依靠太阳能能实现能源独立吗?你需要了解这些

A person installing solar panels on a roof.
Solar is one way for countries to achieve 'energy independence'.Image: Unsplash/Bill Mead
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  • EcoWatch表示,对俄罗斯能源出口实施制裁,引发了人们对“能源独立”的浓厚兴趣。

  • 研究表明,转向太阳能等可再生能源替代方案,是实现能源独立的最佳途径。

  • 但太阳能并非所有美国房主的解决方案——地理位置、房屋面积和电价政策都可能构成障碍。

无论你是每小时都刷新乌克兰战争的新闻,还是只是偶尔听到相关消息,你可能都在某种程度上感受到了它的影响。俄罗斯入侵乌克兰,在全球引发了政治、经济和人道主义危机。世界各地的决策者加大了对俄罗斯能源出口的制裁力度,并开始寻找彻底摆脱这些能源来源的办法。

战争爆发后,美国各地对“能源独立”的搜索量激增,无论是在国家层面还是个人层面都是如此。有人呼吁政府减轻外国战争对市场造成的影响,也有人在思考如何减少对政府控制资源的依赖,以满足家庭能源需求。

在继续讨论实现能源独立的方法之前,我们想说:当许多人正在为生命而战时,抱怨自己钱包吃紧可能让人觉得不合时宜。但在战争时期,国家领导人可能会做出你认同或不认同的重大贸易决策,扰乱经济;此时,为了自己和家人的最大利益而希望做出改变,是可以理解的。

美国在能源进口方面对俄罗斯的依赖程度有多高?

俄罗斯是全球最大的石油出口国,也是第二大原油出口国;在石油和天然气产量方面均位居第三。1 因此,当全球许多国家依靠俄罗斯为电网供电时,各国纷纷停止从俄罗斯进口能源,这确实影响重大。作为参考,俄罗斯目前满足欧盟40%的天然气需求。2

对美国人来说,“好消息”是——我们给“好消息”加上引号,因为燃烧化石燃料当然会严重危害环境——过去十年间,美国在能源生产的许多方面一直处于全球领先地位,仅有8%的原油进口依赖俄罗斯。3,4 美国目前是能源净出口国,也就是说,能源产量高于消费量。

美国的石油供应仍约有一半来自国外。Image: EcoWatch/美国能源信息署

然而,根据美国能源信息署(EIA)的数据,美国的石油供应仍约有一半来自国外。6 此外,别忘了,我们谈论的是有限资源。随着供应持续减少,价格就会上涨;许多人都感受到了这一点,因为在大多数州,加油时汽油价格平均每加仑超过4美元。7

或许,俄乌战争及其后续引发的全球市场动荡会提醒我们:无论作为一个国家还是作为个人,在满足最基本需求时,我们仍依赖外国的不稳定资源,而市场也充满波动。

一定有更好的办法。确实有——那就是能源独立。

什么是能源独立?

简单来说,能源独立就是不依赖他人获取能源。从技术层面看,美国目前实现了能源独立,因为如前所述,它的能源出口量高于进口量。但情况并非一直如此;全球市场不断变化,谁也说不准这种局面能否持续。看看上方的EIA图表就能发现,趋势再次逆转:美国的能源进口量从2021年6月起又开始上升。8

美国通过大幅提高化石燃料产量,努力实现国家层面的能源独立。但即使如今美国的石油产量接近历史最高水平,我们支付的油价仍接近历史最高水平。9而且,责任也不能全归咎于弗拉基米尔·普京或新冠疫情等市场扰动因素,因为早在2015年和2017年,全球油价就曾达到每桶约70美元的高位。10因此,尽管美国生产了这么多能源,市场依然受到扰动,而且仍由石油输出国组织(OPEC)掌控。

这听起来不太像能源独立,对吧?

虽然你无法真正左右白宫里发生的事,但可以更好地掌控自己家里的情况。如果你利用太阳能、水能或风能等可再生能源生产清洁电力,就能减少对当地能源公司的依赖,甚至完全摆脱这种依赖。

如何借助太阳能实现能源独立

大量研究表明,转向可再生能源替代方案是实现能源独立的最佳途径。例如,每一辆电动汽车替代道路上的一辆汽油车,每年就能节省约六桶石油;使用热泵则能减少对天然气的需求。11

在发电方面,水能、风能和太阳能是最切实可行的解决方案。国会正在讨论清洁能源和气候条款,以降低对天然气和石油的需求,着眼于长期解决方案。与此同时,政府正试图鼓励美国人转向清洁能源,由他们自行采取行动。

你可以采取哪些措施实现能源独立

虽然可再生能源有多种,但对普通房主来说,大多数都不切实际。我们不认为有人读完本文就会立刻在自家后院安装风力涡轮机,但安装太阳能板是房主实现能源独立的一种常见方式。

现在,我们必须明确一点:除非你安装离网太阳能系统(这在农村地区很常见),否则就无法彻底摆脱对公用事业公司的依赖。

许多地方政府要求太阳能系统接入电网,主要是因为大多数太阳能系统产生的电量超过家庭所需。能源具有流动性,也就是说,当电力没有直接用于为家庭供电时,就需要有去处。如果你的公用事业公司提供净计量计划,你提供的电力可以换取报酬或积分,帮助你节省电费,或抵扣太阳能板的成本。

自己生产清洁能源并享受太阳能激励措施听起来不错,但这还算不上真正的能源独立。当太阳能板无法发电时(例如夜间或暴风雨天气),你仍需依赖电网供电,只是依赖程度会比没有太阳能板时低得多。

要更接近真正的能源独立,你需要一种方法来储存太阳能系统产生的多余电力。这就需要能源储存。

家庭能源储存的重要性

安装能源储存系统后,你可以将太阳能板产生的所有多余电力储存在太阳能电池中。太阳能板不发电时,你可以使用电池中的电力,这样就不必依赖电网为家中供电。

人们普遍了解,太阳能储能系统在天气恶劣或夜间太阳能板无法利用阳光发电时很有帮助。但许多人没有意识到,即使天气十分适合太阳能板发电,太阳能电池也很重要。如果当地电网停电,你的太阳能系统也会停止运行,因为多余电力无处输送;而且,系统继续运行可能会危及正在抢修供电的技术人员。

简单来说,在不完全脱离电网的情况下,同时拥有太阳能系统和太阳能电池,是最接近能源独立的方式。

这样做不仅能让你不必依赖有限的能源供应和波动的能源市场,还能让你更好地掌控每月支出。当邻居家的能源费率随市场涨跌时,你的电费基本可以保持稳定。

太阳能真的是美国实现能源独立的未来吗?

谈了这么多太阳能的优势后,你或许会惊讶地听到我们说,太阳能要成为美国实现能源独立的答案,还有很长的路要走。它永远不会成为美国唯一的能源来源;而且,考虑到制造太阳能板所需的材料,它还带来了其他供应问题。不过,太阳能与风能和水电相结合,有望帮助美国实现能源独立。

在个人层面,太阳能是更切实可行的解决方案,但遗憾的是,它并不适合每一位房主。要让太阳能系统有效运作,屋顶必须达到一定面积、状况良好,并朝向适当。如果条件不符,也可以考虑安装地面太阳能阵列,但这同样取决于庭院面积,以及太阳能板能够接收到多少直射阳光。

太阳能也高度依赖地理位置,而不仅仅是天气。如果你所在的州或城市没有利于太阳能发展的政策,上网电价可能偏高,或电力回购价格偏低,因而降低安装太阳能系统的吸引力。
话虽如此,不尝试就无从得知。自己生产并储存能源,是让家庭真正实现能源独立的唯一途径。如果这是你的最终目标,我们建议你咨询当地太阳能公司,了解安装太阳能板是否适合你。

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