是什么拖了新能源普及的后腿？
撰文 / 朱 琳
编辑 / 温 莎
设计 / 赵昊然
来源 / New York Times，作者：Ivan Penn
工人们在加西亚家（位于斯坦福大学附近）的屋顶上安装了太阳能电池板，七个月后，这个系统不过是一个屋顶装饰品。问题在于：当地电力公司的设备超负荷，电池板产生的电力无处可去。
“我们在一个我们不能使用的系统上浪费了3万多美元。”特蕾莎·加西亚（Theresa Garcia）说，“这真的很令人沮丧。”
拜登总统正在推动立法者和监管机构使美国摆脱对化石燃料的依赖，并对抗气候变化的影响。但他雄心勃勃的目标可能会被老化的变压器和过时的电线所颠覆，这些电线让房主、地方政府和企业难以使用太阳能电池板、电池、电动汽车、热泵和其他有助于减少温室气体排放的设备。
电网上的许多设备都是几十年前建造的，需要升级。它的设计初衷是为了让电力向一个方向流动——从电网流向用户。现在，越来越多的家庭和企业通过屋顶的太阳能电池板向电网供电。
在加利福尼亚州圣何塞安装太阳能电池板。该州十分之一的公用事业客户拥有太阳能 ▼
这些问题变得更加紧迫，因为减少温室气体排放的最快方法是将目前以石油和天然气为燃料的机械、汽车和取暖设备转移到太阳能、风能、核能和其他零排放能源发电。然而，能源专家表示，电网远没有足够的能力为所有有助于解决气候变化影响的事物提供电力。
“就满足我们的需求而言，这是一场完美的猛烈风暴。”美国电力承包商协会规范和标准执行主任迈克尔·约翰斯顿（Michael Johnston）说。“这不是一个小问题。”
电网也承受着气候变化本身带来的压力。2020年，加州在夏天的热浪期间实行了轮流停电。2021年2月，得克萨斯州电网在一场冬季风暴中瘫痪，造成200多人死亡。然后在8月，飓风艾达摧毁了路易斯安那州的电线，导致数百万人断电数日。
“基础设施正在衰退”
加西亚和丈夫奎恩（Quin）一年多前买下了他们在波托拉谷的房子。他们投资太阳能，是因为37岁的加西亚女士是一名生物技术律师，她的丈夫是一名风险投资家，他们想为应对气候变化尽自己的一份力量。
特蕾莎·加西亚说，“我们在一个我们不能使用的系统上浪费了3万多美元。” ▼
加西亚并不是拓荒者。据加州太阳能和储存协会统计，该州约有十分之一的公用事业客户使用太阳能。
因此，当他们的公用事业公司太平洋瓦斯与电力公司（简称PG&E）不允许他们完全使用这些电池板时，加西亚夫妇感到很惊讶。
问题是，在阳光明媚的日子里，屋顶上的太阳能电池板产生的电力比安装它们的社区所使用的要多得多。这会导致帮助调节和引导社区内电力流动的变压器过载，迫使它们关机或爆炸。这些问题可以通过安装容量更大的新变压器来避免。
加西亚家附近需要升级的变压器。电网上的大部分设备都是几十年前建造的，并不是为双向电力流动而设计的，随着太阳能电池板的普及，双向电力流动也变得越来越普遍 ▼
辛纳蒙能源系统公司（Cinnamon Energy Systems）的首席执行官巴瑞·辛纳蒙（Barry Cinnamon）表示，这种问题太常见了。该公司为加西亚的住宅安装了太阳能电池板。辛纳蒙说，“根据我的经验和对电力公司运作方式的理解，他们只会等到社区超负荷，然后变压器就爆炸了。”
PG&E对加西亚家外变压器的升级延迟表示道歉，并指出，如果工人们有大量的项目要做，升级可能需要长达6个月的时间。
在2020年8月的一场热浪中，圣何塞市中心一个变电站的一个老化变压器爆炸了，该变电站距离加西亚家大约25英里。成千上万的人的家陷入了停电，有些人甚至停电了好几天。
圣何塞市市长山姆·里卡尔多（Sam Liccardo）表达了对PG&E的不满，称该公司过时的设备阻碍了圣何塞增加太阳能电池板、电动汽车和其他新设备使用的计划。为了实现其气候目标，该市已经禁止在新建筑中使用天然气，这是这样做的美国最大的地方政府。
圣何塞市市长山姆·里卡尔多站在2020年变压器发生故障的变电站前，这次故障导致许多人断电，有些人断电数天 ▼
“这是一个正在失灵的基础设施。”民主党人里卡尔多说，“我们非常雄心勃勃。问题是，当我们达到目标设定的那一天时，是否会有一个准备好的电网。”
PG&E电力资产策略高级主管马克·埃斯格拉（Mark Esguerra）表示，该公司计划对更多设备进行升级。
自从去年圣何塞发生故障以来，该公司已经更换了位于圣塔克拉拉市及其周边地区的400台变压器，而整个圣塔克拉拉县约有62000台。该公司还表示，它支持近60万住宅客户使用太阳能电池板，以及36万客户拥有的电动汽车。
“我们知道，我们的电网在几年后会有所不同。”埃斯格拉说。
多少和多快？
政策制定者和公用事业行业面临的巨大挑战是，如何快速投资电网，同时保持能源价格低廉。
研究咨询公司伍德麦肯兹（Wood Mackenzie）旗下Grid Edge的全球负责人本·赫兹-沙格尔（Ben Hertz-Shargel）说，升级全国的配电网络，以实现美国的清洁能源目标，需要花费数千亿美元。这还不包括长距离输电线路和太阳能、风力发电场等发电设备的支出。
赫兹-沙格尔对电网的缺陷有自己的经验。最近，当他在长岛的家中为特斯拉充电时，电力公司电网与他家之间的电气连接设备因为变得太热而熔化了。
“我的车是我所在街区唯一的电动汽车，即使这样适度的使用，也足以压倒我家电网的二次侧。”他说，“这只表明了，在公用事业分配系统中有多少薄弱环节。”
公用事业公司在设备上花多少钱是由一个复杂的流程决定的，这个流程涉及到州监管机构，它们必须批准提高电费，支付升级费用。
飓风艾达摧毁了路易斯安那州的电线，导致数百万人断电。由于气候变化，电网正承受越来越大的压力 ▼
罗得岛州公用事业监管人员阿比盖尔·安东尼（Abigail Anthony）说，州政府官员不想大幅提高电价，因为这会伤害消费者，并可能削弱公众对清洁能源的支持。安东尼也是全美公用事业监管专员协会一个研究这类问题的委员会的主席。
“不仅要买得起汽车和供暖系统，”安东尼说，“而且燃料和电力也要便宜，尤其是与石油、汽油和天然气相比。”
推动加大投资的人表示，这些支出将为人们节省每月的开支，并防止气候变化的最坏影响，从而获得回报。
考虑一下下面的例子：据倡导电网升级和政策以应对气候变化的非营利组织Rewiring America称，如果圣何塞的所有33万户家庭放弃使用汽油和天然气，转而使用电动汽车、热泵以及电热水器和炉灶，该市的用电量将是现在的三倍。
巴瑞·辛纳蒙（后方）和他的员工正在安装家庭太阳能和电池系统 ▼
但该组织认为，圣何塞居民和企业花在电力上的钱不一定会增加两倍，甚至可能一倍都增加不了。这是因为人们可以通过屋顶太阳能面板发电，并将其储存在家庭电池中。
Rewiring America的研究主管萨姆·卡利施（Sam Calisch）说，他们可以安装智能恒温器和一些电器，以便在夜间等成本较低的时候用电。
公用事业行业贸易组织爱迪生电力研究所负责清洁能源的高级副总裁艾米丽·费舍尔（Emily Fisher）给出了另一个例子。
拜登希望到2030年电动汽车能占到美国新车销量的一半。如果所有这些汽车都在能源消耗高的白天充电，公用事业公司将不得不花很多钱升级。
但是，如果监管机构允许更多的公用事业公司在夜间提供更低的电费，人们就会在有足够备用电量的时候给汽车充电。
一些企业已经在寻找在需求高时减少对电网依赖的方法。大众汽车的子公司Electrify America运营着一个电动汽车充电网络，该公司在一些充电站安装了大型电池，以避免支付公用事业公司对用电过多的企业征收的费用。
辛纳蒙能源公司的员工在圣何塞的一个家庭安装电线 ▼
Electrify America公司销售和营销高级总监罗伯特·巴罗萨（Robert Barrosa）说，最终该公司可以帮助公用事业公司，在电力过剩时接管电力，在电力不足时供应电力。
根据Rewiring America的数据，最终，给目前使用化石燃料的汽车、加热器、炉灶和其他设备通电，平均每个家庭每年可以节省1050至2585美元。
这些产品的能源效率更高，电力的成本往往低于同等数量的汽油、取暖用油和天然气。电动汽车和电器的维护成本也更低。
“如果做得好，资金可以进一步用于更可靠的网络，”卡利施说，“尤其是在气候变化带来的压力不断增加的情况下。”