Đại học Tohoku ước tính rằng điện mặt trời trên mái nhà và xe điện có thể cung cấp 85% nhu cầu điện của Nhật Bản
2025/05/23 13:26
Tỷ lệ tự cung cấp điện tại 1.741 đô thị trên toàn quốc theo kịch bản "điện mặt trời + EV"
(Nguồn: Đại học Tohoku)
Ngày 21 tháng 5, Đại học Tohoku công bố kết quả mô phỏng việc lắp đặt tấm pin mặt trời trên mái nhà và xe điện (EV) tại nhà dân và các tòa nhà khác ở 1.741 thành phố, thị trấn và làng mạc trên khắp cả nước. Người ta ước tính rằng bằng cách lắp đặt các tấm pin mặt trời trên khoảng 70% diện tích bề mặt hiệu dụng của mái nhà và sử dụng pin trên xe điện làm pin lưu trữ tại nhà, mỗi khu vực sẽ có thể đáp ứng trung bình 85% nhu cầu điện của mình.
Dựa trên các dữ liệu như dân số, số hộ gia đình, diện tích mái nhà, số lượng ô tô sở hữu, nhu cầu điện và bức xạ mặt trời của từng thành phố hoặc thị trấn, công suất và sản lượng điện của các tấm pin mặt trời trên mái nhà có thể lắp đặt ở mỗi khu vực đã được tính toán. Dựa trên điều này, chúng tôi giả định rằng dung lượng pin EV trung bình sẽ là 40kWh và mỗi hộ gia đình sẽ lắp đặt một pin, trong đó điện được tạo ra sẽ được gia đình tiêu thụ vào ban ngày và điện dư sẽ được sử dụng để sạc EV, sau đó cung cấp từ EV đến nhà vào ban đêm, tạo thành hệ thống V2H (Xe đến nhà).
Kết quả là, người ta thấy rằng công suất phát điện mặt trời tối đa có thể được lắp đặt trên toàn quốc là 1.155 GW, với sản lượng điện hàng năm dự kiến đạt 1.017 TWh. Con số này tương đương với khoảng 1,2 lần tổng sản lượng điện hiện tại của Nhật Bản và riêng điện mặt trời trên mái nhà có khả năng vượt quá toàn bộ nhu cầu điện của cả nước. Khi so sánh với nhu cầu điện ở mỗi khu vực, riêng việc sản xuất điện mặt trời chỉ có thể đáp ứng trung bình 45% nhu cầu, nhưng bằng cách sử dụng EV làm pin lưu trữ, con số này đã tăng lên trung bình 85% (bao gồm cả mức tiêu thụ khi EV đang chạy). Ngoài ra, lượng khí thải CO2 trong quá trình phát điện và lái xe có thể giảm tổng cộng 87%.
Bằng cách tăng mức tự tiêu thụ, lượng điện dư thừa có thể được sử dụng hiệu quả mà không cần phải bán, và ước tính chi phí tiện ích và nhiên liệu có thể giảm tổng cộng 33%. Đặc biệt, nhiều vùng nông thôn có tình trạng sản xuất điện vượt nhu cầu, nhiều đô thị đạt tỷ lệ tự cung tự cấp điện gần 90-100%. Mặt khác, ở các khu vực đô thị, tỷ lệ tự cung tự cấp thấp do mật độ dân số cao và nhu cầu điện trên mỗi diện tích mái nhà lớn. Ví dụ, tại 23 quận của Tokyo, diện tích tuyệt đối của mái nhà bị hạn chế, do đó ngay cả khi áp dụng tối đa điện mặt trời và xe điện, tỷ lệ tự cung tự cấp vẫn chỉ ở mức khoảng 50%.
Nghiên cứu này cho thấy "tiềm năng khử cacbon tối đa" của việc kết hợp sản xuất điện mặt trời và xe điện, nhưng vẫn còn nhiều thách thức để đạt được điều này, chẳng hạn như cần có sự hợp tác của chủ nhà và cần có vốn đầu tư ban đầu. Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng "điều quan trọng là phải có các biện pháp hỗ trợ cho việc đưa năng lượng tái tạo vào sử dụng, phù hợp với các điều kiện khác nhau của từng khu vực và ngay cả ở các khu vực thành thị, cũng cần có các chính sách khuyến khích sử dụng tích cực xe điện và sử dụng hiệu quả không gian trên mái nhà".
