大约每六个月，道格·考克斯就会清洗他的屋顶，以便能够产生更多电力。南面朝向的16块太阳能电池板在凤凰城强烈的阳光下可以产生近四千瓦的电力——足以抵消在这个炎热气候中冷却他的房屋所需的大部分电力。但是这个两年历史的系统会积满灰尘，从而减缓电流。“我妻子在上面冲洗掉肥皂，而我则在擦洗，”考克斯说，他是一位37岁的高中数学老师。“我们甚至让五岁的女儿帮助我们。她在地面上，我们告诉她何时打开和关闭软管。”
考克斯一家是凤凰城和其他阳光充足地区日益增长趋势的一部分：房主使用屋顶太阳能电池板发电，并将多余的电力出售给当地的电力公司电网。现在亚利桑那州有超过127,000户家庭安装了屋顶太阳能阵列。考克斯一家直接购买了他们的太阳能电池板，在计算后证明，该系统——寿命为20年或更长——将在大约六年内通过节省电费和税收减免来支付12,000美元的成本。“去年，在五月、六月和七月，我们的公用事业账单为零，这真是太棒了，”考克斯回忆道。其他月份，考克斯一家产生多余的电力，这些电力被发送到当地电网，用于抵扣未来的账单。“我们的电表倒转，”他说。
然而，对于凤凰城地区的公用事业公司亚利桑那公共服务公司（APS）来说，考克斯是一个搭便车者。它表示，由于没有支付那么多电费，这家家庭没有支付其应承担的维护该地区电力网的成本，而他们的房屋仍然在使用该电网。APS 声称，每户太阳能家庭都会给没有太阳能电池板的其他家庭带来高达每年 1,000 美元的经济负担。为了弥补缺口，APS 提议对每户太阳能业主每月收取高达 100 美元的附加费。为了说服公众这项收费的必要性，在公用事业利益集团的支持下，APS 展开了广告宣传活动。2013 年，它在电视、印刷和互联网广告上花费了近 400 万美元。太阳能似乎在亚利桑那州非常成功，以至于公用事业公司认为它是一种生存威胁。
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太阳能客户进行了反击，称拟议的附加费为“阳光税”。他们说电力行业需要竞争，他们尽力发起了一场公共关系反击战，包括争取到了一些意想不到的盟友。“[公用事业公司] 为什么应该被允许垄断这种能源？” 亚利桑那州共和党前主席汤姆·莫里西问道。“为什么我们不能在减轻电网负担的同时自给自足呢？”
公用事业公司和太阳能客户之间正在爆发的战争揭示了电网经济学的根本转变。来自中国的廉价太阳能电池板，加上联邦和州的激励措施，已使太阳能从一个小众追求转变为电力行业变革的重要力量，其重要性足以威胁到已经存在了 100 年的公用事业公司。房主和行业之间的这场斗争最终可能会重新配置政治格局，团结环保主义者和茶党人士，并可能分裂共和党。可能出现的情况可能是电力网新商业模式的开端，以及郊区政治力量的新形式。
购买便宜，租赁更便宜
美国的太阳能战争将在价格上决出胜负，而太阳能目前价格低廉，并且还在变得更便宜。安装公司可以批量购买太阳能组件，价格低至每瓦 60 美分，仅为五年前成本的一半。一旦将所有财务因素都考虑在内，如果住宅电价为每千瓦时 15 美分或更高，则太阳能现在与电网电力一样便宜——大约占美国零售电力市场的 16%。根据太阳能产业协会的数据，仅在 2013 年，就有超过 100,000 户美国家庭安装了太阳能。全国性公用事业公司 NRG Energy 的首席执行官大卫·克莱恩说，太阳能技术费用的挑战已经克服，该公司拥有化石燃料和核电，但也拥有大型太阳能发电厂。剩下要做的就是他所谓的“摩擦成本”，才能使屋顶系统占据优势。
克莱恩所说的摩擦成本是指寻找太阳能电池板制造商和安装商、向州和地方当局以及当地公用事业公司提交文书工作，以及正确安全地安装太阳能阵列的成本。这些步骤至少可以将住宅系统的成本翻一番，达到每千瓦 5,000 美元。美国典型的家庭安装四到六千瓦的太阳能电池板，抵消大约一半的家庭用电量。
但是摩擦成本也在下降，在某些情况下，对于房主而言，摩擦成本降至零，这要归功于 SolarCity、Sungevity、Sunrun 和 Vivint 等本质上是租赁和安装设备的公司。公用事业公司本身有时也提供类似的服务，称为“社区太阳能”。合同各不相同，但基本上公司出资在屋顶上安装太阳能电池板，并获得任何相关的税收抵免和其他激励措施。房主支付租赁价格和固定电价，从而使总账单低于他们当前的电费账单。大多数租赁合同为期 20 年，包括维护。
SolarCity 首席执行官林登·赖夫表示，其目的是消除太阳能昂贵的“污名”。他的公司预计在 2014 年部署至少 500 兆瓦的屋顶太阳能，接近其 2013 年业务的两倍。联邦政府对太阳能安装的税收抵免有所帮助，允许房主或其代理人扣除购买和安装此类系统成本的三分之一。各种州、地方和公用事业激励措施可以使交易更加优惠。
这些诱因使太阳能在亚利桑那州非常受欢迎。根据 APS 的数据，该州每天有超过 15 个屋顶太阳能阵列安装在家庭住宅上。“当您走在街上时，您会看到每隔一户人家都安装了太阳能电池板，”考克斯说。APS 可再生能源经理马克·罗米托表示，这些“太阳能独立户”的数量从 2010 年的 4,770 户增加到今天的 30,000 多户，其中包括大型太阳能发电厂以及潜在的社区太阳能。但是，随着家庭自行发电，公用事业公司失去了利润丰厚的客户，并且面临着可以分摊大型基础设施成本（例如建造新发电厂或维护电网）的基础日益减少。根据 APS 的计算，维护当地电网（在太阳能电池板不发电时供电）的成本至少为每户每月 60 美元，太阳能业主避免支付这笔费用。因此，公用事业公司向非太阳能客户收取每户安装太阳能的额外 60 美元费用。“这种成本转移可能会失控，”罗米托说，迫使该公司率先反对当前家庭太阳能的设置。
这个问题比亚利桑那州更大；超过 40 个州允许业主将太阳能电池板产生的多余能源出售回电网，并且大多数州都要求公用事业公司购买这些能源。尽管太阳能装置在美国电力供应中占比不到四分之一的百分之一，但如果屋顶太阳能阵列像烟囱一样普及，公用事业公司担心它们可能会倒闭，或者仅仅为了维护电网而存在。电力公司尚未遭受如此巨大的收入冲击，但他们看到了这种情况即将到来。因此，俄克拉荷马州和威斯康星州的公用事业公司也开始散布反对太阳能业主的宣传，而在夏威夷，他们成功阻止了进一步的太阳能系统连接。
消费者反击
太阳能业主奋起反击，他们不仅受到节省开支的鼓舞，也受到能源独立的鼓舞。2013 年，亚利桑那州的房主和太阳能行业代表投放了自己的广告，宣传太阳能的好处，包括自给自足、减少污染以及为 APS 等小型垄断企业增加竞争。他们驳斥了公用事业公司对太阳能搭便车者的担忧。“我们像其他人一样支付账单，”凤凰城地区一位安装了屋顶太阳能的居民苏·米切尔说，她花了 26 年的时间教育女童子军自力更生以及其他追求。她的家庭系统提供了她家庭所需电力的一半左右。凤凰城的房主斯科特·麦凯没有安装太阳能，他指出，经过十年对房屋的改造，例如更好的隔热材料和更节能的灯泡，他的用电量下降了大约 18%，但他的 APS 月账单却增长了 33%，这要归功于电价上涨。
与公用事业公司不同，许多房主也喜欢分散式电力系统的想法，该系统减少了对电网的依赖，家庭主要自行供应能源。这些冲突如何解决可能会重塑电力供应方式以及该系统对气候的友好程度——首先是在亚利桑那州和加利福尼亚州，然后是在美国和世界的其他地区。澳大利亚、西班牙和德国的太阳能繁荣正在造成类似的困境，包括一些德国主要电力公司濒临倒闭。在全球范围内，已安装超过 100 吉瓦的太阳能发电量——足以为近 1700 万美国家庭供电。
为了影响结果，公用事业公司资助的研究小组爱迪生电力研究所于 2013 年 1 月发布了一份题为“颠覆性挑战”的报告。该报告指出，家庭太阳能（它称之为“分布式能源资源”）最终可能导致太多美国人脱离电网，使他们的公用事业公司陷入电力销售额减少以弥补不断上涨的维护成本的死亡螺旋。这将推高电价，从而鼓励更多人安装屋顶太阳能。该报告表明，现在控制美国电力的约 3,000 家公用事业公司可能在一二十年后成为遥远的记忆。
这种观点可能被夸大了。屋顶太阳能难以满足美国的所有电力需求，尤其是在阴天地区或电网电力价格低廉的地方。即使在太阳能家庭最多的地方，如加利福尼亚州和亚利桑那州，对公用事业公司的影响仍然很小——例如，APS 只是从其剩余的非太阳能客户那里收回成本。但在夏威夷，夏威夷电力公司限制了新的家庭太阳能连接，同时研究太阳能繁荣对其电网的影响，这使该公用事业公司因拖延战术和未能积极应对家庭发电而受到州监管机构的谴责。
公用事业公司面临的更大挑战——以及家庭太阳能和能源效率可能会加剧的挑战——是自 2000 年以来全国范围内的用电量增长放缓。由于许多（但并非全部）公用事业公司通过建造新发电厂、输电线路和其他电网基础设施（如智能电表）来获得大部分利润，因此它们的现有商业模式在未来十年或更长时间内面临转型——家庭太阳能可能会对这种转型有所帮助或损害。需要发明或推出现有的新激励措施和新商业模式，例如社区太阳能，以确保美国可靠的电力供应。
这种自发电将提供的承诺的独立性将一些不太可能的盟友聚集在一起。南方电力公司公用事业公司的子公司佐治亚电力公司试图阻止太阳能发电的发展。这导致当地的茶党，在活动家和祖母黛比·杜利领导下，与自然资源保护委员会、塞拉俱乐部和其他团体的当地环保主义者组成了她所谓的“绿色茶联盟”。他们的目标：鼓励该州安装屋顶太阳能。“太阳能非常适合保守派，”杜利说，她对那些声称赞成自由市场但支持像当地公用事业公司这样的政府强制垄断的保守派感到惊讶。“最重要的是，能源必须在公平的竞争环境中竞争，”她说。“让消费者决定。”
由于这种不太可能的联盟，佐治亚州公共服务委员会（一个监管该州公用事业公司的全共和党委员会）投票决定要求佐治亚电力公司在其未来计划中纳入更多太阳能。
共和党内部也正在形成某种分裂。像杜利这样支持房主财产权的自由意志主义者和茶党人士站在了其他保守派团体的对立面，例如繁荣美国人和像心脏地带研究所这样的智库，这两个机构都得到了石油大亨查尔斯·科赫和大卫·科赫的支持。共和党团体美国税务改革组织的格罗弗·诺奎斯特谴责了佐治亚州绿色茶联盟和其他支持家庭太阳能的保守派组织，认为他们已被太阳能行业收买，而太阳能行业实际上是诺奎斯特所谓的“裙带资本主义”的一种形式。
尽管如此，财产权和自力更生似乎是大多数美国人可以支持的问题。“亚利桑那州的客户正在安装太阳能，因为他们现在可以控制自己的能源，”赖夫指出。这种前景导致了威斯康星州和爱荷华州等紫色中西部州的“太阳能权利”法。这些法律禁止地方市政当局、房主协会或类似机构禁止家庭太阳能——就像亚利桑那州的情况一样。
难题的一个重要部分是，当一个家庭部分脱离电网时，公用事业公司究竟损失了多少，这取决于它必须为该家庭卖回电网的电力支付多少费用，这个费率由州监管机构确定。当 APS 发起反太阳能攻击时，该公司辩称，它为自制电力支付的价格过高——与它向普通客户收取的每千瓦时 11 美分相同。这家上市公司还表示，太阳能业主应被收取额外费用，以支付他们应承担的电力线和其他基础设施的维护费用，而他们的房屋仍在继续使用这些基础设施。APS 敦促监督电力的州委员会允许收费。与大多数与电力相关的情况一样，监管机构限制了公用事业公司和房主的举动。
并非所有太阳能支持者都站在房主一边。世界上最大的太阳能电池板制造商、总部位于亚利桑那州的第一太阳能公司的首席执行官詹姆斯·休斯支持 APS 参与其“成本转移”斗争。另一方面，前国会议员、领导“告诉公用事业公司太阳能不会被扼杀”组织的巴里·戈德华特 Jr. 认为，APS 试图阻止家庭太阳能是为了保住其收入，而不是寻找从这种新现实中获利的方法。
根据德克萨斯州奥斯汀能源公司（一家公用事业公司）进行的一项分析，公用事业公司实际上可能低估了太阳能业主的价值。这家市政公用事业公司得出的结论是，它应该向太阳能业主支付比零售电价高出 3 美分的费用，以节省避免的输电损耗，并能够延迟建造大型发电厂以满足原本不断增长的需求，这可能需要数十亿美元的投资。这些因素转化为甚至非太阳能业主也能节省电费。内华达州公共事业委员会的一项类似分析发现，该州的太阳能业主并未增加邻居的成本。
但 APS 辩称，家庭太阳能只能节省燃料成本，而不能节省电网的延期或减少维护费用。“由于间歇性，太阳能根本无法降低输配电成本，”罗米托说，并指出这是基于弗拉格斯塔夫和凤凰城的实际经验，而不仅仅是在纸上进行的研究。
到目前为止，管理亚利桑那州公用事业公司的监管机构亚利桑那州公司委员会 (ACC) 似乎在小范围内同意了这一观点。它在 2013 年 11 月决定对太阳能业主征收每千瓦安装太阳能 70 美分的费用，平均每月 5 美元。这项费用几乎足以消除租赁太阳能阵列的经济效益。“现在在亚利桑那州很难让事情顺利进行，”赖夫说，尽管 APS 尚未看到寻求连接新太阳能系统的家庭数量下降。
太阳能支持者誓言要继续战斗。“我们没有充分揭示分布式屋顶太阳能的真实影响，无论是积极的还是消极的，”清洁能源亚利桑那州的狄龙·霍姆斯说，这是一个可再生能源倡导组织。
APS 预计将在 2015 年继续在委员会进行斗争，届时委员会将就新的电价做出决定。“我们赞赏 ACC 能够穿透花言巧语，专注于成本转移如何影响非太阳能客户，”首席执行官唐·勃兰特在关于该裁决的声明中说。但目前的政策“远未充分保护一百万没有太阳能电池板的住宅客户的利益。”
即使在那些太阳能领导国家，同样的观点也在美国和国外兴起。德国和西班牙正在考虑对太阳能收取电网接入费，以确保维护这一关键基础设施。
备用计划
这些费用可能会减缓太阳能的增长，这就是为什么亚利桑那州的结局可能对国家甚至国际产生影响——对于太阳能行业和气候变化而言。屋顶上的太阳能电池板造成的全球变暖污染远低于燃煤发电，并且与核电站的冷却需求相比，用水量更少。
即使联邦税收抵免在 2016 年到期后彻底结束，太阳能也可能被证明是一种强大的力量，届时联邦税收抵免将到期。如果组件价格降至每瓦 50 美分，那么太阳能将变得与其他电力来源一样便宜，在所有 50 个州都是如此。SolarCity 正在纽约州布法罗建造一家新工厂，每年生产 1 吉瓦的太阳能电池板——批量生产可能有助于降低成本。美国能源部已投资 8700 万美元用于可能将太阳能组件及其安装成本降至每瓦 50 美分的项目。美国国家住宅建筑商协会的一项调查发现，超过一半的房屋建筑公司计划到 2016 年提供带有太阳能电池板的房屋。爱迪生电力研究所预测，到 2017 年，在美国多达三分之一的地区，家庭太阳能可能比电网电力更便宜。
一些太阳能业主希望进一步远离他们的公用事业公司。“我正在考虑购买电池并完全脱离电网，”凤凰城的一位总承包商杰里·迪特里希说，他为自己的屋顶租赁了一个 6.4 千瓦的系统。太阳能电池板制造商 SunPower 已与 KB Home 合作，在加利福尼亚州 150 个社区提供带有电池存储的屋顶系统。SolarCity 为 100 多家不同的房屋建筑商提供服务，并与电动汽车制造商特斯拉合作提供太阳能和电池套件。落基山研究所的一项分析表明，到 2020 年代，太阳能系统与电池配对可能在成本上与电网竞争。
最终，太阳能的普及不仅可能改变美国的电力公用事业，还可能以一种新颖的方式使郊区田园诗般的生活方式可持续发展。家庭太阳能——可能与车库里的电动汽车或地下室里的电池组配对，以存储阳光产生的电力供夜间或阴天使用——可能会降低运营电网的公司的利润，尽管电网不太可能消失。燃料电池或小型天然气发电机也可以促进这种转变。“这不仅仅是关于太阳能的对话，”APS 的罗米托指出。未来的电力监管“需要考虑每一种可用技术，无论是燃料电池、电池存储，还是未来在不断变化的系统中出现的任何技术。”
换句话说，家庭可再生能源事关自由，这就是为什么太阳能战争正在重塑地方甚至国家政治格局。“用 1.3 亿根木杆组成的系统来构建 21 世纪的电力系统有多么令人震惊的愚蠢？” NRG 的克莱恩在 2 月份的一次峰会上问道。他说，在一代人的时间内，电网可能成为“过时的备用系统”。
鉴于这种前景，公用事业公司正在“尽其所能，赶在太阳能变得太大以至于他们无法阻止之前”，赖夫说。相反，他和其他人认为，公用事业公司应该拥抱太阳能，甚至尝试引领太阳能，以避免沦为低收入的电网维护者。
公用事业转型已经开始。“我们认识到我们的客户真的想要屋顶太阳能，”罗米托说。为了提供一种新的选择，APS 提出了一项计划，在 3,000 户房主的屋顶上安装和维护太阳能发电系统，以换取每户每月 30 美元的 20 年抵免额。
同样，可以修改规则，使公用事业公司能够通过减少用电量来赚钱。许多人和企业已经进行了改进，以减少消耗，例如收紧管道、更换漏风的门窗、安装能源之星电器以及增加绝缘材料。“我告诉人们，要做的事情是先让你的房子密封，使其节能，”迪特里希解释说。然后安装太阳能以控制发电量。正如迪特里希谈到他自己的屋顶太阳能时所说：“它除了赚钱之外什么也没做。”