德国太阳能市场的演变

最初在落基山学院出版。杰西·莫里斯（Jesse Morris）

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清洁能源的倡导者几乎普遍对德国怀有某种程度的敬意，包括我本人在内。人们经常听到这样的宣言：“我们当然可以在美国过渡到可再生能源，只要看看德国人即可！”或“您知道德国的太阳能成本是美国的一半吗？”

好吧，我将再次谈论德国，但是这次的口号完全不同：预计德国仅在2013年安装3.9吉瓦的太阳能，低于去年的7.5吉瓦。这意味着我们美国人最终可能会在一年内安装比德国人更多的太阳能。

该下降主要归因于德国太阳能价值主张的根本变化。理解这种动态很重要，因为它提供了对当今美国最具争议的可再生能源主题的看法：净能量计量（NEM）。克里斯蒂安（Grist）作家大卫·罗伯茨（David Roberts）对此问题进行了简单的解释：在超过40个州中实行了净计量政策，在该州，电力公司向客户提供太阳能光伏发电系统的信用额度，以体现其全部零售价值。如果客户产生的电量与所消耗的电量一样多，则其账单将“净额”扣除为零（或适用的最低每月客户收费）。这意味着客户无需支付电费，但也意味着他们无需为公用事业的固定成本支付任何费用（例如，当太阳不发光时现有的发电资产，配电线路等）。 。随着越来越多的客户通过净电能计量清零或大幅减少账单，这些固定成本将由更少的客户承担，从而提高费率。对于大多数公用事业公司来说，这没有多大意义，因为太阳能客户仍然依靠电网来满足大部分电力需求。

德国太阳能市场：适应变化

要了解净能量计量与德国目前的状况之间的联系，可以参考一些历史。2000年，德国政府发起了大规模的纳税人补贴运动，以扩大太阳能的部署，即太阳能上网电价（FiT）计划。FiT补贴了可再生能源技术的发电，使它们在短期内可负担得起，并促进了整个行业的增长。由于太阳能设备的成本相对于三年前的零售电价而言非常高，德国人将上网电价设定为远高于电的零售价，以使太阳能系统具有经济意义。这导致了新投资的大量涌入，太阳能装置史无前例的多年爆炸，并因此大规模降低了光伏设备的成本。

上网电价补贴旨在帮助政府实现某些产能目标。因此（像大多数补贴一样），随着达到不同的目标，它们会通过提供较低的每千瓦时价格（kWh）逐步逐步淘汰，从而导致FiT水平逐年下降。这将我们带到了今天的德国，典型住宅系统的上网电价设定为$ 0.20 / kWh，比2010年低了两倍半。

与在美国情况下以纯能源计量以完全零售电价将客户的太阳能发电收入贷记的情况不同，大多数德国系统仅以当前FiT费率（0.20美元/ kWh）贷记。另一方面，德国居民平均要为自己的房屋支付0.36美元/千瓦时的电费。这种差异是德国太阳能市场转型的主要原因。如上图所示，德国的太阳能开发商目前正在寻找新模式，这些模式着重于客户支付的高零售价。

自我消费

输入一个已经在太阳空间中徘徊了一段时间但还没有进入美国本土的概念：自我消费。这个概念很简单：像德国多年来所做的那样，安装人员无需将系统的所有太阳能发电反馈到电网上并以FiT级别的每千瓦时计入功劳，而是安装了使用附加仪表的PV系统，因此根据使用地点，光伏系统产生的每千瓦时都会得到特殊处理：

如果您在家中或公司中使用光伏系统中的太阳能，则可以通过零售电价（上面的黄点虚线）有效地获得“信用”，因为这根本就不是从公用事业公司购买的能源。系统产生的电量超过了您在任何给定时刻使用的电量，您将多余的电量发送回电网，并以FiT费率记入贷方（不如黄点线好，但仍然很有价值）。系统不发电或建筑物的负荷超过系统发电量，您只需以标准零售价从公用事业公司购买更多电。

一个简单的例子可以帮助说明在德国和澳大利亚这样的自费市场背后的经济情况，这些国家的上网电价水平远低于零售电价。让我们以一个德国家庭为例，该家庭每月使用约250 kWh，并为其配备一个光伏系统，该系统每月可产生大致相同的能量。如果仅以当前的上网电价补贴来自系统的电，房主每月将从太阳能系统中获得约50美元。现在，让我们采用相同的系统，但先进行配置以实现自我消费。在德国，家庭通常可以使用现场太阳能系统产生的能量的约三分之一。现在，模型发生了变化：每月大约以零售价（“自用”量）计入83 kWh，而其余的太阳能发电则由于未在现场使用而按FiT计入。与纯FiT系统相比，这会使房主的钱多出26％（每月63美元）。

但是，简单地从FiT转变为自消费只是财务方程式的一小部分。通过自我消费，激励建筑物所有者/租户在现场使用尽可能多的太阳能。这意味着需要做一些事情，例如安装能更好地适应负荷的东西向系统，购买家用器具的能源管理系统，使家电的使用时间与太阳能的生产时间相吻合，以及在远处安装电池存储系统。这些技术使德国客户能够从现场使用三分之一的太阳能到多达75％的电能。

自我消费也带来了一些有趣的系统级好处：

自我消费推动了消费者的能源节约，因为更多的家庭和企业节约能源，他们可以用自己的太阳能发电取代更多的份额。通过改善本地需求与本地太阳能生产之间的匹配，稳定了本地电网。这种匹配的好处可能是巨大的：大量的自耗式设备可以提高分布式发电的普及率，并有助于避免昂贵的配电系统升级。由于自耗的财务价值主张随着现场太阳能的使用而增加，这样的系统增加了对能量效率和能量管理设备的需求。

美国的自我消费

在德国，零售电价越来越高于通常为太阳能支付的电价，这种情况在美国即将到来。这是因为净电能计量越来越受到公用事业和监管机构的重视。许多美国公用事业公司提出了针对太阳能的电价，客户继续支付零售电价，但以单独的针对太阳能的电价记入太阳能发电。太阳能费率的这个值基于太阳能实际为电网提供的价值，从而为客户和公用事业提供公平的补偿。

作为一直密切关注美国在这里举行的NEM辩论的人，我对自我消费改善与NEM相关的许多问题的潜力非常感兴趣。想象一下在美国客户安装自用太阳能系统的公用事业领域中的收益：

对于客户：现在，他们已经清楚地划定了来自光伏系统的收入，而不是以非常简单的NEM费率来记账，并激励了更多的节能行为，从而可以节省更多钱。（值得注意的是，太阳能费率的值可以设置为高于或低于现有NEM费率，因此很难一概而论地影响客户。）对于公用事业公司：首先，光伏发电现在可以更好地匹配本地负载，从而可以实现分布式光伏系统的更高集中度，并且无需进行配电系统升级。其次，由于有了额外的仪表，公用事业公司现在可以在更细粒度的基础上测量分布式发电。最后，这种情况假设当地公用事业公司已经同意了太阳能费率的值，这意味着公用事业公司可以从太阳能发电中提取实际的，可测量的价值，而该价值以前只是与零售电价相同。自耗通过为不同的能源和能源使用分配明确的价值，有助于减轻非太阳能客户的交叉补贴问题，从而使仍然使用电网的太阳能客户分一杯up。

自我消费不会在一夜之间显现出来，主要有两个原因。第一，绝对成本之间存在巨大差异：美国的平均住宅电价仅为0.13美元/千瓦时，仅不到德国的三分之一，因此抵消零售电价而不使用专门电价的影响在美国并不那么严重。美国第二，公用事业公司（或公用事业委员会）可能必须通过明确划定其计费结构并同意某种太阳能费率价格来对自用消费表示赞许。

但是这些局限性可以克服，大概在2020年之前。如果光伏系统的成本能够达到美国能源部的SunShot目标，那么尽管我们的电价“低”，太阳能将具有令人信服的价值主张。此外，正如我们所说，公用事业积极参与寻找净能量计量/太阳能挑战值的解决方案–只是看看明尼苏达州对全州范围的解决方案的寻求，以作为如何在相对范围内更改计量规则和费率设计的指标时间短。

当美国公用事业和太阳能倡导者寻求除净能源计量之外的下一步时，我们应该向正在处理这些问题的欧洲同行学习。寻找对所有利益相关者（包括非参与的太阳能客户和公用事业公司）都公平的系统配置和费率结构的过程非常少。尽管自耗不是万能的灵丹妙药，但它给多个利益相关者群体带来的潜在好处值得进一步考虑，特别是随着净能源计量问题成为全国越来越多公用事业的关注和中心。

这篇文章的一个版本也出现在Greenbiz上。

图片由Jeff Wilber / Shutterstock.com提供