司被迫降低电价以平衡系统需求，直到太阳能发电量在当天晚些时候下降。

太阳能发电在日内的不均匀分布导致了加州发电结构的日常扭曲，并由此产生电价的“Duck Curve”。在太阳能发电的高峰时段，由于市场定价机制试图吸引需求并阻止其他来源的电力，加州的电价通常会在一段时间内变为负值。

储能电池

为了减轻太阳能发电输出失控造成的系统不平衡的影响，加州的公用事业公司已经部署了公用事业规模的电池网络，以便在太阳能发电高峰储存多余的电力，并在系统需要时释放出来。尽管电池网络仍在建设中，但在太阳能发电停止和人们下班后家庭用电需求增加的高峰时期，电池网络为加州电力系统提供的电力已达到了20%左右。

这些电池网络还减少了加州在需求高峰时期的电力进口需求，从而减少了地区电力紧张，并帮助该州减少了领州电力供应的依赖。加州的电池网络也为其他电网提供了一个学习工具，这些电网也在努力应对过多的太阳能发电量带来的影响。

此外，随着智能电表的广泛使用——它鼓励消费者在供应最充足的时候增加用电量，所有美国公用事业公司都在学习适应太阳能发电量快速增长的关键方法，并为进一步的能源转型做好准备。