当一项新的消费技术首次亮相时，无论是智能手机还是电动汽车，其采用率通常遵循一条可预测的路径。第一批买家来自一小部分愿意支付高价的高收入用户或科技爱好者。随着时间的推移，随着价格的下降和规模经济的发挥，销量会急剧攀升，这些技术也会成为大众市场产品。最终，市场趋于饱和，用户数量趋于稳定。

然而，这并没有发生在美国的住宅太阳能上。尽管太阳能发电在过去十年中大幅增长，光伏电池板的成本也大幅下降，但低收入社区的发展速度远远慢于高收入用户。

在一项新的研究中，斯坦福大学的研究人员使用人工智能来解释十年来的卫星图像，他们发现低收入社区受到州和地方政府经常提供的各种税收优惠的激励远不如高收入社区。即使低收入社区最初安装了一些太阳能，他们的采用率也处于相对较低的水平。

相比之下，研究人员发现，不太常用的基于绩效的激励措施似乎刺激了低收入社区采用太阳能。有趣的是，绩效激励——根据客户生产多少太阳能或从电网购买多少电力来奖励他们——似乎对高收入地区的影响很小或没有影响。

斯坦福大学土木与环境工程副教授、该论文的高级合著者之一拉姆·拉贾戈帕尔(Ram Rajagopal)说:“这是第一个在很长一段时间内以如此细粒度的方式研究美国太阳能的采用情况的研究。”

“我们的结论有点出人意料。低收入社区没有加快采用太阳能，”他补充说。“他们要么根本没有开始，要么在非常低的水平上达到饱和。相比之下，想想智能手机，它们最初非常昂贵，只适合高收入人群或超级科技宅。但在不到10年的时间里，它们变得更便宜，现在被数亿人拥有。”

深太阳能

这项研究发表在今天的Joule印刷版上，采用了一种机器学习模型——研究人员称之为DeepSolar++——分析了卫星图像，以确定美国400多个县的太阳能电池板的位置和安装时间。研究人员收集了2006年至2017年的图像，然后将这些数据与每个社区的人口统计信息以及当地对太阳能的财政激励信息结合起来。

这项研究由斯坦福大学土木与环境工程系的博士生王哲成(音译)领导。王帮助建立了DeepSolar++。

2018年，斯坦福大学团队发表了一项初步研究，分析了单个时间点的太阳能安装数量。这项研究证实，太阳能电池板在低收入社区不太常见，但它并没有提供太多关于这一趋势的见解。这些社区是否像智能手机、大屏幕电视和其他新技术那样起步较晚，但随后又迎头赶上?

为了绘制出长期的轨迹，研究人员不得不面对这样一个事实:2005年前后的商业卫星图像分辨率很低。这使得识别太阳能电池板变得困难。Rajagopal说，解决方案是让DeepSolar++将最近的高分辨率照片与相同地点的旧照片进行比较。这种对比为系统提供了足够的信息来挑选出太阳能电池板，尽管早期的图像要模糊得多。 

延时分析表明，低收入社区不仅仅是开始得晚。他们也在比高收入社区低得多的水平上停滞不前。

当然，根据定义，低收入家庭投资太阳能的资金较少。Rajagopal说，即使是现在，太阳能通常也比从电网购买电力更贵。

更好的激励

联邦政府和州政府长期以来一直提供财政激励，通常以所得税或财产税退税的形式。基于绩效的激励要少得多。理论上，这些财政激励措施应该会让太阳能对低收入家庭更具吸引力。为了找到答案，斯坦福大学的研究小组使用了一个关于各州可再生能源激励措施的联邦数据库，以确定每个社区都有哪些激励措施。

他们发现，税收优惠只对高收入社区有影响。他们怀疑，其中一个原因是低收入家庭的税收要低得多，因此从税收减免中受益较少。租房而非自有住房的人根本不需要缴纳财产税。

Rajagopal说，从公平的角度来看，这是一个重要的发现。各级政府如此严重地依赖税收优惠来刺激居民使用太阳能，可能会加剧富人和穷人之间的太阳能鸿沟。

Rajagopal说:“如果你想在低收入社区加速采用太阳能，基于绩效的激励是正确的方法。”

在这里，研究人员观察到了相关性，而不是因果关系。他们不确定为什么基于绩效的激励在低收入社区似乎有效。拉贾戈帕尔说，不太常见的激励方式可能会激励公寓楼的业主。

Rajagopal也是斯坦福大学Precourt能源研究所Bits & Watts项目的联合主任。斯坦福大学多尔可持续发展学院院长阿伦·马宗达尔(Arun Majumdar)是这项研究的另一位资深合著者。这项研究的其他合著者是斯坦福大学博士后学者查德·扎诺科(Chad Zanocco)和前斯坦福大学研究员玛丽·路易斯·阿尔特(Marie-Louise Arlt)，后者现在是慕尼黑大学的博士后学者。

这项工作由美国能源部、国家科学基金会和斯坦福大学Precourt先锋项目奖资助。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。