在采访一个家庭时，研究人员使用代表各种设备，当地微电网和国营电网的卡片。家庭成员一起回忆起他们获得能量来源的顺序，并相应地放下卡片。在每个决策点，研究人员都会问他们为什么做出这个选择。 图片来源：Ameya Athavankar
简述
麻省理工学院在印度农村进行的一项研究表明，支持采用太阳能灯笼和微电网等“离网”能源的持续努力可以成功地为偏远地区的人们提供可再生资源的基本能源服务，而无需等待国营电网到达他们。研究人员使用一种基于游戏的访谈技术来帮助22个家庭的成员回忆他们为什么以及如何获得基于太阳能的系统或加入微电网。他们的回答表明，离网太阳能使它们能够满足基本的照明和充电需求，在某些情况下甚至能够在家中经营创收企业。研究人员得出结论，值得信赖的非政府组织的示范可以激励家庭采用太阳能，并帮助在全球范围内推广可再生能源的使用。
世界上偏远地区的7300多万户家庭不是从传统电网获得电力，而是从太阳能灯，可以为多种设备供电的太阳能家庭系统（SHS）和本地太阳能微电网等来源获得电力。这种离网设备和系统为脱离集中式电网的人们提供改变生活的服务，并有助于推广可再生能源的使用。因此，国际援助组织和非政府组织正在努力鼓励它们被采用。
为了加速太阳能技术的传播，这些组织需要了解家庭采用太阳能技术的障碍和激励措施。学者们认为，随着家庭收入的增加，人们将采用更新的“高阶”技术，而放弃旧的“低阶”技术，例如燃烧化石燃料的技术。但有明确的证据表明，在偏远地区，人们不会轻易放弃他们拥有的能源，包括他们的煤油灯笼。
是什么促使偏远社区的人们决定购买和使用特定的能源？是什么鼓励他们选择某个太阳能灯？为什么在获得微电网等新资源甚至接入国营电网后，他们会挂在一些旧设备上呢？
三年前，城市与环境规划副教授David Hsu和当时的研究生Elise Harrington PhD ' 20，都是城市研究和规划系的学生，决定在印度的偏远村庄调查这些问题。从该地区的初步工作中，他们知道许多家庭使用一系列能源。如果他们要弄清楚是什么促使一个家庭采用和使用特定技术，他们需要采访整个决策小组 - 他们知道这个前景会很困难。过去，当许志永和他的同事们敲门询问对微电网电力的兴趣时，一群村民会迅速聚集起来，地位最高的人会回应，其他人都会点头。在这项研究中，他和哈灵顿需要进入家庭，确定存在哪些能源系统和电器，然后让家庭成员一起记住他们如何决定购买它们，并可能放弃以前的系统。
第一个挑战是进入大门。“有许多不同的社会规范来管理私人空间的进入，”哈灵顿说。“但作为一名女性，我被允许进入室内生活空间。因此，我亲眼目睹了已安装或使用的电器和灯等。此外，她还学会了说一些基本的印地语，这样她就可以自我介绍，参考电器，并提出基本问题。
第二个挑战是让团队记住过去做出的决定以及是什么激励了他们——这个过程可能既乏味又令人困惑。为了帮助，研究人员聘请了位于印度孟买的twobethree公司的Ameya Athavankar，该公司专门使用游戏元素创建技术，用于从建筑和产品设计到营销研究的各种应用。Athavankar很快成为研究团队不可或缺的一员，致力于探索和测试可能的游戏格式和现场协议，帮助用印地语和当地方言进行交流，并领导采访。
印度偏远村庄的许多人（包括这里图中的村庄）使用太阳能灯和其他离网能源进行基本照明。为了帮助将此类服务带给其他人，麻省理工学院领导的一个团队一直在调查家庭选择和获取照明光源的原因和方式。图片来源：Ameya Athavankar
联合国认识到从没有电到能够运行大功率电器的过渡过程中有六个步骤或“层级”。在他们的工作中，Hsu和Harrington决定专注于从无法访问到集中任务照明加手机充电（第1层）的过渡，然后转向普通照明，手机充电和电器使用（第2层）。“从仅仅使用煤油到拥有为您提供基本照明和充电的电力，对家庭来说可能是一个真正的变革性步骤，”Harrington说。
在与当地一家微电网公司和一家设有当地办事处的非政府组织协商后，研究人员选择了印度贾坎德邦古姆拉区的三个村庄进行研究。其中两个村庄 - Bartoli和Neech Kobja - 可以使用国营电网。第三个村庄Ramda Bhinjpur可以使用私人微电网，但不能进入国家电网。在这三个村庄中，该团队共选择了22个家庭，这些家庭代表了太阳能技术和用于基本家庭照明和充电的燃料的一系列经验。
下图显示了在一次采访中使用研究人员基于游戏的协议的结果。在游戏中，彩色扑克牌代表五种照明能源：煤油灯，太阳能灯，SHS，微电网和国家电网。这里的卡片布局显示了受访者在一系列决策点的选择，从左到右及时移动。每列显示一个决策的结果，顶行的卡表示“主要来源”，第二行的卡表示“备用源”，第三行的卡表示已消除照明使用的卡。
面试中使用的基于卡片的协议这里显示的卡片布局记录了当一个家庭中接受采访的人回忆起对他们的能源来源做出一系列决定时发生的事情。“主要来源”显示在每列的顶部，“备份来源”位于第二行，已消除的来源显示在第三行。每列表示已做出决策的结果。在这个例子中，家庭从煤油灯（绿卡）开始。接下来，他们连接到国营电网（黑色），并保留了煤油灯作为备用。然后他们添加了一个太阳能灯（红色）作为第二个主要来源，但它坏了（划掉红色的牌）。最后，他们增加了一个太阳能家庭系统（橙色）作为他们的第二主要来源，但保留了他们的煤油灯作为备用。图片来源：Ameya Athavankar
在这次采访中，受访者从煤油灯（绿卡）开始 - 这是大多数家庭的初始照明源。接下来，他们在顶部位置添加了一张代表国营电网的黑卡，并将煤油灯笼向下移动了一排，表明他们将其保留在家庭“堆栈”能源中，但使用量较少。然后，他们添加了一个太阳能灯（红色），与国家电网一起使用，使得两者都是主要来源。然后太阳灯坏了 - 正如带有划掉图像的红卡所示。最后，他们增加了一个太阳能家庭系统（橙色），与国家电网一起使用，同时保留了他们的煤油灯。
Following the same protocol, the researchers performed interviews at 22 households across the three villages. They then added up the sources cited as primary and as backup at each decision point across two groups: at microgrid households and at households connected to the state grid. Their results appear in the figure below.
能源来源和用途该图显示了9户家庭在微电网（左图）和13户在国营电网（右图）上在四个时间点做出决策的结果。每个圆圈的大小显示了选择该能源的家庭的百分比。紫色圆圈表示技术被用作主要能源;黄色圆圈表示它已用作备份。
这两组人在行为上表现出一些明显的差异，从他们远离煤油灯开始。如图所示，微电网家庭一有其他选择，就立即将煤油灯笼移至备用，而国家电网集团继续使用其煤油灯，只是逐渐将其转移到备用位置。
两组家庭都采用了太阳能灯，许多家庭即使在连接到微电网或国家电网后仍继续将其用作主要来源。引用的一个原因是太阳能灯可以为天黑后的户外活动提供照明。也许更重要的是，政府计划通过所有三个村庄的学校提供打折的太阳能灯。
两个小组也采用了SHS。事实上，微电网组中的许多人直接去了SHS，基本上是跳过太阳能灯的选项。一旦两个小组获得电网接入，他们对SHS的处理方式就不同了：微电网家庭很快将大部分SHS使用转移到备用位置，而国家电网家庭继续使用他们的SHS作为主要来源。
研究人员强调，这些访谈提供了对家庭太阳能使用模式的见解：尽管样本可能很小，但它为理解家庭决策提供了丰富的定性数据。他们确实观察到了一些有趣的趋势。例如，当家庭连接到微电网时，他们经常将现有电源转移到备用位置，偶尔使用它们来帮助支付微电网的成本。
相比之下，能够接入国营电网的家庭经常增加太阳能灯和SHS，并继续使用它们 - 甚至随着时间的推移增加它们的使用。此外，他们继续使用煤油灯，只是逐渐将它们移动到备用位置。众所周知，国家电网不可靠，因此人们需要保持良好的替代方案，以便在停电期间使用。
为了更深入地研究影响技术选择的因素，研究人员在每个决策点上都询问了为什么会做出改变。使用第二组卡片，他们向受访者询问了五个因素的可能重要性：意识，可用性和可及性，容量，单位定价和质量。（有关进一步说明，请参阅下面的列表。
如下表所示，采用每种能源技术（尤其是SHS和微电网）旨在增加系统容量以满足更多最终用途，包括额外的电器。人们认为定价和支付选项会影响他们购买太阳能灯和SHS的决定。连接到国家电网的决定完全取决于接入，而连接到太阳能微电网的决定则受到技术意识的更大影响。
值得注意的是，高阶源质量的失败往往会影响低阶源的保留。整整90%的受访者提到容量影响了他们保留SHS的决定，理由是它能够提供比其他来源更亮的光线和更大的覆盖范围。太阳能灯因其便携性和为学习和其他室内活动提供更优质光线的能力而被保留。大多数家庭保留了煤油和太阳能灯以及SHS，以便在国家电网或微电网停电期间提供覆盖。
影响每种技术采用或保留的因素该表列出了提到每种因素对每种能源的采用（左图）或保留（右图）有影响的家庭百分比。并非所有家庭都采用了每一种技术;只有报告购买和使用每种来源的家庭才包括在计算中。
研究人员引用了几个出乎意料的回应。例如，在购买SHS时，受访者最初对融资感兴趣，直到他们了解利率和每月还款额。一般来说，受访者表示，他们更喜欢一次全部支付现金，因为他们的家庭收入随季节而变化。有趣的是，随着离网太阳能市场的增长，世界其他地区通常对太阳能产品有强大的即用即付融资计划。
哈灵顿更令人惊讶的是，受访者在购买时通常很少关注保修或质量标签。“印度和国际上都有重要的努力，重点是制定技术质量标准，并提供标签和认证，以将这些质量标准传达给消费者，”她说。“但我们发现，对人们来说，重要的是他们与店主的个人关系，或者与向他们介绍太阳能产品的个人或组织的关系。
最后，研究人员研究了人们用SHS，微电网和电网支持哪些设备和活动。他们按收入将家庭分为三类，并比较了这三种电力来源的最终用途。
对于高收入和中等收入群体，SHS允许使用高功率设备，如风扇，电视和笔记本电脑以及手机和灯。与国家电网或微电网的连接使这些收入群体能够从事创收企业，例如经营便利店或经营电子维修店。这一发现值得注意，因为许多援助组织和微电网运营商强调在向服务不足的人群提供电力时实现生产活动的重要性。
对于最低收入群体来说，SHS使电力接入的第一步成为可能 - 获得手机和灯。但是，一旦进入国营电网，即使是一些经济最紧张的家庭也可以运行电视和风扇。“对于所有关于电网可靠性和质量挑战的讨论，你也看到了电网为我们研究中收入最低的人提供的这个惊人的机会，”Harrington说。
Twobythree的Ameya Athavankar（左）领导了对一个家庭成员的采访，而Elise Harrington PhD '20则做了笔记。在采访结束时，地板上卡片的布局记录了家庭多年来与能源相关的决定。图片来源：David Hsu，麻省理工学院
研究人员的研究结果证明了引入SHS和太阳能灯的价值，以便在电网可用之前提供基本的照明和充电能力。在某些情况下，支持采用这些技术是传播电气化的最具成本效益的方法，至少在短期内是这样。
该研究还表明，人们倾向于购买太阳能设备和服务，以应对与他们所信任的人的互动。在一个案例中，一个村庄决定参加一个微电网，因为社区知名的非政府组织组织了一次前往另一个村庄看微电网的旅行。可能需要在消费者教育和参与方面做出更多这样的努力来支持离网太阳能。
最后，该研究证实了基于卡片的访谈技术在数据收集和后续分析方面的价值。事实证明，在每次面试结束时拍摄一张布置好的卡片，对于记住然后分析时间表和影响每一步决策的关键因素非常重要。“如果我们刚刚做了采访和转录，我认为我们永远不会理解人们的决策过程是什么，”Hsu说。“人们并不总是记得他们选择能源采用的顺序或理由，直到你给他们一种记录他们经历的方法。
研究人员还看到了该技术的另一个潜在应用。建立微电网为村里的家庭提供不同程度的服务，需要高度的集体决策。也许他们的打牌面试技巧的一个版本可以支持这一决策，确保每个家庭都能被听到，并从拟议的微电网中获得所需的东西。
这项研究得到了麻省理工学院塔塔技术与设计中心的支持，该中心是麻省理工学院能源计划的一部分。
有关此研究和相关研究的更多信息，请参阅：
E. Harrington， A. Athavankar， and D. Hsu.“印度农村家庭基本照明能源转型的变化。《可再生和可持续能源评论》，第119卷，2020年3月。在线： doi.org/10.1016/j.rser.2019.109568
E·哈灵顿。中介和电气化：肯尼亚离网太阳能市场的信任和消费者教育的维度。博士论文，城市研究与规划系，2020年。在线： dspace.mit.edu/handle/1721.1/127615
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