Städer har blivit fokus för globala klimatbegränsande ansträngningar eftersom de är ansvariga för 60 till 70 % av energirelaterad koldioxid ₂ utsläpp. När världen blir alltmer urbaniserad, det är avgörande att identifiera kostnadseffektiva vägar för att minska koldioxidutsläppen och förbättra städernas motståndskraft, som säkerställer deras invånares välbefinnande. I den här studien, vi föreslår ett SolarEV City-koncept, där integrerade system av städernas solceller på taket och elfordon (EV) tillhandahåller prisvärd och transporterbar CO ₂ -gratis el till stadsbor.

SolarEV City antar att maximalt 70 % av hustaken i städer används för PV och alla passagerarfordon konverteras till EV i städer som används som batterier för PV-elektricitet. Vi genomförde teknoekonomiska analyser för att utvärdera konceptet i termer av CO ₂ minskning av utsläpp, kostnadsbesparingar, energitillräcklighet, självförsörjning, självkonsumtion för nio japanska stadsområden (Kyoto City, Hiroshima stad, Korimaya stad, Okayama City, Sapporo City, Sendai City, Niigata City, Kawasaki City, särskilda distrikt i Tokyo).

Våra analyser visar att implementeringar av konceptet kan möta 53 till 95 % av elbehovet i nio stora japanska stadsområden år 2030 med användning av 70 % av takytan i städerna. CO ₂ utsläpp från fordonsanvändning och elproduktion i dessa områden kan minskas med 54 till 95 % med potentiella kostnadsbesparingar på 26-41 %. Hög kostnadseffektivitet och säsongsmässigt stabil solinstrålning på låga breddgrader kan innebära att konceptet kan vara mer effektivt för att minska koldioxidutsläpp i stadsmiljöer i framväxande ekonomier på låga breddgrader.

Bland flera faktorer, statliga ingripanden kommer att spela en avgörande roll för att förverkliga sådana system, särskilt i att lagstifta förordningar som förbättrar penetrationen av det integrerade systemet för PV och EV och möjliggör bildandet av decentraliserade kraftsystem. Eftersom bottom-up-processer är kritiska, beslutsfattare, samhällen, industrier och forskare bör samarbeta för att bygga sådana system genom att övervinna sociala och reglerande hinder.