本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
此前，我曾撰文探讨未来智能电网的潜力，在这样的电网中，配备太阳能电池板和电池的住宅智能互联，形成更清洁、更强大的分布式电力系统。虽然我们距离成熟的智能电网还很遥远，但近年来分布式储能的应用范围越来越广。如今，德国已经拥有超过 7,000 个家用太阳能加储能系统，一些分析师认为，一旦特斯拉备受瞩目的电池“超级工厂”开始大规模生产，美国也可能出现类似的增长。
随着家用电池系统的兴起，值得思考的是，未来经济因素将如何影响配备储能设备的智能电网的发展。以德国和美国的太阳能电价为例。
在德国，输送到电网的太阳能以设定的“上网电价”支付，这是一种由政府制定的固定能源价格，旨在促进太阳能的普及。如今，上网电价的范围约为每千瓦时 13 至 14 欧分——远低于德国典型的住宅电价，即每千瓦时约 22 至 29 欧分。
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这两种价格之间的差异创造了一种激励机制，鼓励在太阳能输送到电网之前进行存储。如果太阳能电力被存储并在家中使用，它可以抵消购买电网电力，代价是不收取太阳能上网电价。目前，这两种价格之间的差异相当于每千瓦时太阳能从电网转移到电池的净收益为 10-15 欧分。
在美国，情况则不同。电力客户产生的太阳能通常要么采用“净计量”，要么按“太阳能价值”电价支付。在净计量电价下，产生的太阳能基本上是使电表倒转，即其价值完全等同于零售电价。“太阳能价值”电价则根据太阳能的整体环境和系统效益计算费率进行支付。明尼苏达州公共事业委员会（每千瓦时 14.5 美分）和奥斯汀市公用电力公司（每千瓦时 12.8 美分）计算的费率均超过零售电价。在这两种太阳能电价下，经济决策都是将太阳能电力直接输送到电网，而不是将其储存起来供日后在家中使用。
美国的家用电池系统并非用于存储太阳能，而是旨在利用分时电价，即高峰时段用电收费更高。电池在夜间电价最便宜时储存额外的电网电力，以抵消购买昂贵的高峰时段电力。
在美国电价体系下，储能运行的效果是，家庭夜间使用更多的电网电力，减少高峰时段用电量，并且不储存太阳能供家庭使用。任何时候，当太阳能发电量超过家庭能源需求时，多余的电力都会被简单地泵回电网，使家庭变成净发电方。
德国的能源独立电价结构与美国的以电网为中心的结构之间的差异是微妙的，但在许多方面却是决定性的。德国的公用事业电价激励家庭尽可能减少与更广泛电网的互动，鼓励个人家庭更容易独立运行的系统。美国的电价则激励更多地在经济上依赖电网，既可以储存廉价的夜间能源，又可以出售多余的太阳能。
这些电价之间的区别说明了未来智能电网的不同愿景：一种倾向于能源独立，另一种倾向于依赖中央电网。哪种更可取？简短的答案是：这取决于情况。未来几年智能电网将如何发展，肯定会很有趣。
图片来源：Flickr 用户 thetimchannel，地方自力更生研究所。