屋顶光伏遇困，虚拟电厂“撑起”美国电网
发布日期：2025/7/29
当美国屋顶光伏产业深陷困境，虚拟电厂为其指明了前行方向。
由家庭太阳能与电池系统构建的虚拟电厂，不仅能为不堪重负的电网 “减负”，降低消费者用能成本，更能为这个举步维艰的行业注入新活力。
在马萨诸塞州科德角的一户人家，屋顶光伏板静静矗立。今年初夏，新英格兰地区遭遇热浪侵袭，分布式太阳能与电池系统在缓解电网压力方面发挥了关键在缓解电网压力方面发挥了关键作用。
（图片来源：Ysabelle Kempe/Canary Media）
美国屋顶光伏产业正面临前所未有的危机。
电力公司不断削减补贴，大型住宅光伏安装商与融资机构纷纷破产。更雪上加霜的是，共和党在美国国会通过的一项重磅法案，即将终止已支撑该行业20年的联邦税收抵免政策。
但不容忽视的是，太阳能电池板以及日益普及的锂离子电池，仍是满足美国电网旺盛电力需求的最廉价、最易部署的技术选择。
非营利倡导组织 “投票支持太阳能” 的执行董事萨楚・康斯坦丁认为，只要屋顶太阳能和电池行业聚焦于打造 “虚拟电厂”，就能实现生存乃至蓬勃发展。
目前，全美数十万配备电池的太阳能住宅，已在践行这样的模式：在可再生能源价格低廉、供应充足时储存电能，待用电高峰、电网承压且电力成本高企之际，将电能反哺电网 —— 本质上，它们正扮演着 “调峰电厂” 的角色。
近几个月，在波多黎各和新英格兰地区，这些虚拟电厂的价值已得到充分印证，它们成功避免了停电事故，降低了消费者成本，且这种模式有望大幅推广。康斯坦丁表示：“即便有那项‘宏伟法案’的影响，即便市场面临重重阻力，只要我们坚持这么做，这些技术就有生存和发展的空间。”
他补充道，当前在满足激增的能源需求方面，可选择的方案并不多。特朗普本月签署的大美丽法案，削弱了公用事业规模的太阳能和电池装置的经济性，而这些装置在电网新增能源中占绝大多数。尽管特朗普政府大力推行化石燃料，但燃气发电厂的建设速度，根本无法填补这一缺口。
与此同时，康斯坦丁指出，美国电网扩张速度迟缓，这不仅增加了停电风险，还让美国人承受着电费上涨的负担。州议员和电力监管机构面临着越来越大的压力，亟需找到解决办法。
他认为，无论是小规模社区能源项目中集中的太阳能和电池，还是分散在社区各处的这类设备，都可能是满足数据中心、工厂以及更广泛经济活动带来的 “负荷增长的唯一可行方式”。而且，通过缓解电网压力，它们不仅能降低安装者的成本，还能惠及广大用户。
虚拟电厂已多次力挽狂澜
今年夏天，有了新的证据表明，用户如何借助屋顶太阳能系统和电池，在能源紧急状况下拯救邻里。
过去两个月，波多黎各电网运营商 LUMA 能源公司就依靠其 “用户电池能源共享计划” 的参与者，避免了电网崩溃。
LUMA 在7月9日的西班牙语社交媒体帖子中写道：“昨晚，我们成功调度了约7 万块电池，为电网贡献了约48 兆瓦的电力。” 当时发电缺口接近50兆瓦，这次调度成功避免了 “多次负荷削减事件”—— 也就是行业所说的轮流停电。
自2017年飓风 “玛丽亚” 重创波多黎各电网，导致数百万人断电（部分地区停电近一年）以来，波多黎各人便开始迅速安装太阳能和电池设备。
非营利组织 “太阳能联合邻居”（该组织帮助家庭联合起来获取更廉价的屋顶太阳能）专注于虚拟电厂政策的主任香农・安德森说：“当地已经有了数万块电池，只需要以更有效的方式将它们连接起来。”“今年夏天，这些电池所发挥的作用，充分证明了它们的价值。”
加州成功的虚拟电厂项目面临大幅预算削减
在新英格兰地区上月遭遇热浪期间，电价飙升，电网运营商不得不从邻近地区进口能源，而分布式太阳能和电池在此期间缓解了电网压力。
非营利组织阿卡迪亚中心估计，屋顶太阳能通过降低能源消耗和抑制电价，帮助节省了约2000万美元的成本。
该地区的虚拟电厂中，有相当一部分是分布式太阳能在发挥作用。国家电网公司和Eversource公司运营的 “互联解决方案” 计划，在夏季热浪期间削减了数百兆瓦的用电需求。
佛蒙特州的绿山电力公司更是走在前列，将太阳能充电电池与智能恒温器、电动汽车充电器以及可远程控制的热水器结合起来，大规模将其作为电网资源。总体而言，这些分散的基础设施使该公司在电网紧急状况下，能额外获得72兆瓦的容量。
玛丽・鲍威尔在 “虚拟电厂” 这一术语流行之前，就领导绿山电力公司推进虚拟电厂项目。她于2021年离职，出任美国最大的住宅太阳能安装商Sunrun的首席执行官。聘请鲍威尔这一举措，表明该公司越来越有意成为一家太阳能供电的电力公司。
今年夏天，Sunrun在加利福尼亚州、纽约州、马萨诸塞州、罗得岛州和波多黎各，从13万多块电池中调度了数百兆瓦的电力。最近，它与特斯拉合作，将业务扩展到了得克萨斯州的竞争性能源市场。
Sunrun负责电网服务和电气化的主管克里斯・劳舍尔说：“在波多黎各、加利福尼亚州、新英格兰地区，以及日益发展的得克萨斯州，我们正身处虚拟电厂的未来之中。其他州所需要做的，就是在各自辖区内推行这种模式，让其发挥作用。”
推动各州接纳虚拟电厂
过去一年，Sunrun、“投票支持太阳能” 和 “太阳能联合邻居” 一直在努力推进支持虚拟电厂的州政策。今年以来，这些组织已在伊利诺伊州、明尼苏达州、新墨西哥州、俄勒冈州和弗吉尼亚州等推广虚拟电厂示范立法。
安德森表示，5月，弗吉尼亚州通过一项法律，要求Dominion能源公司启动一个试点项目，征集高达450兆瓦的虚拟电厂容量，其中至少包括15兆瓦的家用电池。
她说，在新墨西哥州和明尼苏达州，相关法案未能推进，立法工作不太顺利。在伊利诺伊州，一项拟议法案在常规立法会议期间未获通过，但倡导者希望在今年秋季该州的 “否决会议” 上重新提交审议。
安德森指出，伊利诺伊州的屋顶太阳能系统中，越来越多配备了电池 —— 这是该州从今年开始削减对太阳能用户的净计量补偿所产生的结果。在夏威夷和加利福尼亚州，也出现了类似情况：监管机构降低了用户向电网输送太阳能电力的价值后，能够储存多余电力并进一步减少用户电网消耗的电池，变得大受欢迎。
屋顶太阳能倡导者一直在全国范围内努力争取保留净计量计划。但彭博新能源财经的太阳能分析师珍妮・蔡斯指出，大多数成熟的屋顶太阳能市场已不再奖励用户在电网不需要电力的时候向其输送能源。
她说：“在某种程度上，这是合理的，因为净计量将间歇性发电的所有责任和成本都推给了电力公司。”
虚拟电厂则扭转了这种局面，将屋顶太阳能和电池从可能干扰电力公司运营和融资的因素，转变为助力电力公司实现 “以合理成本提供可靠电力” 这一使命的积极力量。
传统上，电力公司对依赖用户拥有的资源来满足自身需求持怀疑态度。但在立法者和监管机构的压力下，他们开始正视这种可能性。
在明尼苏达州，Xcel能源公司提出了一项 “分布式容量采购” 计划，该计划允许其拥有和运营安装在关键位置的太阳能和电池设备，从而推迟昂贵的电网升级。屋顶太阳能倡导者对这项提议态度复杂，因为他们长期以来一直抱怨 Xcel 公司阻碍用户和独立开发商建设自己的太阳能和电池系统。
科罗拉多州也存在类似的紧张关系。该州下令Xcel公司在电网规划和管理中纳入屋顶太阳能和电池等分布式能源资源。今年4月，Xcel公司的客户能源和交通解决方案副总裁埃米特・罗明在接受 Canary Media 采访时表示，该公司今年春季与特斯拉和智能电表公司 Itron 启动了一个项目，旨在 “逐步整合我们系统中连接的数千块电池，并利用它们应对当地的电力问题”。
但安德森表示，坐等电力公司部署完善控制用户设备所需的电网传感器、软件和其他技术，可能会延误虚拟电厂的发展。像波多黎各那样，由聚合商管理虚拟电厂的简单模式，就能迅速发挥巨大作用。“一旦达到规模，就能为下一阶段的发展提供很多经验。”
削弱税收抵免削减的影响
安德森说，州和电力公司层面鼓励个人参与虚拟电厂的激励措施，也是应对共和党本月通过的 “大美丽法案” 所造成损害的重要对策。根据该法案，到今年年底，家庭将失去30%的税收抵免，而这一抵免原本可抵消太阳能、电池和其他家庭能源系统的成本。
不过，只要Sunrun和特斯拉等公司在 2026 年年中前开工建设，或在2027年底前投入使用，它们通过租赁或购电协议向用户提供的太阳能系统，仍可享受税收抵免。而且，这些公司的电池税收抵免将持续到2033年。
安德森表示，虚拟电厂计划无法弥补那些尚未安装太阳能或电池的用户所损失的税收抵免。但只要不受低效州政策的阻碍，通过给予参与者经济奖励，虚拟电厂计划就能帮助消费者收回初始成本。
她说：“在一些虚拟电厂项目中，人们一个夏天就能赚取超过 1000 美元。”“再加上太阳能和储能的租赁模式 —— 由于该模式仍能享受税收抵免，在法案通过后会更受欢迎 —— 我认为这是一种几乎无需前期成本就能获得电池的不错方式。”
来源：赶碳号科技
