美国户用装机量预降35% 虚拟电厂成电网救星
发布日期：2025/7/30
美国户用光伏行业正面临前所未有的危机。公用事业公司正在削减激励措施，一些大型的户用光伏安装商和金融机构已经破产。而共和党在国会刚刚通过的一项全面法案（大而美法案），将很快切断已支持该行业20年之久的联邦税收抵免。
根据清洁能源购买者协会委托NERA进行的分析，取消这些税收抵免将给 各州的公用事业用户带来高昂的成本。到 2029年，受影响最严重的州的电价可能会上涨近30 % 。
由户用光伏和电池系统构建的虚拟电厂（VPPs）能够支持负荷过载的电网，为消费者降低能源成本，并有助于振兴陷入困境的行业。
但事实是，太阳能电池板——以及越来越多与之配套的锂离子电池——仍然是满足美国日益饥渴的电网需求的最便宜且最易部署的技术。
非营利倡导组织“Vote Solar”的执行董事萨楚·康斯坦丁（Sachu Constantine）认为，如果户用光伏和电池行业能将其努力重点转向成为“虚拟电厂”，它们不仅能够生存下来，甚至可以蓬勃发展。
全美成千上万配备了电池的光伏家庭，已经可以在可再生能源廉价而充足时储存能量，然后在电力需求达到峰值、公用事业公司面临电网压力和高昂成本时，将电力返还给电网——实质上，这扮演了“调峰电厂”的角色。
在波多黎各和新英格兰等地，这些虚拟电厂在近几个月已证明了其价值，成功防止了停电并为消费者降低了成本，并且这种模式可以被大规模推广。“如果我们这样做，那么尽管有‘那项大而美的法案’（One Big Beautiful Bill），尽管市场面临逆风，这些技术仍有生存空间。”康斯坦丁说。
他补充道，眼下，满足飙升的能源需求并没有太多其他选择。唐纳德·特朗普总统本月签署的这项大型法案，削弱了构成电网新增能源绝大部分的公用事业规模光伏和电池项目的经济性。而且，尽管特朗普政府力推化石燃料，但燃气发电厂的建设速度也无法弥补这一缺口。
与此同时，美国电网的扩张速度已然跟不上，这增加了停电的风险，并使美国民众承受着不断上涨的电费负担，康斯坦丁说。州议员和公用事业监管机构正面临越来越大的压力，需要寻找解决方案。
康斯坦丁表示，无论是集中在小型的社区能源项目中，还是分散在各个社区，光伏和电池可能是“满足数据中心、工厂和更广泛经济活动负荷增长的唯一可行方式”。并且，通过减轻公用事业电网的压力，它们不仅能为安装者，也能为广大用户降低成本。
虚拟电厂已在力挽狂澜
今年夏天再次证明了用户如何利用他们的户用光伏系统和电池来帮助邻居摆脱能源危机。在过去两个月里，波多黎各电网运营商LUMA Energy一直依赖其“用户电池能源共享计划”的参与者来防止电网崩溃。
“昨晚我们成功调度了约70,000个电池，为电网贡献了约48兆瓦的能源，”LUMA在7月9日的一篇西班牙语社交媒体帖子中写道。在当时近50兆瓦的发电缺口下，这次调度帮助避免了“多次甩负荷事件”——这是行业术语，即轮流停电。
自2017年飓风“玛丽亚”摧毁该岛电网、导致数百万人断电（部分地区断电近一年）以来，波多黎各人一直在快速安装光伏和电池。
“那里已经有数以万计的电池，只需要以一种更有意义的方式连接起来，”香农·安德森（Shannon Anderson）说，她是非营利组织“太阳能联合邻里”（Solar United Neighbors）负责虚拟电厂的政策总监，该组织帮助家庭组织起来以获得更便宜的户用光伏。“今年夏天的数据已经充分证明了它所能做到的。”
波多黎各的虚拟电厂由聚合商管理——这些公司负责安装光伏和电池系统，并控制它们以支持电网。特斯拉能源（Tesla Energy）就是这样一家聚合商，它会实时更新其Powerwall电池对整个系统的贡献量。
分布式光伏和电池的影响并不总是那么容易追踪——但清洁能源倡导者们正忙于计算它们在哪些地方发挥了作用。
上个月横扫新英格兰的热浪期间，当电价飙升、电网运营商寻求从邻近地区输入能源时，分布式光伏和电池减轻了电网的压力。非营利组织阿卡迪亚中心（Acadia Center）估计，户用光伏通过降低能源消耗和抑制电价，帮助避免了约2000万美元的成本。
在“虚拟电厂”这个词流行之前，玛丽·鲍威尔（Mary Powell）曾领导Green Mountain Power向VPP领域进军。2021年，她离开后成为美国最大的户用光伏安装商Sunrun的首席执行官。选择聘请鲍威尔表明，该公司日益有兴趣成为一家某种意义上的太阳能驱动的公用事业公司。
今年夏天，Sunrun从加利福尼亚州、纽约州、马萨诸塞州、罗德岛州和波多黎各的超过13万个电池中调度了数百兆瓦的电力。最近，它与特斯拉合作，将业务扩展到了德克萨斯州的竞争性能源市场。
“在波多黎各、加利福尼亚、新英格兰以及越来越多的德克萨斯州，我们正生活在虚拟电厂的未来之中，”Sunrun的电网服务和电气化主管克里斯·劳舍尔（Chris Rauscher）说。“现在只需要其他州在各自的领域里实施这些政策，并让它运行起来。”
让各州拥抱虚拟电厂
过去一年，Sunrun、Vote Solar和Solar United Neighbors一直在努力推动支持虚拟电厂的州级政策。今年到目前为止，这些团体已在伊利诺伊州、明尼苏达州、新墨西哥州、俄勒冈州和弗吉尼亚州等州推广了VPP示范立法。
安德森说，今年五月，弗吉尼亚州通过了一项法律，要求公用事业公司Dominion Energy启动一个试点项目，招募高达450兆瓦的VPP容量，其中至少包括15兆瓦的家庭电池。
安德森表示，这项立法努力在新墨西哥州和明尼苏达州则运气不佳，相关法案未能获得通过。在伊利诺伊州，一项提案未能在常规立法会议期间通过，但倡导者们希望在今年秋季的州“否决会议”期间重新提出审议。
安德森指出，伊利诺伊州的户用光伏系统正在加装更多的电池——这是该州从今年开始取消对光伏发电用户净计量（net-metering）补偿的副产品。在夏威夷和加利福尼亚，当监管机构降低了用户返送回电网的太阳能电力价值后，也出现了类似的情况，这使得能够储存多余电力并进一步限制用户从电网用电的电池变得更加受欢迎。
户用光伏倡导者们为在全国范围内保留净计量项目进行了艰苦的斗争。但彭博新能源财经（BloombergNEF）的太阳能分析师珍妮·蔡斯（Jenny Chase）指出，大多数成熟的户用光伏市场已经不再奖励那些在电网不需要时向其输送能源的用户。
“在某些方面，这是合理的，因为净计量将间歇性的所有责任和成本都推给了公用事业公司，”她说。
虚拟电厂则扭转了这一局面，将户用光伏和电池从一个可能干扰公用事业运营和财务管理的因素，转变为一个积极帮助其完成以合理成本提供可靠电力的使命的助手。传统上，公用事业公司对信任用户侧的资源来满足自身需求持谨慎态度。但在立法者和监管机构的压力下，它们正开始拥抱这种可能性。
在明尼苏达州，公用事业公司Xcel Energy提出了一个“分布式容量采购”计划，该计划将允许其拥有并运营安装在关键位置的光伏和电池，从而使公司能够推迟昂贵的电网升级。户用光伏倡导者对该提案心情复杂，因为他们长期以来一直抱怨Xcel公司有为客户和独立开发商自建光伏和电池系统设置障碍的记录。
在科罗拉多州也存在类似的紧张关系，Xcel公司在该州被要求将户用光伏和电池等分布式能源纳入其电网规划和管理中。今年春天，Xcel与特斯拉和智能电表公司Itron启动了一个项目，旨在“利用我们系统中长期连接的数千个电池，并能够使用它们来应对本地问题，”该公用事业公司的客户能源与交通解决方案副总裁埃米特·罗明（Emmett Romine）在四月份接受Canary Media采访时表示。
但安德森说，等待公用事业公司部署电网传感器、软件和其他技术来完美控制用户设备，有可能会延误虚拟电厂的增长。像波多黎各正在采取的更简单的方法——由聚合商管理VPP——可以迅速取得很多成效。“一旦你将其规模化，下一阶段将会有很多经验教训可以借鉴，”她说。
减轻税收抵免削减的影响
安德森说，鼓励个人参与VPP的州级和公用事业层面的激励措施，也是对抗共和党本月通过的“大而美的法案”所造成损害的重要对策。根据该法律，家庭将失去一项为太阳能、电池和其他家庭能源系统成本抵消30%的税收抵免，该政策将于今年年底到期。
然而，像Sunrun和特斯拉这样的公司，只要它们在2026年中期前开工建设，或在2027年底前投入使用，它们仍然可以通过租赁或购电协议结构向客户提供太阳能系统，并保留获得税收抵免的资格。而对于这些公司来说，电池的税收抵免将一直持续到2033年。
安德森表示，对于尚未安装光伏或电池的客户来说，VPP项目无法弥补失去税收抵免的损失。但她说，通过对参与者进行经济奖励，只要这些项目不受无效的州政策的阻碍，它们就可以帮助消费者收回初始成本。
“通过【一些VPP项目】，人们一个夏天可以赚取超过1000美元，”她说。“再加上太阳能和储能的租赁模式，这种模式在该法案出台后会变得更受欢迎，”因为它能够继续获得税收抵免，“我认为这是一个以低成本或无前期成本获得电池的好方法。”
背景信息：美国虚拟电厂（VPP）发展现状与展望（2024-2025年）
随着美国能源转型进入深水区，以及数据中心、制造业和交通电气化带来的电力需求激增，虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）正从一个前沿概念迅速转变为现实的电网解决方案。在政策、市场和技术的共同推动下，2024至2025年成为美国VPP发展的关键加速期。
1. 市场规模与增长预期强劲
市场估值： 2024年，美国VPP市场规模已达到8亿至15亿美元之间。各大市场分析机构普遍预测，未来几年将以约20%的惊人复合年增长率（CAGR）扩张。
国家级目标： 美国能源部（DOE）已设定宏伟目标，计划到2030年将VPP的装机容量提升至80-160吉瓦（GW），以满足全国10%-20%的峰值负荷需求，并预计可为电网系统节省约100亿美元的成本。
2. 政策与法规成为核心驱动力
联邦层面： 联邦能源管理委员会（FERC）颁布的**第2222号令（Order 2222）**是顶层设计的关键，该法令要求各区域电力批发市场向分布式能源（DERs）的聚合开放，为VPP参与市场竞争扫清了法规障碍。
财政激励： 与下文翻译文章中提到的“削减补贴”的假设情景相反，现实中美国VPP发展的最重要催化剂是**《通货膨胀削减法案》（Inflation Reduction Act, IRA）**。该法案为户用光伏和储能系统提供了长期的、高达30%的投资税收抵免（ITC），极大地激发了家庭用户安装分布式能源的积极性，为VPP的扩张奠定了坚实的资产基础。
州级立法： 全美多个州正在积极行动。例如，弗吉尼亚州已立法要求其主要公用事业公司启动一个规模达450兆瓦的VPP试点项目；科罗拉多州、伊利诺伊州等也都在推进相关政策或试点，为VPP的商业化落地创造条件。
3. 技术与市场动态
核心资产： 户用光伏+储能电池是当前构成VPP的主力军。特斯拉（Tesla）、Sunrun等行业领导者正通过创新的商业模式（如电池租赁、购电协议），整合数以万计的家庭能源系统，形成可与传统电厂媲美的规模化响应能力。
需求驱动： VPP被视为应对电网压力、提升系统韧性和灵活性的高效工具。其建设周期短、部署灵活的特点，使其成为满足局部地区负荷急剧增长（如数据中心园区）的首选方案，远比新建大型发电厂或输电线路更具时效性和经济性。
4. 面临的挑战
标准与互操作性： 行业仍缺乏统一的技术和通信标准，增加了不同品牌设备间集成的复杂性。
用户教育与参与： VPP的成功最终依赖于广大能源消费者的参与。如何简化注册流程、设计更具吸引力的激励机制，是扩大VPP规模的关键。
监管模式创新： 传统的公用事业监管模式需要进一步调整，以更好地衡量和激励VPP所提供的电网服务价值，而非仅仅侧重于大型资本投资。
来源：西西里弗光储
