趕上陰雨天，似乎很不巧。畢竟這次要看的是太陽能設施。上海電力學院太陽能研究所趙春江教授自2006年起在自家建了戶用光伏電站，以全直流微電網配合儲能系統，這套系統前后運轉近20年。來到上海松江的別墅區，澎湃研究所研究員望見一塊“上海電力大學太陽能研究所實驗基地”的牌子，下方是電動汽車充電箱，光伏板則建在屋頂。

趙春江教授家門口。 王昀 圖

“今天下雨，就要注意節電。晴天要多用電，但有時小孩不在家，用不掉那么多，就要棄電。”在這套自建的光伏直流微電網系統之下，趙春江教授夫婦依據天氣和季節轉換，調節自己的生活方式，近20年下來已成習慣——偶爾照顧孫輩，也要考慮能源如何使用。而要適應和減緩氣候變化挑戰，這種“與自然共生”的切身意識，恰是最為稀缺和可貴的。

在實驗室場景之外，戶用光儲直柔系統能否進入更多城市居民生活？趙教授提到，有一回該片區因施工不慎挖斷電纜而停電，鄰居發現他家電器照常運轉，電動車也能充電，十分羨慕，希望能裝一套戶用系統。成本算下來并非遙不可及，還可應對不時之需。當下電動乘用車普及，其動力電池作為移動儲能單元，戶用光儲直柔的適用性更是大大拓展。

這正符合能源分布式發展的趨勢，也受到政策鼓勵。對城市管理者而言，要讓戶用光儲直柔系統更為廣泛和深入地向城鄉系統推進，有怎樣的必要性和可行性，具體又當采用怎樣的策略？結合在趙春江教授實驗室的見聞，以及此前對中國光伏電站的了解、上海社區光儲直柔項目的考察等，并請教華北大學電氣與電子工程學院副教授鄭華，查閱相關產業信息和技術資料，澎湃研究所研究員做出以下梳理。

推行戶用光儲直柔系統，恰逢其時

首先，戶用光儲直柔系統最直接的好處，是既能節省資源，也能節省能源。直流小微電網正是新型電力系統的重要形式。太陽能所發的是直流電，在大的電網系統中，要先由逆變器轉換成交流電，由電網輸送到終端用戶，再通過整流器變成直流電使用。而光伏直流小微電網，則將太陽能發出的直流電直接用于直流電器，或存儲在蓄電池中，這無需逆變器和整流器的設施，更能免于兩次轉換中約15%的電能損耗。

趙春江教授的實驗室也經過迭代。他介紹，當下家里的總功率是8kW。4kW用于微電網做實驗，相當于電網的負載，下雨天或電力不夠時，使用電網的電，而不往電網送電。這就不會沖擊電網。多余的電靠空調消納。否則能量無法消耗，導致熱量累積，易引發故障。而新能源汽車的充電柜就在這套系統之中。“這是真正的新能源汽車，用的都是自己的太陽能。”趙春江說。家里另外4kW，和一般上網用戶一樣，電用不完就會上網。趙春江表示，自家還會收到國網付來的電費，每三個月結一次賬，每次300多元。

趙教授家屋頂的光伏板，經過數次加建，各不相同。雨水沖刷是自然清潔。王昀 圖

趙春江介紹，2011年裝的光伏板可以防水；而2006年的光伏板不防水，又加了防水層。 王昀 圖

其次，相應設施成本大大降低，令其推廣具備更大可行性。如果說，趙春江的這套系統剛搭建時，相應技術應用還因稀缺而昂貴，那么近20年來，隨著中國能源革命向縱深躍進，可再生能源大規模發展，光伏直流小微電網相關技術當下已非常成熟。“很多組件價格僅為10年前的10%，似乎是產業發展的規律。”趙春江舉例，2011年做實驗詢價時，鋰離子蓄電池每千瓦時要近萬元，2021年降至1200元左右，而當下只需300元。“按照4kW光伏配合15kWh的儲能，總投資在2.5萬元-2.8萬元。以上海地區每年供電4000度、平均電價0.8元/度計算，投資可在7年收回。”趙春江提到，這套設施可用20年以上，其收益遠超銀行存款利率。

而以“光儲直柔”為特征的新型建筑電力系統，近年來自上而下得到政策支持。2021年國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》對其明確提及，在住建、能源等部門的規劃和方案中多有體現，也落實為各地政策。不過，由于民用電定價較便宜，可搭建光伏的居民樓屋頂為共有產權，居民缺乏自發自用的動力和意愿，而直流配電系統、柔性用電設備等建筑配套也不足。因此，此類設施多在電網建設維護不易的偏遠海島和鄉村進行示范和試點，或用于公共建筑等，未能廣泛普及到戶用層面。

實際上，相關產業醞釀已久，其產能正需內循環消化，并基于現實需求形成本土創新方案。大約自2018年起，中國若干家電企業已在推進直流設備和方案——趙春江教授實驗室所用的空調，即由某知名品牌提供，廠家希望在應用中檢驗其性能。查閱市場信息也可見，中國的光伏、儲能和電力電子設備，近年大量出口至歐洲、澳洲及亞非拉等地，戶用光儲充產業鏈也在出海全球。尤其在受到戰爭威脅和自然災害影響的地區，市場曾爆發增長。當下相關產業甚至陷入價格戰之中，為保證短期流動性幾乎虧本銷售。

趙春江教授自己連接的元器件。可視化的信息，對用戶非常重要。 王昀 圖

最后，在必要性方面，新型電力系統的發展始終是大的趨勢。不光是應對極端天氣風險，僅從提升城市能源系統效率、降低用戶用能成本的角度，也應推動其進入千家萬戶。一直以來，民用電價較低，也壓縮了戶用光伏與儲能的經濟性。而近年的現實情況是，極端天氣增加，全國居民電費普遍上漲，如2025年7月，華東電網負荷達4.22億千瓦，空調負荷在其中占比極高，達到37%；與之對應，電網成本負擔沉重，中國電力交易市場化改革也正在深化之中。另外，乘用車電池已是新的移動儲能單元，未來的新型建筑可以是能源生產主體，而非僅在其中消耗能源。這些都是潛在的技術增長點。

策略方向：政策促更新，進行成本核算，形成運作機制

推進戶用光儲直柔系統的應用，是要增強居民應對氣候變化的韌性，節約能源和資源，令相關產業主體更好地消納新能源的產能，基于現實場景需求去拓展未來新型建筑的發展路徑，進而提升能源系統效率和降低用戶用能成本。

那么，城市可以如何著力呢？

首先，需在用戶端提供針對性補貼，自下而上促動更新，并與V2G等更多場景聯動。可再生能源所發的多是直流電，電子設備和家用電器所用的多為直流，運輸工具的動力電池也是直流，直流電占比會提高；對交流電的需求仍大量存在，需根據具體情形考量，逐步形成替代。“如果使用直流微網，很多電器要定制為能直接用直流電的。”長年關注微電網的華北電力大學副教授鄭華表示。能源流的變革是系統性的。配套設施需形成規模，應從當下園區、樓宇等點狀示范，延伸到更多場景。可借助V2G的試點，與充電樁企業在標準等方面協同。

可參照的對象是東京。其大的背景是，2011年“3·11”大地震之后，日本格外重視建筑的可再生能源系統，即便城市電力基礎設施在災難中損毀，居民仍能在住宅中維系生活，同時更能提高其整體能源利用效率，減少依賴核電。2025年4月起，日本東京都所有新建獨立住宅（北向除外）將強制要求安裝光伏發電系統，并提供可觀的補貼。其他城市也在積極推動。這個市場吸引了大量來自中國的參與者。

既有壓力也有補貼，很多市場機制也在其中形成。趙春江教授介紹，東京為初裝屋頂光伏電站和儲能系統的居民提供大約85%的補貼，但即使如此，還有居民不愿安裝——比如自家用電量太少，哪怕只有15%投資仍不劃算。此時，居民可將相應補貼和權益轉讓給企業，自己則支付電費，相當于把屋頂租借出去，獲得較為優惠的電價。而企業則得到規模效應，日后即便補貼退坡，仍可從中獲益。

其次，需要針對全生命周期進行成本核算，包括光伏組件回收等，作為采購產品和服務的依據。相應設施可使用25年以上，這方面同樣可參照電動車充電樁的維護機制。更重要的一點是，讓相關廠商、服務商能夠把環境成本計入，將周期拉長，有利于擺脫追求短期流動性、過度低價內卷的局面，也讓真正環境友好的技術和設施能夠得到應用。

比如，上海1月出臺的《上海市新型儲能示范引領創新發展工作方案（2025—2030年）》，就列舉了諸多電池技術。而趙春江教授提到，即便鋰可以回收再利用，回收率也無法達到100%，總會不斷消耗。而相比鋰電池，鈉離子電池的路線從長遠更為可行，其原料便宜可得，對環境友好，低溫性能更好，運行也更為安全。但鋰礦價格近年從每噸60萬元降到6萬元，算上提煉提純等過程，其成本與鈉離子電池相差無幾。而鈉離子電池體積密度只有鋰電池一半。如此，企業會更傾向選擇生產鋰電池。“如果鋰價格不下降，鈉有很好的競爭力。”這實際正是沒有將環境成本考慮進去的結果。需要從末端應用層面去推進。他計劃，采購10度的鈉離子電池，和目前的鋰電池并聯，研究未來的應用場景。

最后，用戶側的工作最為關鍵。基于中國城市的現實情況，樓頂空間往往對應公共產權，需要通過業主大會等，明確與光儲直柔設施對應的責權利，形成穩定的運作機制。這方面，如居民樓加裝電梯、社區安裝共享充電樁等，上海基層社區已有很多經驗。具體到光儲直柔設施，上海也有社區在持續運轉，圍繞技術、成本、收益、維護和定價等，社區相關主體積累了更為豐富的認知。總而言之，讓人獲得對天氣、物候的感知，具備應對氣候變化的自覺，正是具體工作應當致力的方向。