十年后，我們開燈關(guān)燈的場景，與我們父輩甚至祖輩所處的時代也許并無二致，但其背后的供電系統(tǒng)將截然不同。今天我們所使用的電力來自于大型集中式發(fā)電站，但十年后，它可能來自你鄰居家的太陽能電池板。這些電能存儲在你車庫里的大型電池中，你下班回到家后即可使用。

輸電網(wǎng)絡建成至今已有一個多世紀，如今它正迎來有史以來最大的變革。以往，電力生產(chǎn)和分發(fā)的控制權(quán)被電力公司牢牢掌控，但未來它將分散到我們每一個人手中。

這場變革波及甚廣，普通居民、創(chuàng)業(yè)公司以及擁有數(shù)十年歷史的老牌電力公司都牽涉其中。但要說到其中最具遠見卓識，以及收益最多的，還要數(shù)特斯拉的CEO埃隆·馬斯克。除了大眾所熟知的特斯拉電動汽車，馬斯克還推出了太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)，以及家庭儲能系統(tǒng)Powerwall。

特斯拉家庭儲能系統(tǒng)Powerwall

在這場電力網(wǎng)絡的變革中，馬斯克不過剛剛邁出了幾小步，但影響十分深遠。他正在努力搭建一個“人人可以發(fā)電，人人可以用電”，同時家家戶戶(甚至電力公司)擁有大型儲能電池的新型電力網(wǎng)絡。這些大型儲能電池可以在電力富余時存儲電能，供電力緊張時使用。

太平洋煤氣電力公司的電網(wǎng)創(chuàng)新主管Vivek Narayanan對此描述道：“我們正在努力擺脫傳統(tǒng)的單向電力網(wǎng)絡，朝著未來電網(wǎng)進發(fā)。”

“零緩沖”的電力網(wǎng)絡

通常我們會在汽車油箱里的油耗盡之前補充燃料，但電力網(wǎng)絡的工作方式與此不同。每年的不同季節(jié)，每天的不同時段，我們對于電力的需求都在不斷變化。以英國為例，很多人會在肥皂劇《EastEnders》結(jié)束后燒開水泡茶，導致電力需求激增。電力運營商必須隨時調(diào)整，以確保電力供應與用戶的需求保持平衡。

再以一個日常生活場景為例：很多人會在銀行賬戶中儲蓄，以備不時之需;但電力運營商并沒有這樣的“儲蓄賬戶”，面對電力需求的波動，他們沒有任何緩沖余地。而這正是替代能源的瓶頸所在。

煤電、水力發(fā)電和核能發(fā)電通常能產(chǎn)生穩(wěn)定的電力輸出，其他發(fā)電方式——比如越來越常見的天然氣發(fā)電，供電部門也可以在用電高峰期時開啟，以保證電力供應。但替代能源，尤其是太陽能發(fā)電和風力發(fā)電，只有在有陽光和風的情況下才能工作。這就使得供需匹配難以實現(xiàn)，晚上你下班回到家后正準備開燈，太陽能發(fā)電系統(tǒng)卻早已停止了工作。

不久前，美國總統(tǒng)特朗普在白宮宣布退出《巴黎協(xié)定》，引發(fā)軒然大波。美國能源基礎設施實踐總監(jiān)Jonathan Mir表示：“特朗普政府無視全球氣候變暖，仍然試圖復興煤電，但天然氣價格暴跌已經(jīng)宣示了煤電時代的終結(jié)。”可再生能源一旦變得比化石能源發(fā)電更便宜，用新型電力取代煤電便是水到渠成的事情。

儲能電池打破僵局

Eos儲能公司的首席執(zhí)行官Michael Oster指出：“我們今天使用的電力網(wǎng)絡，是以能滿足最極端的用電情況為標準而設計的。如果我們擁有電力存儲系統(tǒng)，那么只需要建設能滿足平均用電需求的電力網(wǎng)絡就夠了。”

電力存儲系統(tǒng)的問世將削弱傳統(tǒng)電力運營商的重要性。以特斯拉的Powerpack電力存儲系統(tǒng)為例，它可以為數(shù)百戶人家提供足夠的電力。不過這些電力存儲系統(tǒng)并不便宜。一個兆瓦級的Powerpack可以供750個家庭使用4小時，同時其成本也高達180萬美元。不過，與升級傳輸線和其他設備的成本相比，它們還是很便宜的。

太平洋煤氣電力公司在薩克拉門托以北50英里的一個變電站，安裝了容量為2000千瓦時的電池，這塊電池足以供375個家庭使用4小時。2000千瓦時是一個什么概念呢?大致相當于33輛雪佛蘭Bolt電動汽車，或者36400臺13英寸MacBook Pro筆記本電腦的電池容量總和。

記者了解到，還有兩個更大容量的Powerpack系統(tǒng)也已經(jīng)投入使用。其中一個位于夏威夷，容量高達52兆瓦時——相當于870輛雪佛蘭Bolt;另一個則位于南加利福尼亞州，容量為80兆瓦時——相當于1330雪佛蘭Bolt。

特斯拉位于夏威夷考艾島的太陽能設施

特斯拉認為，其電池工廠Gigafactory將在2018-2020年間實現(xiàn)滿負荷運轉(zhuǎn)，屆時能將電池的成本再壓縮30%。Mir指出，太陽能和風能在價格下降后便開始流行開來，電力存儲也將遵循同樣的規(guī)律。

電網(wǎng)級的電力存儲系統(tǒng)對電力公司來說很有價值，但特斯拉志不在此。它希望向家庭用戶銷售價值5500美元的Powerwall 2，據(jù)特斯拉宣稱，這樣一塊電池可以供普通兩居室家庭使用一整天。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，如果將安裝費用計算在內(nèi)，Powerwall 2的成本高達7000美元。

Mir認為這樣的電池對大多數(shù)人來說并不經(jīng)濟實惠，難以在市場推廣。Regulatory Assistance Project高級顧問吉姆·拉扎爾(Jim Lazar)認為，儲能電池有用武之地，但前提是它能變得更加便宜。在美國，有許多由電力公司控制的熱水器和制冰空調(diào)，它們會在非高峰用電時段工作。拉扎爾認為，價值5500美元的Powerwall存儲的能量還沒有這些價值500美元的熱水器多。

未來更加經(jīng)濟

不過，隨著能源價格的變化，這一局面有可能發(fā)生變化。

目前，大多數(shù)屋頂太陽能電池板的用戶僅需要為超出產(chǎn)生部分的電力付費——這種方案被稱作凈計量。這意味著，如果你使用的電能與你家的太陽能電池產(chǎn)生的電能一樣多，就無需支付任何費用。這對消費者來說自然是一樁好消息，但電力公司可不這么認為。

美國已經(jīng)有40個州出臺了凈計量政策，但這導致了電力公司和太陽能用戶間的摩擦。為了更好地調(diào)整用電高峰期的用電成本，加州等地正在修改凈計量率和相關(guān)法規(guī)。

凈計量政策的廢除和調(diào)整可能會促使人們購買大型電池，用于儲存家庭產(chǎn)生的電能，供用電高峰時段使用。這一做法正變得越來越普遍，最終可能會讓儲能電池更加經(jīng)濟實惠。南加利福尼亞州愛迪生先進能源儲存集團高級經(jīng)理Loic Gaillac預計，如果凈計量率和相關(guān)法規(guī)發(fā)生變化，家庭電力存儲將迎來爆發(fā)式增長。

隨著數(shù)以百萬的家庭開始使用電力存儲系統(tǒng)，傳統(tǒng)電力公司面臨著兩個選擇：要么主動適應，要么被時代淘汰。拉扎爾指出，“這種演變不可避免，同時也很必要。”

當然，電力網(wǎng)絡的變革之路也很坎坷，但馬斯克這樣的企業(yè)家們正在奮力前行。如今，太陽能屋頂和特斯拉電動汽車已經(jīng)走進了我們的生活，相信全新的電力網(wǎng)絡也已經(jīng)離我們不遠了。