美国如何在2035年实现太阳能发电40%的目标

Jahnavi Sajip
作者:Jahnavi Sajip
2021年9月3日
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    关键的外卖

    -投资税收抵免的另一项延长可能会给太阳能行业带来更多的投资。目前,联邦税收抵免将于2023年底到期。

    -降低电池技术成本的创新将允许电网中有更多的太阳能电池板,因为可以全天候使用它们的电力。

    -一个更智能、更强大的电网可以处理更多的太阳能。现有的电网设计用于向一个方向输送大量电力,但不用于建筑物之间的大规模能源交易。

    -电力公司也可以采用可变定价的上网电价,奖励那些在电网最需要的时候提供能源的太阳能业主。

    太阳能已成为美国增长最快的电力来源,在2021年初超过了100亿瓦大关。根据美国能源部的数据,目前连接到电网的所有太阳能电池板的总容量足以为1800万美国家庭供电。

    尽管发展迅速,但太阳能仅占美国电力供应的3%,天然气占40%,煤炭最近才跌至20%以下。然而,据估计,到2035年,太阳能将为美国提供40%的电力美国能源部最近的一项研究表明


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    达到40%的太阳能发电量是一项技术挑战,因为太阳能电池板不能自己持续供电——它们的大部分生产都是在中午前后的几个小时进行的。虽然可以通过在太阳能发电系统中添加电池来消除这一限制,但储能技术的成本仍然很高。此外,在家庭太阳能使用率高的地方,电网正因中午注入的所有剩余能量而变得拥挤。

    以下是一些可以帮助实现美国能源部提出的40%太阳能发电目标的措施和创新。

    1)延长太阳能和其他可再生能源的税收抵免

    太阳能税收抵免

    太阳能ITC在达到100吉瓦装机容量方面发挥了重要作用。然而,这种动机正在消失,尽管有一个2020年12月延长两年

    • 联邦税收抵免自2006年创建以来一直保持在30%,一直保持到2020年,到2020年下降到26%。
    • 最初,税收抵免将在2021年进一步降低至22%,到2022年,企业的税收抵免将降至仅10%,家庭的税收抵免将降至零。
    • 然而,目前26%的税收抵免将一直持续到2022年底,分别将在2023年和2024年降至22%和10%。

    拜登管理正在考虑对可再生能源减税,包括再次延长太阳能税收抵免——这次是10年。如果这项措施获得批准,那么在本世纪30年代之前,新的太阳能装置的商业前景将得到改善。另一种可能是对太阳能引入生产税收抵免(PTC),这一措施已经在风力发电行业取得了成功。

    ITC降低了可再生能源系统的前期成本,而PTC从长远来看改善了项目的现金流。然而,这两项措施都改善了清洁发电项目的商业案例。

    2)降低储能成本,包括电池系统

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    电池系统在可再生能源行业有很大的潜力,因为它们消除了太阳能电池板和风力涡轮机的主要限制——它们的可变能量输出。如果建筑物开始大规模使用电池,就没有必要匹配发电和消耗。能量存储系统可以简单地在生产过剩时吸收电力,在需求高时将其返还。

    然而,电池技术的前景是积极的,国际可再生能源机构(IRENA)预测到2030年成本降低60%以上.更多的能源存储系统连接到电网上,也允许更多的太阳能电池板和风力涡轮机,因为它们的可变发电更容易处理。

    研发投资对于开发提高可再生能源系统的新技术至关重要,美国能源部宣布了一项1.28亿美元的基金,用于与太阳能有关的各种技术。

    3)为太阳能电池用户创建具有吸引力的上网电价的智能电网

    智能电网

    一个多世纪以来,电力工业几乎没有改变,因为所有的电力都是在发电厂生产的,并分配给家庭和企业。现在建筑可以安装太阳能电池板和其他可再生能源系统现场,游戏规则已经改变。未来的电网必须能够处理所有方向的能量流动,就像互联网处理数据一样。

    在许多地方,可再生能源的采用受到电网容量有限的阻碍,只有离网的装置是可行的。然而,更强大的电网正受到建筑消耗突然达到峰值的挑战,尤其是在夏季最热的日子,再加上太阳能电池板或风力涡轮机发电过剩的时期。

    为了补充电网升级的不足,电力公司可以引入每天不同的上网电价,奖励那些在需求高的时候变成小型发电机的消费者。这将激励太阳能所有者投资电池:

    • 他们可以在电力公司支付最高电价时等上几个小时,而不是在中午低价出售剩余电量。
    • 最有可能的情况是,电池用户的最高上网电价将在需求高峰时期支付,这通常发生在日落之后。
    • 这些电价也可能在全年有所不同,这对在炎热的夏季供电的电池用户是有好处的,因为空调会导致需求高峰。

    结论

    太阳能在美国发展迅速但如果能正确地结合激励、创新和电网升级,就可以打开一个更大的市场。来自太阳能板的电力已经很便宜了,下一步就是把它们转换成一种智能的、反应灵敏的能源。电池可以极大地改善太阳能发电系统,特别是如果电力公司推出奖励智能使用的奖励措施的话。

    标签太阳能发电|能量储存|太阳能|智能电网|电池系统|美国能源部

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