Une nouvelle étude menée par l’université de Tohoku a révélé que les panneaux solaires installés sur les toits, combinés à des véhicules électriques (VE) servant de batteries, pourraient répondre à 85 % de la demande d’électricité du Japon et réduire les émissions de dioxyde de carbone de 87 %. Ces recherches ouvrent une voie prometteuse aux collectivités locales japonaises pour atteindre la neutralité carbone en tirant parti de l’infrastructure existante (toits et véhicules) plutôt qu’en s’appuyant uniquement sur des systèmes énergétiques à grande échelle.
Face à l’urgence du changement climatique, les villes et les municipalités du monde entier cherchent des moyens de décarboner leurs systèmes énergétiques afin de ralentir ces changements. Le Japon, avec son relief montagneux et le peu de terres disponibles pour les fermes solaires, est confronté à des défis uniques. Cependant, le pays dispose de plus de 8 000 km² de toits et d’un marché des véhicules électriques en pleine expansion. La combinaison de systèmes photovoltaïques (PV) sur les toits et de batteries pour véhicules électriques, appelée système « PV + VE » ou « SolarEV City », offre une solution pratique et rentable pour faciliter la transition vers les énergies renouvelables et l’autosuffisance énergétique.
L’étude visait à répondre à trois questions essentielles : Quel est le potentiel de décarbonation des systèmes PV + EV dans toutes les municipalités du Japon ? Quels sont les facteurs régionaux qui influencent leur efficacité ? Comment ces résultats peuvent-ils éclairer les politiques énergétiques nationales et locales ?
Pour répondre à ces questions, l’équipe de recherche a réalisé une analyse technico-économique complète pour l’ensemble des 1 741 municipalités du Japon. Elle a supposé que 70 % des toits seraient équipés de panneaux photovoltaïques d’une efficacité de 20 % et que les VE dotés de batteries de 40 kWh serviraient de stockage domestique, utilisant environ la moitié de leur capacité de batterie pour la flexibilité du réseau. Leurs conclusions sont frappantes : les panneaux photovoltaïques installés sur les toits pourraient produire 1 017 TWh par an, soit plus que la production totale d’électricité du Japon en 2022. En moyenne, un système photovoltaïque seul pourrait couvrir 45 % des besoins municipaux en électricité, tandis que le système photovoltaïque + VE porterait ce chiffre à 85 %. En plus de réduire considérablement les émissions de CO₂ provenant de l’électricité et de la conduite, le système pourrait réduire les coûts énergétiques de 33 % d’ici à 2030.
Ces résultats ont de vastes implications non seulement pour le Japon, mais aussi pour les pays du monde entier qui sont confrontés à des contraintes similaires. Les systèmes PV + VE installés sur les toits sont particulièrement prometteurs pour les régions urbaines et rurales où les systèmes centralisés d’énergie renouvelable ne sont pas toujours réalisables. Dans les zones rurales, l’étude a montré que certaines municipalités pourraient générer plusieurs fois leur demande d’électricité grâce aux seuls systèmes photovoltaïques sur les toits. Bien que les zones fortement urbanisées comme Tokyo soient confrontées à des limitations plus importantes en raison de la réduction de la surface des toits et du nombre de véhicules, elles bénéficient néanmoins de l’intégration de batteries pour véhicules électriques afin d’accroître la flexibilité énergétique et de réduire les pics de demande.
« Pour faire de ce système une réalité et évoluer vers une société plus verte, nous avons besoin d’un soutien politique en fin de compte », remarque Takuro Kobayashi (Université de Tohoku). « L’un des principaux objectifs de cette étude était de fournir une multitude d’informations scientifiques auxquelles les responsables politiques peuvent se référer pour prendre des décisions concernant la mise en œuvre. »
De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de l’élaboration de ces politiques. Les décideurs politiques doivent tenir compte des disparités régionales, en particulier dans les régions septentrionales où le potentiel solaire est plus faible et où la pauvreté énergétique pourrait être exacerbée pendant la période de transition. En outre, bien que le Japon offre actuellement des subventions pour les VE et les systèmes photovoltaïques en toiture, un soutien plus important est nécessaire pour l’infrastructure de charge bidirectionnelle (V2H et V2G), les technologies d’intégration des batteries et la sensibilisation du public. Cette recherche explorant le potentiel des systèmes PV + VE est une étape cruciale vers la décarbonation.
Article : « On the decarbonization potentials of rooftop PVs integrated with EVs as battery for all the municipalities of Japan » – DOI : 10.1016/j.apenergy.2025.126067
Source : U. Tohoku
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