摘要
在美国，屋顶太阳能和社区太阳能构成了住宅太阳能市场的两大替代产品类别。社区太阳能通过允许多个家庭共享太阳能系统，有效降低了初始投资成本，并为租户以及多户型住宅居民消除了安装太阳能的障碍，从而提高了太阳能技术的普及率。通过11个州的样本数据分析，本文试图探讨社区太阳能是否推动了美国的太阳能普及。
结果表明，社区太阳能用户居住在多户型住宅的可能性是屋顶太阳能用户的6.1倍，租房可能性是其4.4倍，并且平均年收入低23%。然而，研究尚未发现社区太阳能在不同种族群体太阳能普及方面有显著的促进作用。
同时，实证表明上述结果是由两种太阳能产品的固有差异以及旨在推动低收入群体社区太阳能安装的相关政策共同作用的结果。该研究揭示了替代性太阳能产品及政策支持在推动太阳能普及方面的重要意义。
1 研究背景
截至2022年末，美国约有四百万名住宅用户安装了屋顶太阳能光伏系统，但不同种族群体在太阳能安装方面仍存在明显的不平等现象。多种因素限制了低中等收入（LMI）家庭、租房居民以及多户型住宅居民安装太阳能的可能性，如昂贵的初始投资成本、激励措施的分散性、屋顶共有权问题等。尽管新兴技术普及过程中的不平等现象较为普遍，但屋顶太阳能安装的不平等性可能会对清洁能源转型和电力系统去碳化进程带来严峻的挑战。目前，越来越多的政策正致力于提高太阳能的安装率。
在美国，社区太阳能作为一种替代性太阳能产品，允许多个客户从单一的太阳能系统中购买电力输出。与租赁模式类似，社区太阳能不需要昂贵的前期成本，且对于租房者或多户型住宅居民，该产品没有特别的安装或使用障碍。因此，社区太阳能被认为可以促进更公平的太阳能安装，并逐步被纳入美国的相关政策法规中，目前至少有17个州制定了促进低中等收入社区太阳能安装的激励措施。
然而，社区太阳能对清洁能源普及的影响尚不清晰。因此，本文通过分析屋顶太阳能和社区太阳能使用者的人口统计特征，填补了研究空白，确定了社区太阳能项目能否促进更公平的相关技术普及。具体地说，本文定量评估了社区太阳能和屋顶太阳能使用者的家庭层面人口统计数据，深入探讨了两组用户在中位收入水平、住房所有权、住房类型（单户或多户）及种族方面的差异。
2 研究方法
论文信息：
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41560-024-01546-2
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人口统计数据
本文综合不同渠道的数据，构建了屋顶太阳能和社区太阳能数据集，涵盖了家庭层面的多个关键指标，如收入水平、住房类型、住房所有权以及种族分布等。进一步地，通过运用条件概率模型、Wilcoxon单边检验和Pearson卡方检验等多种统计分析方法，本文深入探讨了不同人口统计特征对家庭选择太阳能系统的影响。
研究发现，社区太阳能用户与屋顶太阳能用户在人口统计特征上存在显著差异。具体而言，社区太阳能用户居住在多户型住宅中的概率是屋顶太阳能用户的6.1倍，租房居住的可能性则高出4.4倍，而年收入则比后者低23%（图1）。此外，社区太阳能项目在促进有色人种和西班牙裔群体安装太阳能方面的效果尚不明确。相比之下，屋顶太阳能用户更可能来自亚裔、黑人或西班牙裔背景（图2）。
图1 社区和屋顶太阳能采用者的人口特征比较
图2 社区和屋顶太阳能采用者的种族比较
进一步地，本文采用条件概率模型深入分析不同人口统计因素如何影响家庭选择太阳能系统的决策过程，揭示了不同人口统计因素在预测家庭选择社区太阳能或屋顶太阳能时的独立影响力，以及不同因素之间的相互作用。例如，研究结果表明，种族和住房所有权是预测家庭选择太阳能的首要因素（图3）。
为了深入探究屋顶太阳能租赁模式是否能够提升低收入及多元种族群体的太阳能安装率，本文通过识别屋顶太阳能的拥有者和租赁者，对五个允许太阳能租赁的州展开针对性分析。
研究表明，在三个州中，相较于屋顶太阳能拥有者，屋顶太阳能租赁者的收入水平与社区太阳能用户更为相似（图4）。然而，屋顶太阳能租赁者租房或居住于多户型住宅的可能性并没有显著增加（即住房所有权、住房类型）。该结果证明了屋顶太阳能租赁模式在降低经济门槛、吸引低收入群体方面的积极作用，但它未能有效解决租户及多户型住宅居民面临的住房障碍。
图3 社区和屋顶太阳能采用者的选择比较
图4 社区和屋顶太阳能采用者的收入水平比较
2
固有影响和政策影响
前文研究表明，社区太阳能使用者在人口统计特征上与屋顶太阳能使用者不同。基于此，本文进一步通过对比参与LMI社区太阳能计划家庭和未参与家庭的人口统计特征，区分固有影响和政策影响。其中，未参与家庭社区太阳能和屋顶太阳能使用者之间的人口统计差异提供了固有影响的证据，因为低中等收入家庭社区太阳能计划并未直接影响未参与者。参与家庭和非参与家庭社区太阳能使用者之间的人口统计差异提供了政策影响的证据。
3 研究结论
首先，社区太阳能用户居住在多户型住宅的可能性是屋顶太阳能用户的6.1倍，租房可能性是其4.4倍，并且平均年收入低23%。该结果表明，社区太阳能项目能够降低低中等收入家庭家庭、租房居民以及多户型住宅居民的太阳能安装障碍，进而扩大太阳能使用范围。
其次，研究尚未发现社区太阳能在种族方面推动太阳能普及的证据，但有色人种和西班牙裔家庭采用社区太阳能的可能性低于屋顶太阳能。一种可能的原因是，某些家庭会对社区太阳能这类相对新颖的产品营销持怀疑态度，且在有色人种和西班牙裔家庭中这种怀疑态度可能尤为普遍，他们比白人家庭更有可能成为欺诈性营销的受害者。
最后，两种太阳能产品间的固有差异在很大程度上解释了社区与屋顶太阳能用户在住房类型和所有权之间的差异。同时，针对性的低中等收入家庭社区太阳能计划不仅能够提升社区太阳能的普及率，而且能够增强其在社会公平性方面的效益。
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内容：刘张晗
编辑：曹梓上
审核：李玮丽
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