سولارابيك – اليابان – 26 مايو 2025: كشف فريق بحثي في اليابان عن مسار تحولي لمستقبل الطاقة في البلاد، موضحًا أن الجمع بين الألواح الشمسية المثبتة على الأسطح وبطاريات السيارات الكهربائية يمكن أن يلبي ما يصل إلى ٨٥٪ من احتياجات اليابان من الكهرباء، مع تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) بنسبة ٨٧٪.
أجريت الدراسة بواسطة جامعة توهوكو بالتعاون مع جامعة طوكيو، والمعهد الوطني للدراسات البيئية، وجامعة رادبود في هولندا، والمعهد الياباني للأبحاث المناخية، وقدمت الدراسة رؤية مفصلة حول كيفية استخدام البنية التحتية الحالية – مثل الأسطح والمركبات – لتحقيق إزالة الكربون على نطاق واسع.
وأشار الباحثون إلى أن اليابان، في ظل التحديات المناخية المتزايدة، تواجه صعوبات فريدة في إزالة الكربون من أنظمتها الطاقية، ويرجع ذلك إلى طبيعتها الجبلية والمساحات المحدودة المتاحة لمزارع الطاقة الشمسية واسعة النطاق.
ومع ذلك، ومع وجود أكثر من 8,000 كيلومتر مربع من المساحات السطحية القابلة للاستغلال، بالإضافة إلى سوق متنامٍ للسيارات الكهربائية، اقترح الباحثون نموذجًا يُعرف باسم “الطاقة الشمسية + السيارات الكهربائية” أو “مدينة الطاقة الشمسية EV”، من خلال دمج أنظمة الطاقة الكهروضوئية على الأسطح مع بطاريات السيارات الكهربائية.
ويعتقد الفريق أن هذا النهج يمكن أن يوفر لليابان مسارًا عمليًا وفعالًا من حيث التكلفة نحو الطاقة المتجددة وتحقيق قدر أكبر من الاكتفاء الذاتي في مجال الطاقة.
مسار جديد نحو الطاقة النظيفة
ولتقييم إمكانيات هذا المفهوم، أجرى الفريق تحليلًا تقنيًا واقتصاديًا شاملاً لجميع البلديات اليابانية البالغ عددها 1,741 بلدية. بافتراض تغطية ٧٠٪ من الأسطح بألواح شمسية تعمل بكفاءة ٢٠٪، مع بطاريات سيارات كهربائية بسعة ٤٠ كيلواط ساعة تُستخدم لتخزين الطاقة المنزلية، على أن يتم استخدام نصف سعتها لدعم الشبكة الكهربائية.
ووفقًا لتحليلهم، أُصيب الباحثون بالدهشة عندما اكتشفوا أن الألواح الشمسية المثبتة على الأسطح وحدها يمكن أن تولد 1,017 تيراواط-ساعة سنويًا، أي أكثر من إجمالي إنتاج الكهرباء في اليابان لعام 2022.
كما اكتشفوا أن نظام الطاقة الشمسية فقط يمكن أن يلبي ٤٥٪ من احتياجات البلديات من الكهرباء، بينما يمكن أن ترتفع النسبة إلى ٨٥٪ عند دمجها مع بطاريات السيارات الكهربائية.
وبالإضافة إلى تقليل الانبعاثات الناتجة عن توليد الطاقة ووسائل النقل، يمكن أن يؤدي هذا النظام إلى خفض تكاليف الطاقة بنسبة ٣٣٪ بحلول عام 2030، مما يجعله خيارًا جذابًا من الناحية المالية للأسر والحكومات على حد سواء.
التحديات والحلول
أبرز الباحثون أن هذه النتائج لا تهم اليابان فقط، بل تمتد فائدتها لتشمل الدول الأخرى التي تواجه تحديات مماثلة. إذ تقدم أنظمة “الطاقة الشمسية على الأسطح + السيارات الكهربائية” حلاً واعدًا لكل من المناطق الحضرية والريفية، خاصة في الأماكن التي يصعب فيها تنفيذ مشاريع الطاقة المتجددة المركزية.
في حين يمكن للمناطق الريفية أن تحقق فائضًا في إنتاج الكهرباء من الألواح الشمسية وحدها، تواجه المدن المكتظة مثل طوكيو تحديات أكبر بسبب قلة المساحات المتاحة للأسطح وعدد السيارات المحدود. ومع ذلك، يمكن أن تسهم بطاريات السيارات الكهربائية حتى في هذه البيئات الحضرية في زيادة مرونة الطاقة وتقليل ذروة الطلب.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية..
المصدر: Interesting Engineering
