Elektrikli Araçların Geleceği

Enerjinin çevreye olabildiğince az zarar verecek biçimde yüksek verimle üretimi ve tüketimi, üzerinde çalışılan en önemli konulardan biri. Günümüzde belirtileri iyiden iyiye hissedilmeye başlanan küresel iklim değişikliğinin etkileri kabul edilen bir gerçek.

Araçlarda kullanılan fosil yakıtların ve buna bağlı karbon emisyon değerlerinin küresel ısınmadaki rolünü fark eden üreticiler, etkin önlemler almaya başladılar. Otomotiv endüstrisinin geleceği artık küresel iklim değişikliği ve enerji sorunlarının etkisinde belirleniyor.

Yüksek başarım ve aşırı konfora dayanan otomobil kavramının değişmesi, insanları enerji verimi yüksek, çevreye zarar vermeyen, sessiz, kullanıcı gereksinimlerine göre tasarlanmış taşıtlara yöneltti. Sınırlı kaynakların verimli tüketimini dikkate alan ve çevre uyumlu ürünlerden biri de elektrikli araçlar.

Elektrikli araçlar, devletler tarafından belirlenen politika ve kanunlar, çokuluslu şirketlerin üretim tarzı ve ürün seçimleri, toplumun bu politikalara ve seçimlere tepkileri gibi birtakım etkilere bağlı olarak her ülkenin kendine özgü koşullarında yerini alıyor.

Dünyada elektrikli araçların yaygınlaşması konusunda devletler değişik yöntemler kullanıyor. Bunlar arasında geleneksel fosil yakıt kullanan araçlarda vergilerin artırılması veya çevre dostu araçlar üzerindeki vergilerin azaltılması ve teşviklerin verilmesi ön sırada. Ülkemizde de elektrik motorlu araçlara uygulanan vergi indirimi bu araçların fiyatını erişilebilir düzeye çekmişse de kullanımının yaygınlaşması ve altyapı sorunlarının giderilmesi için desteklerin devamı gerekiyor.

Otomotiv üreticilerinin çevresel sorunlar için bulduğu en ciddi çözüm, hibrit ve elektrikli motor teknolojileri. Günümüzde yüzde üçün altında bir pazar payına sahip hibrit araçların 2020 yılı itibari ile pazarı ele geçireceği düşünülüyor. Yaklaşan enerji krizi, üreticilerin yakıt tasarrufunu araçlarında öncelik olarak görmeye başlaması da diğer bir neden.

Hibrit motorlar gibi yakıt tasarrufuna doğrudan etki yapan teknolojilerin dışında, yeni nesil araçlarda kullanılan elektronik yol sistemleri ve sürücüyü bilgilendirmeye yönelik yeni teknolojilerin önemi de artıyor. Elektrikli araç teknolojisinin ilk yapım maliyetinin yüksek olması, menzil ve altyapı engeli nedeniyle elektrik motorlu araçların öncelikli olarak küçük, hafif, şehir içi türlerinde öne çıkması, büyük araçlarda ise daha çok hibrit araçların öncelikli olacağı düşünülüyor.

Elektrikli araçların ilk maliyetlerinin yüksek olmasının en büyük nedeni batarya maliyetleri. Son yıllarda yaşanan önemli maliyet düşüşüne rağmen, hala yüksek olan lityum-iyon batarya maliyetinin birkaç yıl içinde 500$/kW altına düşmesi bekleniyor.

Elektrik motorları için kullanılan nadir toprak metallerin genellikle Çin’de bulunması ve lityum kaynaklarının Şili, Bolivya ve Afganistan gibi ülkelerde yoğunlukta bulunması geleceğin jeopolitik ve sosyoekonomik dengelerini etkileyecektir.

Elektrikli araç ve hibrit elektrikli araç kullanıcıları için evlerinde, işyerlerinde ya da park yerlerinde güvenilir şarj noktası bulunması elektrikli araçların yaygınlaşması için önemli bir etken. Günümüzde elektrikli araçların yaygınlaşmamasının en önemli nedenlerinden biri aracın elektrik menzili.

Bu sorun daha yüksek enerji yoğunluklu batarya kullanımı ile aşılabilir ancak oluşan maliyet artışı kritik bir etki olarak ortaya çıkıyor. Araç üzerine yerleştirilecek bir jeneratör seti çözüm olmakla birlikte bu yaklaşım ek maliyet, ağırlık ve sistem karmaşası yaratıyor. Menzil sorununun önüne geçmenin bir diğer yolu batarya değiştirme istasyonlarının oluşturulması. Bunun yanında hızlı şarj düşünülen bir yöntem olmakla birlikte lityum-iyon bataryaların ömürlerini azaltması, çözümlenmesi gereken ayrı bir sorun.

Batarya teknolojisinde yapılan araştırmalar, geleneksel lityum-iyon bataryalara göre enerji yoğunluğunu üç katına çıkaracak potansiyeli bulunan yeni nesil lityum-hava bataryalara yöneldi. Lityum-hava bataryaları, ilkesel olarak lityum-iyon bataryalara benzemekle birlikte, negatif bir elektrot olarak organik elektrolit kullanırlar. Bu elektrolit de tahmin edildiği üzere havadır. Bu teknoloji sınırsız bir katot ayıracı olarak oksijen ile kuramsal olarak çok umut verici olsa da, bataryanın kapasitesi lityum anot ile sınırlıdır.

Lityum-hava bataryaları geliştirilme aşamasında olup, lityum-iyon bataryalara göre çok yüksek bir enerji depolama kapasitesine sahiptirler. Bu durumun lityum-hava bataryaları ile çalışan araçların şarja gerek duymadan çok fazla yol gitmesine olanak sağlar.

Önümüzdeki süreçte hibrit ve tümü elektrikli otomobillerin gelecekteki yeri ile ilgili birçok tahminler ve değerlendirmeler yapılıyor. Yapılan öngörülerde, 2020 yılında dünyadaki binek araç satışlarının 70.9 milyon adete ulaşacağı ve bunun 3.88 milyonunun (yüzde 5.5) hibrit araç olacağı düşünülüyor. Bu araçların ABD (yüzde 53), Japonya (yüzde 20), Avrupa (yüzde 16) ve diğer ülkeler şeklinde dağılacağı ve beş üretici grubun hibrit araç üretiminde ön planda olacağı bekleniyor. Benzer olarak tümü elektrikli araç satışlarının ise dünyada 2020’de 1.31 milyona ulaşacağı (yüzde 1.8) tahmin ediliyor. Bu araçların Avrupa (yüzde 62), Çin’in (yüzde 21), ABD (yüzde 7.5) ve Japonya (yüzde 4.5) şeklinde dağılacağı bekleniyor.

Son yıllarda üreticiler, elektrikli araçların menzil, batarya ve altyapı sorunlarını gidermek için yoğun bir çalışmanın içine girdi.

Çevreye saygılı bu yeni ulaşım türünün başarılı olması, gerekli altyapı çalışmalarının tamamlanması, yasaların uygun hale getirilmesi ve toplum tarafından kabullenilmesi gibi bir takım etkenlere bağlı. Bu durum otomobilin teknolojik dönüşümünün yanında politik, ekonomik, sosyal ve kültürel değişimi de beraberinde getirecektir. (İŞ/AS)

* Yazı ilk olarak TMMOB Elektrik Mühendisleri Odasının, Elektrik Mühendisliği adlı elektrik, elektronik, kontrol ve biyomedikal mühendislerinin dergisinde, Eylül sayısında yayınlandı.