本文与 The Conversation合作发表。
太阳能的成本持续下降，因此越来越多的人选择安装太阳能也就不足为奇了。
然而，屋顶太阳能的快速增长，促使许多电力公司 设法加以遏制。部分公司已游说修改“净计量”政策，该政策为消费者所产生的多余太阳能发电量提供补偿。这样做合理吗？
太阳能净计量的运作方式类似银行账户。你将系统在白天产生的未用电能（以千瓦时计）“存入”电网，也就是说，在太阳能板发电量超过家庭用电量的时段。随后，你在夜间或系统发电量不足时“取出”电能。
与银行账户一样，你存入的电能并非只是存放在某个“保险库”里。在存入的那一刻，其他需要用电的公用事业客户会使用你多余的太阳能电力。当你取出电能时，则由发电厂为你发电。
这一过程看似简单，却在电力行业内引发了激烈争论。
电力行业提出了一个颇具说服力的观点，认为公用事业公司应对净计量客户所有这些电能的存入和取出收取费用。例如，在推动明尼苏达州修改净计量法的过程中，州众议员 Pat Garofalo 表示 ，太阳能客户“可以免费使用电网，这意味着其他消费者要支付更高的电价。”
另一方面，也有令人信服的理由认为，公用事业公司应允许太阳能客户免费使用电网，甚至应向太阳能客户提供激励。毕竟，太阳能光伏系统在夏季阳光充足的长日里发电量最大，而此时电力需求高，且 发电的成本更高。因此，按照这一观点，白天输入电网的多余太阳能发电量，比夜间取用的电力更有价值。
那么，哪种逻辑更有说服力？净计量究竟是一项沉重的负担，还是对所有人都有益？
去年，我听一家中西部公用事业公司的总裁谈到太阳能带来的这一负担，他的逻辑听起来很有道理。于是，我将自家屋顶太阳能板自动采集的发电数据，与我所支付的峰时和谷时电价进行了比对。随后，我决定系统地深入分析家乡宾夕法尼亚州一个大型地区的数据，开展更具科学性的分析，结果令我颇感意外。
电价的波动
宾夕法尼亚州实行放松管制的电力市场，在该市场中，公用事业公司负责配送电力，而非生产电力。大多数客户会选择并向单独的供应商付费，由其负责从发电厂购电。若客户未做此选择，公用事业公司则会购入批发电力（即公用事业公司向发电企业支付的成本），再以零售价格将其转售给消费者。
在用电高峰期，由于供需关系，批发市场上的电价会上涨。在同一天或同一周内，电价的涨幅甚至可能超过1,000%。
公用事业公司和电力供应商每天都会预测所有客户所需的用电量，以便安排发电、购电并将电力输入电网。例如，在非常炎热的夏日，空调负荷高企，就需要更多电力。借助短期天气预报，人们还可以预测太阳能对日前市场整体用电需求的影响。
我查看了 逐时价格数据 ，即匹兹堡地区日前批发能源市场的数据。随后，我查看了太阳能发电量 数据 ，即该地区众多光伏阵列的数据。
利用这些数据以及关于太阳能客户何时用电的若干假设，我发现，存入电网的电力的批发价格，比夜间或恶劣天气日从电网取出的电力的批发价格高出20%。换言之，尽管太阳能客户整体购电量有所减少，太阳能仍使供应商和公用事业公司得以节省成本、提高利润率。
太阳能的真实价值？
但我们应如何量化太阳能的全部价值？最佳方法是分析那些尚 未 被计入市场价格的太阳能所产生的影响。
首先，我们假设在给定需求水平下，价格保持不变。然后构建一个情景或模型，假设大量太阳能电力输入电网。这将使当前白天的用电需求明显下降，白天时段的电价也将相应下降。
例如，根据2013年的数据，如果宾夕法尼亚州的太阳能发电量占其全部电力的5%，据我的研究，一家公用事业公司及其相关电力供应商将在一个拥有60万客户的地区每年节省6000万美元。（对宾夕法尼亚州而言，5%是相当大的太阳能比例，目前该州太阳能发电仅占约0.1%。）与此同时，由于太阳能客户支付的电费减少，该公用事业公司及供应商的零售收入将减少4500万美元。令人惊讶的是，节省的费用高于损失的收入。
对于一家典型的公用事业公司或供应商，据我的计算，净节省额为每位客户每年25美元。这是为 每一位 客户带来的节省，而不仅限于太阳能客户。少数太阳能客户将有助于降低 所有 客户的用电成本。
这些节省仅基于发电环节。输配电环节还存在类似的额外节省，我尚未展开论述。正如用电需求高时发电成本更高，用电需求高时输配电成本也会更高。事实上，有时成本高到公用事业公司愿意向客户支付费用，以换取其少用电。
我需要强调，即便有了太阳能，我们仍然需要公用事业公司和发电企业。基础设施始终需要维护，因此公用事业公司和发电企业仍需保持稳定的收入。然而，只要太阳能带来的节省超过收入的减少，电力行业就不会有问题。事实上，电力行业可以将这些额外利润再投资，使基础设施更适应更大规模的太阳能发电。
太阳能能否拯救局面？
如果太阳能在全国范围内普及至5%、10%甚至更高水平，消费者将需要重新思考其用电方式。目前，许多州的监管机构正在出台政策，鼓励客户减少高峰时段用电，转而在晚间用电。与其将用电转移到夜间，不如鼓励消费者将用电转移到上午晚些时候和中午时段。
电力不再在白天最贵，反而在白天最便宜。届时，发电企业和公用事业公司将会有新的抱怨：“太阳能在白天只提供价值最低的电力，而我们却不得不在夜间以高价向这些客户回售电力，太不公平了！”
到那时，应提醒发电企业和公用事业公司：若没有太阳能，它们的白天成本将高得惊人，即便是夜间电价，也会因缺少太阳能而更高。
更新：为使内容更清晰，已删除将宾夕法尼亚州太阳能发电量与加利福尼亚州相比较的内容。
刊发本文不代表世界经济论坛认同文中观点。
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作者：Richard Flarend 是宾夕法尼亚州立大学物理学副教授。
图片：工人在太阳能发电场检查太阳能板。REUTERS/Carlos Barria.
