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地球・気候プレプリントシミュレーション1分で読めます

太陽の光を夜までためておく、駐車中の車

太陽光パネルと電気自動車は急速に広まっているが、両者のタイミングはかみ合わない。パネルは日中に発電して日没で止まるのに、車は人々が帰宅する夕方に充電されることが多い。どちらも増えるほど、それらの釣り合いをとるために電力網は苦労することになる。

「SolarEV City」という考え方は、このずれを好都合な組み合わせに変える。電気自動車の電池を、屋根のパネルのすぐそばにある都市全体に分散した蓄電装置として使うのだ。車は昼の余剰電力を吸収し、双方向の「ビークル・トゥ・ホーム」や「ビークル・トゥ・ビルディング」の接続を通じて、夕方や夜にそれを放出する。

1つの都市、5,000の気候

気候だけで結果はどれだけ変わるのだろうか。これまでの研究では、気候と、屋根や車や習慣の地域差とが混ざっていた。日本の東北大学のユーチェン・リウ（Yuchen Liu）と小端拓郎（Takuro Kobashi）は、デルフト工科大学と気象庁気象研究所の共同研究者とともに、コンピュータ上で対照実験を行った。

彼らは京都を標準的な基準都市とし、屋根の面積、車の台数、運転の習慣、人々の電気の使い方など、すべてを固定したまま、それを地球上の5,000の陸地の地点へと移した。変わるのは地元の天候だけで、それに伴って1時間ごとの太陽光発電量と、暖房・冷房の需要が変わる。

標準都市には、定格 7.41ギガワット（晴天のもとで全体として出せる電力）の屋根置きパネルと 47万5,500台の電気自動車があり、各車は 40キロワット時のエネルギーを蓄え、6キロワット（家とのやりとりの速さ）で充放電できる電池を積んでいる。車は毎日3時間は出かけている。シミュレーションは1時間ごとに、1年 8,760時間、25年の寿命にわたって行われ、パネルと電池の劣化も考慮される。鍵となる数字は自給率である。建物と移動に使う電力のうち、パネルから直接、あるいは車の電池を経由して、地元でまかなわれる割合だ。

わかったこと

  • 自給率は 21.6%から84.2% の範囲で、北緯45度より南のほとんどの地域で 60% を超えた。
  • 車の電池を加えると、パネルだけの場合（44.8%）に比べて中央値が 21.1パーセントポイント上がった。車は車で独自の需要を加えるにもかかわらず、である。
  • 日照がすべてではない。変動の 98% は3つの要因で説明される。日射資源、需要が日の照る時間とどれだけ重なるか、そして全体の需要の高さである。

赤（低い）から紫（高い）まで色分けされた世界地図と、自給率を太陽光発電量に対してプロットした散布図。

上：同じパネル＋車のシステムの自給率を世界全体で示したもの。左下：車の電池あり（青）とパネルのみ（オレンジ）の比較。右下：太陽光発電量が同じでも、緯度によって大きな差が出る。— 図2、Liu et al. (2026), arXiv:2610.29344, CC BY 4.0.

カイロ対ノボシビルスク

カイロとメキシコシティでは、自給率は一年中80%近くにとどまる。晴れた空も助けになるが、鍵はタイミングだ。最も暑い月には、追加の冷房需要が正午にピークを迎え、それがちょうどパネルが発電する時間に重なる。標高の高さに助けられるサンパウロと、雨が降るのが冬、つまりどのみち太陽が低い時期であるパースも、理想に近い場所に数えられる。

ノボシビルスクでは、正午ごろでさえ冬の需要が発電を上回る。自給率は**冬に20〜30%**まで下がり、**夏には約90%**まで上がる。何か月も続く不足を、車の電池で埋めることはできない。シンガポール、ポートハーコート、スラバヤでは、毎日の嵐、モンスーンの雨、あるいは雨季が、日中の需要に合わせられるはずのまさにそのときに日照を削ってしまう。

タイミングがよければ、足りない日照を補うことができる。日照は少ないが需要がよく重なる地域は 67.7% を保ち、日照は多いが需要の重なりが悪い地域（68.9%）とほぼ同じだった。

日照マップが見落とす都市

日射資源だけで場所を順位づけすると、5,000地点のおよそ4分の1が誤って分類される。人口上位1,000都市のうち、**219都市（21.9%）**が大きく過小評価されており、過大評価されているのは37都市だけだ。そのうち東アジアが82都市、アフリカが51都市、南アメリカが39都市を占める。南アジアと東南アジアを含めると、88.1% が、今後の都市人口と電力需要の伸びの多くを吸収すると予想される地域にある。著者らが引用する国際エネルギー機関（IEA）の数字によれば、サハラ以南のアフリカだけで、いまだに約6億人が電気を使えていない。

日照による順位づけがシステムを過小または過大評価する地域を赤と青で示した世界地図と、都市ごとの棒グラフ。

赤：日照による順位づけがパネル＋車の潜在力を過小評価している場所。青：過大評価している場所。右：人口上位1,000都市の21.9%が大きく過小評価されている。— 図6a、Liu et al. (2026), arXiv:2610.29344, CC BY 4.0.

計画ではなく、基準

ここでの京都はものさしであって、設計図ではない。実際の導入は、地域の電力負荷、駐車の習慣、建物、電力網の容量、価格、市場のルールに左右され、将来の気候変動も地図を描き変えるだろう。著者らはまた、車の電池は存在するからといって、いつでも使えるわけではないことにも注意を促している。彼らの結論はこうだ。設置場所の判断は、日照マップを超えて、1日と1年を通じて供給と需要がどう合致するかに目を向けるべきである。