你的热水器可以变成高功率家用电池

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却很高。例如，如果消费者想将绿色能源储存在特斯拉的 Powerwall 家用电池中，他们就必须花费 3,500 美元。这或许就是特斯拉几周前停止销售其最大容量的 Powerwall 电池的原因。

公用事业公司不再使用昂贵的电池储能系统，而是转向一种低成本的替代方案：只需几百美元，你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。下面是它的工作原理。

为什么要用热水器？

如果您是房主，您可能已经注意到地下室里有一个人体大小的圆柱体。这是您的热水器。大多数热水器都由天然气或电力驱动。在燃气热水器中，燃气燃烧器负责加热水。在电热水器中，一对加热线圈负责加热水。

热水器可以储存 30 到 50 加仑的热水，全天间歇加热。如果您洗澡，水箱会充满冷水，必须加热。如果您安装大型热水器（80 加仑或以上），每天只需加热一次即可。您将有足够的温水满足您的需求，如果水温太高，您可以混入一点冷水来获得合适的温度。

大型电热水器的优点是，你可以选择在电价最低的时候加热水。几十年前，农村电力合作社（在美国最贫穷的地区运营的消费者自有公用事业）率先采用了这种策略。通过控制家用电热水器，合作社可以在半夜加热水，因为那时需求下降，电价最低，帮助消费者省钱。现在，合作社正在使用热水器来最大限度地利用可再生能源。

让太阳能和风能更好地发挥作用

风能和太阳能正在逐渐取代化石燃料，使其退出市场。可再生能源价格低廉、清洁，而且不受价格波动的影响，而石油和天然气则是一种非常不稳定的投资。但化石燃料仍具有一个关键优势：它们可以全天候发电。

美国全国农村电力合作协会的能源效率专家基思·丹尼斯说：“从历史上看……你拥有这些真正可靠的资源——比如煤炭、天然气或核能——你可以随时利用它们来生产能源。现在，有了风能和太阳能等可再生资源，只要有阳光或有风，就可以发电。”

风力涡轮机在风停时会停止运转。太阳下山后，光伏太阳能电池板停止发电，而此时住宅用电需求正在增加。对于太阳能来说，结果如下：

有两种方法可以解决这个问题。一种是延长供电时间，将白天产生的多余能量储存起来，直到晚上需要时再用。科学家和工程师在电池储存方面取得了重大突破。然而，家用电池仍然很昂贵，即使是非常大的电池也只能为家庭供电几个小时。

修复该图的第二种方法是重塑需求线——将更多的需求转移到中午，因为此时太阳能输出最高。热水器占住宅能源消耗的 9%。通过在中午运行热水器，可以将该需求时间转移以满足供应。

这样，热水器就如同一种电池，以热量的形式储存能量。据丹尼斯称，一台 52 加仑的热水器可以储存大约 12 千瓦时的电能。价格呢？一台新热水器的价格约为 1,000 美元，不过在很多情况下，现有的热水器只需 500 美元即可接入电网。相比之下，特斯拉家用电池只能储存 7 千瓦时的电能，价格超过 5,000 美元（考虑到逆变器的成本）。

更清洁、更便宜的能源

现在，合作社正在使用热水器来扩大社区太阳能项目的覆盖范围，在白天阳光充足、能源便宜的时候加热水。节省的费用如此之大，以至于许多合作社都向购买热水器的消费者提供回扣。明尼苏达州的 Steele-Waseca Cooperative Electric 公司实际上向购买社区太阳能电池板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 的会员服务总监 Gary Connett 表示：“当风吹或阳光普照时，可以启用大容量热水器，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昂时，可以关闭热水器。”

通常，当能源需求达到峰值时，公用事业公司会转向峰值发电厂。这些发电厂供应最昂贵的电力。热水器通过减少高峰时段的需求来取代峰值发电厂，从而平衡了原本由燃气发电厂填补的供需缺口。此外，先进的电网互动式热水器能够应对供应的微小波动，使其比峰值发电厂更高效。

结果是电力更加清洁、更加便宜。根据 Brattle Group 的报告，每台电热水器每年可以为电网节省高达 200 美元，节省下来的电费可以以更低的电费形式转嫁给消费者。

“当你使用热水器加热水时，无论水是如何加热的，你感觉都是一样的，”丹尼斯说。你可以用“昂贵的煤电或天然气电加热，也可以在半夜用风力加热。不同之处在于整个系统的成本——结果将影响你的账单。”

Jeremy Deaton 为 Nexus Media 撰写有关气候和能源的科学、政策和政治的文章。您可以通过 @deaton_jeremy 关注他。