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加州沙漠中的太阳能农场盛开，风力涡轮机正在攀登塞拉，光伏屋顶在郊区闪烁，特斯拉斯是硅谷精英的新骑行。干净的能量匆匆正在改变黄金状态，这么快地，它现在几个近四分之一的电力来自可再生资源，新的设施，特别是太阳能，以快速的速度在线即将上网。去年，加利福尼亚成为第一个从阳光下获得超过5％的电力的州。

州长杰里·布朗(Jerry Brown)最近表示，到2020年实现33%的可再生能源的目标已经触手可及凸起加利福尼亚州的酒吧，命令国家在未来15年内将其温室气体排放量降至40％以下 - 北美最雄心勃勃的目标。为了满足新的指令，规划者表示加州人需要加强能源转换：加倍能效，提高电力运输，从可再生能源中获得至少两倍的电力。能源专家谨慎，这将需要努力，但他们说这是可行的。

人们很难记得，就在15年前，该州经历了一次能源危机。由于灾难性的放松管制和不道德的市场操纵，电价飞涨，供应崩溃，停电不断。快进到2014年，该州的可再生能源发电能力增长到估计21000兆瓦，其中包括比其他所有州加起来还要多的公用事业规模的太阳能。

那么加利福尼亚如何在这么短的时间内从混乱到清洁电力领导者？它来自哪里？

地理、政策和商业的结合

加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)可再生和适当能源实验室(Renewable and Appropriate Energy Lab)主任丹尼尔·卡门(Daniel Kammen)说:“危机过后15年，这是前所未有的。”“对于世界第七大经济体来说，在未来15年里处于如此稳固和良好的气候状况是了不起的。”

Kammb说，加州的凤凰行为源于有利的地理，创新政策和企业的好处，这是一个干净能源投资的好处。他说：“所有这些公司都卷入了加州太阳能公司列表，这是整个方程式的最基本的一部分。”

与Bipartisan支持，州立法者十年前颁布了一项雄心勃勃的可再生能源，要求在加州销售的33％的电力来自2020年。州长康沃尔呼吁将该目标达到2030年，并将其升至2030年至50％及其政府的目标在其他措施中，扩展了提高能源效率，并显着增加电动汽车和可再生能源的使用。

自2009年以来，风能产量翻了一番，如今加州的风力发电量接近6400兆瓦，为该州提供了约7%的电力。大量新的太阳能发电厂也将投入使用，包括去年新增的两个550兆瓦的光伏发电厂。到2014年底，加州已经安装了大约5400兆瓦的公用太阳能发电设备，包括一座579兆瓦的新电站在内的其他几座设施将于明年年底投入使用。加州在小型分布式或“屋顶”太阳能发电方面也处于全国领先地位，目前装机容量超过2300兆瓦。分析人士预计，到2016年，加州的太阳能发电将继续保持强劲增长。

最重要的是，该州有充足的地热能生产，并正在进行扩张。加州能源委员会称，加州的商业可再生能源设施，包括小型水电，目前生产的清洁电力足以为700多万加州家庭供电——这还不包括家用太阳能和其他小型现场生产。

电费比全国平均水平高，但电费却比全国平均水平低

根据美国能源信息机构的2015年，加利福尼亚州的电力价格已经达到了电力价格 - 加利福尼亚州每千克每千瓦时左右支付大约14美分。但由于气候和成功的能效计划，居民的月度票据实际上是国家的最低价 - 加利福尼亚人在能源使用中排名第49次，每人支出电力46次。

但随着加州清洁能源目标的提高，新产能可能开始放缓。由于财政问题，一些计划中的大型项目现在被搁置。另一些则面临环境挑战，如对鸟类飞行路线和沙漠栖息地的威胁。随着光伏电池板价格暴跌，大型太阳能发电厂，尤其是那些使用太阳能热技术的发电厂，正失去对投资者的吸引力。公用事业公司已经基本达到了当前的可再生能源采购目标，但正在进行的新项目寥寥无几。更重要的是，联邦太阳能投资税收抵免计划的新公用事业项目从30%下降到2016年之后的10%，并完全停止对个人。

替代方案开始出现

尽管有这些障碍，一些有魄力的替代方案正在出现。

在过去的几个月里，苹果和谷歌都宣布他们正在开发自己的电网规模的可再生能源项目。苹果正与FirstSolar合作，在距离其硅谷总部不远的地方建造一座280兆瓦的太阳能发电厂。该设施预计将于明年完工，将为加州的所有苹果商店、公司办公室和一个大型数据中心供电，并为电网提供150兆瓦的电力。

谷歌也不甘示弱，收购了一个风力项目，为其位于山景城的大型园区供电。该公司计划用更少、更高效、对鸟类友好的机器来取代效率低下、对鸟类有害的过时涡轮机。

另一种新方法旨在刺激小型的地方可再生能源项目。根据“社区选择聚合”(CCA)计划，各市和县与可再生能源生产商签订合同，以调整各自的清洁能源供应。电力仍然通过收取传输费用的地区公用事业公司输送，但居民可以选择是否接受CCA提供的100%清洁能源。

该州的第一家CCA马林清洁能源公司(Marin Clean Energy)于2010年开业，目前为约16.5万名客户提供服务。该项目通过直接从它帮助开发的几个小型当地能源项目购买能源来降低成本，这些项目包括在城市机场机库上安装太阳能电池板阵列，从县垃圾填埋场提取沼气，以及与商业太阳能、风能和地热生产商达成协议。

加州的绿色能源聚合模式现在正蔓延到其他州，包括今年夏天在纽约韦斯特切斯特县启动的一项模式。本月，洛杉矶地区的兰开斯特市推出了自己的CCA，与索诺玛县一起，使加州的CCA总数达到3个，还有更多正在进行中。

在加利福尼亚州清洁能源的Bipartisan上诉，兰开斯特共和国市长R. Rex Parris他的梦想是让他的城市成为“清洁能源的硅谷”。他的倡议包括要求在这个快速发展的社区的所有新住宅安装太阳能电池板，并吸引一家电动巴士制造商到镇上。

“今年我们将实现净零排放，”帕里斯热情地说。“我们将产生比我们使用的更多的电力。”

除了减缓全球变暖——帕里斯认为这是一个重要的原因——他说，成为一个清洁能源共同体在财政上是有意义的。他说，CCA直接从太阳能发电厂购买，将为兰开斯特用户节省15%到30%的能源账单。

“自由市场正在发挥作用，”帕里斯说。“这就是我的共和党原则!”

来自大型公用事业的清洁功率选择

加州三家由投资者拥有的大型公用事业公司也将很快开始提供清洁能源选择。根据一项州社区太阳能发展命令，他们将被要求从小型的当地生产商购买可再生能源，以鼓励这种努力，并让客户选择自己的能源组合。

与此同时，从大学到县倾倒的不太可能盟友在一起，并在他们的房产上扎带，并以未被使用的空间，可以重新利用清洁能源生产。本月早些时候，在明年，美国EPA管理员Gina McCarthy在旧金山湾附近的旧金山湾附近的封闭式垃圾填埋场驻扎在旧金山湾，以至于，美国EPA管理员Gina McCarthy表示，她希望一群公共机构的开创性区域可再生能源采购安排将成为国家模式。在该倡议下，太阳能电池板将安装在186个地点，如消防站，市政厅，图书馆，学院校园和跨四个加州北部的卫生地区，以产生的能量，而不是送入电网。

加州的能源过渡仍面临着一些艰巨的障碍。涌入的新能源威胁威胁到压倒当前的传动系统。风和太阳能的零星性质构成了一个特别的挑战。此外，许多新能源生产商的远程位置意味着该状态将不得不延长电线。

加州公用事业监管机构——加州独立系统运营商(CAISO)的发言人史蒂文·格林利(Steven Greenlee)表示，当风能和太阳能产生意想不到的电力爆发时，电网已经开始经历供应过剩的情况，这将迫使电网关闭其能源供应。,浪费能源。

To address these problems and achieve California’s goals for a new energy future, CAISO envisions fleets of private and mass-transit electric vehicles that serve as batteries on wheels — plugging in and soaking up excess current when the load gets too high, and feeding it back into the grid through special charging stations when supply drops. The plan also calls for retrofitting the state’s sluggish old conventional power plants or building new ones that can ramp up production quickly when the sun sets or the wind dies, then stop when these sources become active.

第三个组成部分是去年启动的区域共享电网，加州及其邻近地区可以通过在需求高峰前几分钟内卸载过剩电力或获取额外电力来降低成本并提高效率。到目前为止，“西部能源不平衡市场”的成员包括俄勒冈州、华盛顿州、犹他州和怀俄明州的部分地区，以及加利福尼亚州。

达到该州雄心勃勃的新能源目标可能会增加成本。咨询公司“能源+环境经济学”(Energy+Environmental Economics)和劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)最近的一项研究估计，这些必要的措施将使家庭每月的账单平均增加14美元。但伯克利分校的能源教授卡门指出，这项努力还将刺激创新，刺激经济，并创造就业机会。

兰卡斯特市长Parris同意。“一旦你释放这样的创造力，”他说，“它不会停止。”

谢丽尔·卡茨(Cheryl Katz)是旧金山湾区的科学作家，主要报道能源、环境健康和气候变化。她的文章已登载《科学美国人》,国家地理学网站和科学新闻。