尽管风能和太阳能越来越受欢迎，但储存这些清洁能源的成本很高。例如，如果消费者想将绿色能源储存在特斯拉 Powerwall 家用电池中，他们将不得不花费 3,500 美元。这可能就是为什么特斯拉 几周前已经停产 了其最大型号 Powerwall 的销售。
与昂贵的电池存储相比，公用事业公司正在转向一种低成本的替代方案：只需几百美元，您的电热水器就可以像电池一样工作，成本仅为特斯拉 Powerwall 的一小部分。以下是其工作原理。
为什么选择热水器？
如果您是房主，您可能在地下室注意到一个像人一样高的圆筒。这就是您的热水器。这些热水器大多数由天然气或电力供电。在燃气热水器中，燃气燃烧器加热水。在电热水器中，一对加热线圈完成这项工作。
一个热水器可以储存 30 到 50 加仑的热水，这些热水会在一天中的不同时间加热。如果您淋浴，水箱会补充冷水并需要加热。如果您安装一个大型热水器（80 加仑或更多），您每天只需将水加热一次。您将有足够的热水满足您的需求，如果水太热，您可以加入少量冷水来调节温度。
大型电热水器的优点是您可以选择在电力最便宜的时候加热水。这个策略几十年前由农村电力合作社率先采用——这些合作社是由消费者拥有的公用事业公司，运营在该国一些最贫困的地区。通过控制家用电热水器，合作社可以在晚上需求下降、电价最低的时候加热水，帮助消费者省钱。现在，合作社正在利用热水器来最大限度地利用可再生能源。
让太阳能和风能发挥更好的作用
风能和太阳能 正朝着 将化石燃料挤出市场的方向稳步前进。可再生能源廉价、清洁，并且不受价格波动的影响，而价格波动使石油和天然气成为一项不确定的投资。但化石燃料仍然具有一个关键优势：它们可以在一天中的任何时候发电。
全国农村电力合作协会能源效率专家 Keith Dennis 表示：“从历史上看……您拥有这些非常可靠的资源——如煤炭、天然气或核能——您可以随时制造能源。”“现在，对于风能和太阳能等可再生能源，电力是在阳光明媚或风力吹拂时产生的。”
当风停歇时，风力涡轮机也会停止转动。光伏太阳能电池板在太阳落山后停止发电，而此时居民用电需求正在上升。对于太阳能，结果看起来是这样的
有两种方法可以修复此图表。一种是延长供应，将白天产生的剩余能源储存起来，直到晚上需要时使用。科学家和工程师在电池存储方面取得了 巨大突破。然而，家用电池仍然很昂贵，即使是非常大的电池也只能为房屋供电几个小时。
修复此图表的第二种方法是重塑需求曲线——将更多的需求转移到太阳能发电量最高的中午。热水器占居民用电量的 9%。可以通过在白天运行热水器来调整该需求以匹配供应。
这样，热水器就充当了某种电池，以热量的形式储存能量。根据 Dennis 的说法，一个 52 加仑的热水器可以储存大约 12 千瓦时的能量。价格呢？新热水器的价格约为 1,000 美元，尽管在许多情况下，现有热水器可以以 500 美元的价格连接到电网。相比之下，特斯拉家用电池仅储存 7 千瓦时的能量，成本就超过 5,000 美元（当考虑逆变器成本时）。
更清洁、更便宜的能源
现在，合作社正在利用热水器来扩大社区太阳能项目的覆盖范围，在阳光明媚、能源廉价的白天加热水。节省的费用如此之大，以至于许多合作社为购买热水器的消费者提供回扣。明尼苏达州的 Steele-Waseca Cooperative Electric 实际上向购买了社区太阳能阵列的客户免费赠送了电热水器。
明尼苏达州另一家合作社 Great River Energy 的成员服务总监 Gary Connett 说：“当风吹或阳光明媚时，可以启用大容量热水器来立即利用这些能源将水加热到高温。”“当可再生能源稀缺且批发成本高时，热水器可以关闭。”
通常，当能源需求达到顶峰时，公用事业公司会转向调峰电厂。这些电厂提供最昂贵的电力。热水器通过减少高峰时段的需求来取代调峰电厂，从而平衡了本应由燃气发电厂填补的供需之间的差距。此外，最先进的 电网互动 热水器能够响应微小的供应波动，使其比调峰电厂更高效。
结果是更清洁、更便宜的电力。根据 The Brattle Group 的一份 报告，每个电热水器每年可以为电网节省高达 200 美元，这些节省可能会以较低的能源账单的形式转嫁给消费者。
Dennis 说：“当你使用热水器里的热水时，无论它怎么被加热，你感受到的水温都会是一样的。”你可以用“昂贵的煤电或天然气电力来加热，或者你可以在深夜用风能来加热。不同之处在于整个系统的成本——而结果将影响你的账单。”
Jeremy Deaton 撰写关于气候与能源的科学、政策和政治文章，供 Nexus Media 使用。您可以在 @deaton_jeremy 关注他。
