灾害暴露与住宅太阳能采用：来自日本的都市证据

《Land Use Policy》：Disaster exposure and residential solar adoption: Urban evidence from Japan

　　

王健|彭成|朱秀刚|钱学鹏

上海大学SILC商学院，中国上海201899

摘要

尽管关于太阳能光伏（PV）采用的研究很多，但很少有人关注灾难经历在加速向可持续能源转型中的作用。本研究利用日本地区的综合面板数据集，探讨了地震事件如何影响日本的家庭太阳能采用情况。通过准实验设计，我们发现灾后受影响地区的家庭太阳能板安装量显著增加，而未受影响地区则没有这种变化。我们的研究结果强调了灾难应对行为作为可再生能源采用的关键但尚未得到充分研究的驱动因素。此外，我们还估算了这种增加的太阳能采用所带来的潜在碳排放减少量。这些发现为政策制定者提供了可操作的见解，以设计促进可再生能源采用并增强能源韧性的灾后政策。

引言

全球脱碳路径，如国际能源署（IEA）的“2050年净零排放”情景，预计清洁能源将迅速扩张，其中家庭太阳能将是一个重要组成部分。2024年，可再生能源新增装机容量再次创下纪录，太阳能光伏占总装机量的四分之三以上。同年，风能和太阳能发电量首次超过水力发电，成为全球最大的可再生能源来源，预计2025年这一趋势将进一步加剧（IEA，2024年）。这些趋势具有广泛性，欧盟和北美的部署依然强劲，而亚太地区，特别是中国和日本，在政策支持和成本下降的推动下，太阳能光伏发展迅速。在实现净零排放的目标下，预计到2030年使用屋顶光伏的家庭数量将超过1亿户，这凸显了分布式太阳能在此转型中的重要作用。

在这种背景下，大量文献研究了影响家庭太阳能采用的各种因素，包括价格和激励措施、信息、社会规范以及住房特征。然而，非经济动机相对较少被探讨，特别是灾难经历如何改变人们对可靠性、风险和能源安全的认知。我们的研究重点不是将灾难视为“有益”的，而是关注这些冲击如何改变人们的认知和行为，从而可能影响灾害易发地区的采用模式。这种框架明确了机制，但并不认为灾难本身是可取的，并将家庭决策与系统层面的转型动态联系起来。

将灾难经历作为可再生能源采用的潜在驱动因素，突显了一个关键但常被忽视的行为渠道。在新技术普及之前，行为惯性和风险规避可能会抑制采用，即使长期利益是显而易见的（Weber，2017年）。通过基于直接经验的学习，家庭会对新选项产生熟悉感和信心（Myers等人，2013年；Weber，2013年）。在这种情况下，屋顶太阳能成为应对供应中断和价格波动的有效手段，尤其是在与储能或支持性政策结合使用时。通过揭示能源安全的脆弱性并提高自发电的感知价值，灾难经历可以改变家庭和城市的采用门槛，从而实现更具韧性的低碳城市能源使用，而无需假设灾难本身能带来福利收益。

基于此背景，我们的研究旨在探讨灾难经历对家庭可持续性行为的影响，特别关注来自日本的定量证据。分析分为三个关键阶段，利用日本各市镇的综合性数据集来进行因果推断。首先，我们将不同空间行政单元的层次化数据源整合起来，结合家庭层面的太阳能光伏安装数据（或补贴申请数据）与城市社会经济指标，构建了县级和市级层面的面板数据集。利用这些区域经济和可持续性数据，我们深入描绘了日本近年来在减排和可持续性方面的进展。

利用这个匹配的数据集，我们采用准实验方法来量化地震对当地太阳能安装的影响。我们的差异-in-differences（DID）分析显示，灾后受影响地区的家庭太阳能板安装量显著增加。重要的是，不同层次的分析都证实了这些发现，进一步证明了灾难经历在加速当地向可再生能源转型方面的作用。此外，我们还评估了这些灾难事件后太阳能安装增加所带来的潜在碳排放减少量。

本研究对现有文献做出了几项贡献。首先，虽然通过太阳能板安装实现的城市可持续转型已经引起了学术界的广泛关注，但以往的研究往往侧重于节省账单、环境认同和社会信号等激励因素（Balta-Ozkan等人，2021年；Graziano和Gillingham，2015年；Kiso等人，2022年）。相比之下，我们的研究确定了灾难经历对可再生能源转型的因果影响，提供了实证证据，表明由环境变化引发的行为决策在推动新技术采用中起着关键作用。其次，尽管大量研究集中在灾难的社会经济后果上，但很少有研究探讨其对家庭耐用品购买决策的影响，特别是在可再生能源消费领域。我们的研究填补了这一空白，重点关注灾难对家庭耐用品投资的影响程度，并确定了可能的渠道，包括风险/时间偏好、韧性、信念更新和社会学习，为未来的机制探索奠定了基础。最后，我们的发现为政策制定者提供了实际启示，帮助他们设计更有针对性的干预措施，以促进灾后可再生能源的采用，从而增强能源安全和长期可持续性。

本研究的结构如下：第2节全面回顾了相关文献，提供了现有研究范围的见解。第3节概述了分析中使用的数据和背景信息。第4节详细介绍了方法论。第5节展示了研究结果。第6节深入讨论了碳减排问题。最后，第7节总结了研究。

章节摘录

家庭太阳能光伏采用的决定因素

越来越多的文献从社会经济角度探讨了影响家庭采用太阳能系统的各种决定因素（Balta-Ozkan等人，2015年；Balta-Ozkan等人，2021年；Briguglio和Formosa，2017年；Schaffer和Brun，2015年；Zhang等人，2023年）。我们现在将这些研究综合成一个基于逻辑的分类，区分了内部（家庭层面）和外部因素：

数据

本研究的样本来自日本各县和市的综合面板数据集，这些数据集来自三个互补的来源。

碳排放数据。 我们分析家庭碳排放时使用了环境部提供的碳排放数据集，该数据集被称为“Municipal Emissions Carte”。该数据集旨在促进和加强日本各城市、城镇的脱碳战略。

差异-in-differences分析

我们的实证策略采用了经典的差异-in-differences模型，纳入了一系列控制变量以确保分析的稳健性和准确性。具体来说，我们评估了地震后地区家庭太阳能系统采用的变化与地震前的变化（第一个差异）。然后，我们将受地震严重影响地区与未受影响或影响较小的地区进行比较（第二个差异）。

为了构建

来自各县的证据

在本节中，我们展示了主要定量发现，首先分析了地震事件对家庭太阳能光伏板补贴申请的影响。为了确保结果的稳健性，我们进行了一系列全面的检查。

首先，我们根据方程（1）估计了初步关系，相应的结果显示在表2中。与地震发生相关的关键系数β被假设为正数。

通过可再生能源转型对碳排放的影响

基于定量估计，我们进一步评估了地震后住宅太阳能光伏安装的碳减排潜力。具体来说，排放缓解的计算将太阳能光伏的采用转化为环境效益，使我们能够评估分析中确定的行为反应所带来的碳节省量。可以说，这种解释性解读具有政策相关性。

结论

本文提供了新的见解，说明灾难经历如何加速日本可持续能源技术的采用，特别是家庭太阳能光伏系统。通过准实验方法，我们发现受地震影响的市镇的太阳能光伏安装量显著高于未受影响地区。这些结果强调了灾难应对行为在塑造城市可持续性转型中的重要性。

资金支持

本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：72473096和71973093）的支持。

CRediT作者贡献声明

钱学鹏：概念化。朱秀刚：写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、方法论、调查、正式分析、数据整理、概念化。彭成：写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法论、正式分析、概念化。王健：写作——审稿与编辑、初稿撰写、方法论、资金获取、正式分析、概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。