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
本月初，特斯拉宣布了其新的 Powerwall，这是一个旨在悬挂在家中或车库的家用电池系统。自从宣布以来，关于这个新设备的热议爆炸式增长，有些人已经宣布特斯拉战胜了化石燃料和公用事业公司。在这篇文章中，我将介绍 Powerwall，并讨论为什么你不应该指望它会释放太阳能或扼杀公用事业公司，尽管炒作如此。
Powerwall 简介
Powerwall 是一款壁挂式锂离子电池组，旨在存储来自电网或屋顶太阳能电池板的能量。该电池组的设计保持不引人注目，从墙壁到外壳的深度仅为 7 英寸。尽管外形纤薄，但该电池组最多可存储 10 千瓦时的能量，足以满足美国家庭约 10 小时的用电需求。此外，该设备还包括自己的液体冷却系统，以确保安全运行和长寿命。该设备的保修期为 10 年。
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有两种型号可供选择：一种是为备用应用设计的 10 千瓦时系统，价格为 3,500 美元，另一种是为日常循环设计的 7 千瓦时型号，价格为 3,000 美元。报价不包括逆变器或安装费用，这两者都可能很高。据报道，SolarCity 将提供 10 千瓦时系统，九年租赁起价为 5,000 美元，购买价为 7,140 美元——是特斯拉报价的两倍多。
不仅仅用于太阳能
埃隆·马斯克的 Powerwall 演示不仅仅是一次产品发布会，它也是对特斯拉未来能源愿景的推介：储存在特斯拉品牌电池组中的太阳能。
虽然这个愿景肯定很有吸引力，但事实证明，第一批 Powerwall 不太可能用于存储太阳能，因为今天将太阳能直接输送到电网比存储它在经济上更有优势。
大多数公用事业公司为拥有太阳能电池板的客户提供净计量费率，即产生的太阳能基本上会抵消客户的电表读数。如果有选择是将太阳能输送到公用事业公司，因为它产生了，还是将其存储在您的 Powerwall 中，损失 10% 的能量以弥补效率低下，然后稍后将其输送到公用事业公司，那么显而易见的选择是将太阳能直接输送到电网，而无需存储。
埃隆·马斯克自己的 SolarCity 的发言人乔纳森·巴斯向彭博社澄清了这一点，他说 SolarCity 不会提供 7 千瓦时的 Powerwall，因为由于现有的净计量法规，每天存储太阳能“实际上没有经济意义”。
Powerwall 为拥有太阳能电池板的客户提供的确实是在停电期间能够利用自己的太阳能发电。如今，太阳能电池板通常必须在停电期间完全与电网断开连接，使客户断电。Powerwall 改变了这一点，它充当太阳能电池板供应的电力和家庭电力需求之间的缓冲，以便在停电期间提供稳定可靠的电力。值得注意的是，典型的美国家庭每年只经历一到两次停电，因此 Powerwall 的可靠性优势是否会超过其成本值得怀疑。
Powerwall 实际上每天可能会做的一件事是为具有分时电价的客户降低电费，分时电价的白天和晚上电价高于晚上。Powerwall 将在晚上电价最低时存储能量，然后在下午晚些时候和晚上电价通常最高时放电。其效果将是减少客户在高峰时段的净能源使用量和电费。
即使对于这些客户，Powerwall 也将优先在晚上存储能量，因此它可能不会捕获来自屋顶太阳能电池板的能量。相反，它将增加对廉价夜间发电的需求，这在美国大部分地区主要是煤炭。
不要抛弃公用事业公司
随着 Powerwall 的宣布，一些人预测了完全由自己的屋顶太阳能电池板和电池系统供电的独立电网住宅的兴起。Powerwall 是否预示着传统公用事业公司的末日？不完全是。我们始终需要他们的电线，但对他们的能源的需求会越来越少。
最近发表在《能源政策》杂志上的论文《离开电网：一种雄心还是一种真实的选择？》从住宅客户的角度考察了在各种情况下（包括各种技术成本、光伏电池系统规模、消费者电力负荷以及公用事业关税/激励措施）放弃公用事业公司的决定。在考虑的所有情况下，与电网保持连接都能为消费者带来更低的成本、更高的可靠性和更大的便利性。
这一切都归结为一种两难的局面。如果房主没有足够的太阳能电池板和电池来满足他们一年 365 天的用电需求，他们就会出于可靠性的目的而希望与公用事业公司保持连接。如果房主确实有足够的太阳能和电池来满足他们所有的需求，他们仍然宁愿与电网保持连接，以便将任何多余的太阳能出售给公用事业公司，而不是浪费掉。因此，不要指望会出现大规模的公用事业公司客户流失。
虽然公用事业客户仍然希望将他们连接到更广泛电网的电线，但他们对公用事业公司产生的电力能源的需求将会越来越少。这一事实使得公用事业公司难以覆盖成本，公用事业公司传统上使用销售能源的收入来支付电表、电线、电杆、变压器和其他电力输送成本。
为了应对正在转型的电力系统，公用事业公司将不得不转向能源服务模式，这种模式提供电网连接，不仅可以输送能源，还可以从客户那里购买能源和其他服务。公用事业公司是普通房主和更广泛的电网之间唯一的桥梁，因此他们的电线将有市场——他们只需要找到一种向客户收费的方式来支付这些费用。
未来的一丝火花
虽然 Powerwall 目前还不是太阳能或公用事业公司的游戏规则改变者，但它无疑激发了特斯拉庞大的粉丝群以及许多以前可能不知道在家用电池系统中存储能量这一概念的人的兴奋。似乎一夜之间，Powerwall 将家用电池系统的想法从遥远的未来可能性转变为一个非常现实的问题，这将由立法者、监管机构和其他决策者进行辩论。我预计，一旦它开始的对话得到解决，并且存在一个市场框架，可以利用家用电池系统和其他分布式资源，以最大限度地发挥它们对更广泛电网的价值，并最大限度地利用可再生能源，Powerwall 的真正影响就会显现出来。