近日，由日本东北大学、东京大学、日本国立环境研究所、荷兰拉德堡德大学和气象研究所联合开展的一项研究，揭示了日本未来能源的转型路径。研究表明，将屋顶太阳能电池板与电动汽车(EV)电池相结合，即采用“PV + EV”系统或“SolarEV City”模型，可满足该国高达85%的电力需求，同时将二氧化碳(CO₂)排放量减少87%。
研究人员指出，随着气候变化紧迫性日益凸显，日本在能源系统脱碳方面面临独特挑战，这主要源于其多山地形，导致大型太阳能发电场建设空间受限。不过，鉴于日本拥有超过3000平方英里(8000平方公里)的屋顶空间，且电动汽车市场迅速扩张，研究人员提议将屋顶光伏(PV)系统与电动汽车电池结合，以实现大规模脱碳。研究团队认为，这种方法可为日本提供一条切实可行且经济有效的途径，助力其实现可再生能源转型和更大程度的能源自给自足。
为评估该概念的潜力，研究团队对日本所有1741个市町村进行了全面的技术经济分析。他们假设70%的屋顶将安装效率为20%的太阳能电池板，配备40千瓦时(kWh)电池的电动汽车将提供家庭储能，并使用约一半的电池容量来支持电网。
分析结果显示，仅屋顶光伏发电每年就能产生1017太瓦时(TWh)的电力，超过该国2022年的总发电量。同时，纯光伏系统可满足45%的市政电力需求，若结合电动汽车电池储能系统，这一比例将大幅提升至85%。
除降低能源生产和驾驶产生的排放外，到2030年，“光伏 + 电动汽车”装置还可将能源成本降低33%，这对家庭和政府而言都是颇具经济吸引力的选择。
研究人员强调，这些发现不仅对日本意义重大，对全球面临类似挑战的国家同样具有深远意义。屋顶光伏 + 电动汽车系统为难以实施集中式可再生能源基础设施的城乡地区提供了一个有前景的解决方案。
尽管农村地区仅靠屋顶光伏发电就能产生剩余电力，但像东京这样人口稠密的城市，因屋顶面积有限且车辆较少，面临更大挑战。不过，即便在这些城市环境中，电动汽车电池也能显著提高能源灵活性，并有助于降低峰值需求。
东北大学首席高级研究员小林卓郎博士在新闻稿中表示：“为使这一系统成为现实并迈向更加绿色的社会，我们最终需要政策支持。”他总结道，这项研究的主要目标是提供大量科学信息，供政策制定者在制定实施决策时参考。
研究团队认为，政策制定者必须考虑地区差异，尤其是在太阳能潜力较低的北部地区，这些地区的能源贫困状况可能会加剧。虽然日本目前通过补贴支持电动汽车和屋顶太阳能，但在双向充电基础设施(V2H和V2G)、电池集成技术和公众参与方面仍需更多支持。
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