Eine neue Studie der Universität Tohoku hat ergeben, dass Solarmodule auf Hausdächern in Kombination mit Elektrofahrzeugen als Batterien 85 % des japanischen Strombedarfs decken und den Kohlendioxidausstoß um 87 % senken könnten. Die Studie bietet japanischen Kommunen einen vielversprechenden Weg, CO2-Neutralität zu erreichen, indem sie die vorhandene Infrastruktur – Hausdächer und Fahrzeuge – nutzen, anstatt sich ausschließlich auf groß angelegte Energiesysteme zu verlassen.
Angesichts der zunehmenden Dringlichkeit des Klimawandels suchen Städte und Gemeinden weltweit nach Möglichkeiten, ihre Energiesysteme zu dekarbonisieren, um diesen Wandel zu verlangsamen. Japan steht mit seinem bergigen Gelände und den begrenzten verfügbaren Flächen für Solarparks vor besonderen Herausforderungen. Das Land verfügt jedoch über mehr als 8.000 km² Dachflächen und einen schnell wachsenden Markt für Elektrofahrzeuge. Die Kombination aus Photovoltaikanlagen (PV) auf Dächern und Elektrofahrzeugbatterien – das sogenannte „PV + EV“-System oder „SolarEV City“ – bietet eine praktische und kostengünstige Lösung für den Übergang zu erneuerbaren Energien und zur Energieautarkie.
Ziel der Studie war es, drei entscheidende Fragen zu beantworten: Wie hoch ist das Dekarbonisierungspotenzial von PV- und Elektrofahrzeugsystemen in allen Gemeinden Japans? Welche regionalen Faktoren beeinflussen ihre Wirksamkeit? Wie können diese Erkenntnisse die nationale und lokale Energiepolitik beeinflussen?
Um diese Fragen zu beantworten, führte das Forschungsteam eine umfassende technisch-ökonomische Analyse für alle 1.741 Gemeinden Japans durch. Dabei ging man davon aus, dass 70 % der Dächer mit Photovoltaikmodulen mit einem Wirkungsgrad von 20 % ausgestattet wären und Elektrofahrzeuge mit 40-kWh-Batterien als Haushaltsspeicher dienen würden, wobei etwa die Hälfte ihrer Batteriekapazität für Netzflexibilität genutzt würde. Die Ergebnisse waren bemerkenswert: Photovoltaikanlagen auf Dächern könnten jährlich 1.017 TWh erzeugen – mehr als Japans gesamte Stromerzeugung im Jahr 2022. Durchschnittlich könnte eine reine Photovoltaikanlage 45 % des kommunalen Strombedarfs decken, während die Kombination aus Photovoltaik und Elektrofahrzeugen diesen Wert auf 85 % steigerte. Neben einer drastischen Reduzierung der CO₂-Emissionen durch Strom und Autofahren könnte die Anlage die Energiekosten bis 2030 um 33 % senken.
Diese Ergebnisse haben weitreichende Auswirkungen nicht nur für Japan, sondern für Länder weltweit, die mit ähnlichen Einschränkungen konfrontiert sind. PV- und Elektrofahrzeug-Dachsysteme sind besonders vielversprechend für städtische und ländliche Regionen, in denen zentralisierte erneuerbare Energiesysteme möglicherweise nicht realisierbar sind. Die Studie ergab, dass einige Gemeinden in ländlichen Gebieten allein durch PV-Dachanlagen ein Vielfaches ihres Strombedarfs decken könnten. Während stark urbanisierte Gebiete wie Tokio aufgrund kleinerer Dachflächen und weniger Fahrzeuge mit größeren Einschränkungen konfrontiert sind, profitieren sie dennoch von der Integration von Elektrofahrzeugbatterien, um die Energieflexibilität zu erhöhen und die Spitzenlast zu reduzieren.
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