26 Ekim 2021

Elektrikli Araç Devrimine Hazır mıyız?

Mustafa TEZEL1

2020 yılı başından buyana bütün dünyâ, giderek artan bir yoğunlukla koronavirüs salgını ve onun mevcut/muhtemel sonuçları üzerine yapılan yorum ve tartışmalara odaklanmış görünüyor. Anılan salgın, yakın ve uzak gelecekteki sonuçlar itibariyle gerçekten de üzerinde ciddiyetle durulması gereken bir husus olmakla birlikte, bizi dünyânın/insanlığın geleceğinde fevkalâde mühim dönüşümlere yol açabilecek diğer gelişmeleri gözden kaçırmamıza mâni olmamalıdır. Elektrikli araçlar konusundaki gelişmeler, işte bu dikkatten kaçmaması gereken hususlardan birisidir.
 
Son yıllarda elektrikli araçların üretim ve satışında ciddî bir artış meydana geldiği görülmektedir. Bilindiği üzere, XX. yüzyılın başlarından itibâren petrol türevleriyle çalışan motorlu araçların üretim ve kullanımının hızla yaygınlaşması, gelişmiş/sanayileşmiş ülkeler arasındaki çıkar çatışmalarının yeni bir veçhe kazanmasına sebebiyet vermiştir; XIX. yüzyıl boyunca hammadde-pazar konusunda yoğunlaşan çatışmaların sıklet merkezi, XX. yüzyılın başlarından itibâren, petrol rezervleri bakımından zengin olan Bölgelere kaymıştır. Günümüzde, elektrikli araçların üretim ve tüketiminin yaygınlaşmasıyla birlikte, küresel güç dengelerinin ve çatışma alanlarının değişmesiyle sonuçlanabilecek gelişmelerin de kapısı aralanmış olmaktadır. Aşağıda, elektrikli araçlar konusundaki gelişmelerin nedenleri ve muhtemel sonuçları tahlil edilmeye çalışılacaktır.

Elektrikli Araçların Kısa Târihi

Electromagnetic cartElektrikli araçların târihi 1800’lü yılların başına kadar gitmektedir. XIX. yüzyılın başlarında elektrik motoru ve batarya icad edildi. 1830 yılına gelindiğinde, Hollandalı Kimya Profesörü Sibrandus Stratingh ilk elektrikli aracı üretti. Aynı yıllarda Dünyânın farklı yerlerinde başka mucitler de (Thomas DAVENPORT, Robert ANDERSON, Robert DAVİDSON vs.) elektrikli araçlar ürettiler. Bu araçların bataryası şarj edilemiyordu. O yüzden ticârî olarak üretimleri yapılamadı. Sonraki çeyrek yüzyıl içinde batarya üzerindeki çalışmalar yoğunlaştı. Mucitler, şarj edilebilen uzun menzilli bataryalar üretmeye çalıştılar. Bu çalışmaların sonuçlarının alınmaya başlandığı 1880’li yıllara gelindiğinde, elektrikli araçların ticârî olarak üretimine başlandı. Aynı yıllarda, içten yanmalı motorlu (İYM) araçların da ticârî üretimine başlanmıştı. XIX. yüzyılın son yirmi yılı ile XX. Yüzyılın ilk yirmi yılı arasındaki kırk yıl boyunca, elektrikli ve içten yanmalı motorlu (benzinli ve dizel) araçlar arasında kıyasıya bir rekabet yaşandı. Bu dönemde, elektrikli araçların fosil yakıt kullanan İYM’lu araçlar karşısında bâriz bir üstünlüğü vardı. Öyle ki, satılan her üç araçtan ikisi elektrikli idi. Bu yıllarda, elektrikli araçlar sessiz, temiz ve konforlu bir sürüş sağlıyordu. Buna karşılık, İYM’lu araçlar henüz teknolojik gelişimlerinin başlarında idiler. Araçta çok fazla hareketli parça bulunduğundan, sık ârıza yapmaktaydılar. Bunların yanısıra, gürültü ve kirlilik sorunu bulunmaktaydı. Dolayısıyla, elektrikli araçlar sürücüler tarafından daha çok tercih edilmekteydi.

https://i.sozcu.com.tr/wp-content/uploads/2019/05/25/morissom-1890.jpg

Resim 2 - İlk elektrikli araçlardan birisi (Morrison - 1890)

Elektrikli araçların, başlangıçta İYM’lu araçlar karşısında üstün oldukları hususlara karşılık, bugüne kadar çözülemeyen iki sorunları bulunmaktaydı; fiyatları daha pahalıydı ve menzilleri bataryada depolanabilen elektrikle sınırlı idi. Menzil konusu başlangıçta çok fazla mesele oluşturmuyordu. Zîrâ, o yıllarda motorlu taşıtlar daha çok şehir içinde kullanıldığından, şarj konusu bir şekilde çözülebilmekteydi. Ancak, XX. Yüzyılın başlarından itibâren, gelişmiş Batılı ülkelerde şehirlerarası karayolu sistemleri gelişmeye başladığından, otomobiller şehirler arasında da kullanılmaya başlandı. Bu durum, fiyatının yüksek olmasıyla da birleşince, elektrikli araçların sonunu hazırlayan sâikler arasında yer aldı. O târihlerde, şehirler arasında elektrikli araçların bataryalarının şarj edilmesi imkânı bulunmuyordu. Buna karşılık, daha o târihlerde bile benzin ve motorin köy bakkallarında tenekeler içinde satılmaya başlanmıştı, sürücüler kolaylıkla yakıt ikmâli yapabilmekteydiler.
 
Elektrikli araçlara son darbeyi, otomobil târihinde çok özel bir yeri olan Henry Ford’un çabaları vurdu. Fordizm olarak da isimlendirilen “seri üretim” yönteminin de mucidi olan Henry Ford, 1905 yılında, ünlü Ford Model T isimli aracını “seri üretim” yöntemini kullanarak üretti. Otomobiller, o târihe kadar daha ziyâde hâli vakti yerinde olan ailelere yönelik olarak üretilmekteydi. Ford, otomobillerin geniş kitleler tarafından kullanılmasını istiyordu. Bu sebeple, aracının, sâde, ucuz, kullanışlı ve dayanıklı olmasını istemişti. Ford Model T otomobil târihinde bir efsâne hâline geldi. Üretimine son verildiği 1927 yılına kadar 15 milyon adet üretildi. Bu rakam, pek çok araç üreticisinin günümüzde dahi ulaşmakta zorlandıkları bir miktarı ifâde etmektedir. 
 
1920 yılına gelindiğinde, artık İYM’lu araçlar elektrikli araçlara kesin olarak üstünlüklerini ilân etmişlerdi. Üstelik, seri üretim, dizel ve benzinli araçların satış fiyatlarının daha da düşmesini sağlamış, elektrikli araçlar iki misli pahalı hâle gelmişti.
 
ford t model ile ilgili görsel sonucu
 

Resim 3 - Efsane araç 1912 model Ford Model T

 

1960’lı yıllara kadar, elektrikli araçlar bir daha gündeme hiç gelmedi. Ancak, XX. Yüzyılın ilk yarısında Dünyâ geneline yayılan ve İkinci Dünyâ Savaşı sonrasında daha da hızlanan sanayileşme, pek çok çevre sorununu da berâberinde getirmişti. Bunlardan birisi de hava kirliliği idi. 1960’lı yıllarda, ABD’nin Atlanta şehri gibi, sanayileşmenin yoğun olduğu bâzı şehirlerde hava kirliliğinden kaynaklanan toplumsal sağlık sorunları yaşanmaya başlanınca, havayı kirletmeyen elektrikli araçlar yeniden gündeme geldi. Fakat, bu araçların yaygın üretimi konusunda somut bir gelişme kaydedilemedi.
1973 yılında, Arap-İsrail Savaşı sonrasında yaşanan Petrol Ambargosu, elektrikli araçlar için yeni bir gelişim fırsatı ortaya çıkardı. OPEC üyesi Arap ülkeleri, savaşta İsrail’i destekleyen ülkelere petrol ambargosu uygulamaya başlamışlardı ve bu yüzden petrol fiyatları üç misline yükselmişti. Gerçi, petrol, üreten ülkelerin tek gelir kaynağı idi ve bu yüzden bu ambargo uzun süre devam ettirilemedi. Ancak, yine de, petrole alternatif oluşturabilecek enerji kaynaklarına yönelinmesi konusunda güçlü bir kamuoyu oluşmasına katkıda bulundu. Bunun neticesinde, bir yandan, fosil yakıtlarla çalışan araçların daha verimli hâle getirilmesine çalışılırken, diğer yandan elektrikli araçların üretimi konusundaki çalışmalar da hızlandı. Böyle olmakla birlikte, 1990’lı yıllara kadar yapılan çalışmalar, elektrikli araçların yaygınlaşmasını sağlamaya yetmedi.
 
1990’lı yıllara gelindiğinde, fosil yakıtların kullanımından kaynaklanan çevresel sorunların ağırlığı iyice artmış, tedbir alınmadığı takdirde gelecekte büyük felâketlerin yaşanacağı anlaşılmıştı. Bunun üzerine AB ve ABD başta olmak üzere, gelişmiş ülkelerde, fosil yakıtların kullanımı konusunda tedricen uygulanmak kaydıyla oldukça katı kurallar getirildi. Bunda, 1997 yılında, 171 ülkenin, atmosfere zararlı gaz salınımının kontrol altına alınarak azaltılması amacıyla imzaladıkları Kyoto Protokolüyle sağlanan uluslararası birlikteliğin önemi büyüktür. 

Alınan önlemler çerçevesinde, 1992-2014 yılları arasında, izin verilen emisyon değerleri, benzinli araçlarda % 85, dizel araçlarda ise % 63 oranında düşürülmüştür. Bu tür uygulamalar hemen tesirini gösterdi ve fosil yakıtlı araçların hava kirliliği, küresel ısınma, gürültü gibi konularda sebep olduğu çevre sorunlarını azaltmayı amaçlayan yeni teknolojiler geliştirilmeye başlandı. Bu durum, hâliyle İYM’lu araçların mâliyetlerinin artmasına ve elektrikli araçlar ile aralarındaki fiyat makasının bir miktar kapanmasına sebebiyet verdi.

1997 yılında Toyota tarafından üretilen Pirus modeli, elektrikli araçlar konusunda yeni bir çığır açtı ve elektrikli araçların özellikle de hibrit özellikli olanların yaygınlaşmasında öncü rolü oynadı. Toyota, sonraki yıllarda pazara sunduğu çok sayıda hibrit modeliyle bu alanda yerini sağlamlaştırdı ve 2019 yılına kadar on milyonun üzerinde hibrit araç satışı yaptı.

2006 yılında Tesla Motor Şirketi’nin kurulması, bu yöndeki çabaların gözle görülür bir şekilde artmasını sağladı. Tesla tarafından üretilen Roadster 2006 modeli tüketiciler tarafından beğenildi ve elektrikli araçlara olan talebin artmasında önemli bir pay sâhibi oldu.

 

Elektrikli Araçlar

Elektrikli araçlar, bir elektrik motorunun yardımıyla hareket eder. Bu araçlarda, bataryalardan alınan elektrik enerjisi, elektrik motoru tarafından mekanik enerjiye çevrilir. Elde edilen mekanik enerji, araç üzerindeki çeşitli tahrik organları yardımıyla tekerleklere aktarılarak, aracın hareketi sağlanır.

Elektriğin depolanmasını sağlayan batarya ve aracın hareketini sağlayan elektrik motoru, elektrikli araçların en hayâtî aksamlarıdır. Bunların yanısıra jeneratör, mekanik iletim sistemleri ve güç kontrol üniteleri, diğer önemli aksamları oluşturur.

Elektrikli araçlarda tahrik sistemi, yalnızca elektrik motorundan veya hem elektrik motorundan, hem de içten yanmalı motordan beslenebilir.

Elektrikli araçların, başlangıcından buyana üç önemli sorunu bulunmaktadır. Birincisi, fiyatları, içten yanmalı motorlu araçlara göre daha pahalıdır. Pahalı olmasının en önemli sebebi, elektriğin depolanmasını sağlayan bataryadır. Batarya, aracın ağırlığının yarısına yakın kısmını oluşturduğu gibi, kapasitesine göre üretim mâliyetinin de “üçte biri” ilâ “yarısını” oluşturmaktadır. İkinci önemli sorun, şarj süresidir. Bu araçlar, ev elektriği ile şarj edilebilmektedir. Ancak, bu şekilde yapılan şarj işlemi, hâlihazırda 15-20 saat sürebilmektedir. Bu süre, markadan markaya değişmektedir. Günümüzde, bâzı markalar, şarj işleminin 15-30 dakika arasında bir sürede yapılabilmesine imkân veren “hızlı/süper şarj” cihazları geliştirmişlerdir. Ancak, bu şekilde dolum yapılmasına imkân veren şarj istasyonlarının kuruluşu daha mâliyetlidir ve sayısı şimdilik sınırlıdır. Fakat gerek ülkemizde, gerek Avrupa’da, gerekse ABD ve Kanada gibi ülkelerde hızlı şarj istasyonlarının sayısı hızla artmaktadır. Üçüncüsü, bataryadaki elektrikle, yeni bir doluma ihtiyaç duyulmadan gidilebilen mesâfenin sınırlı olmasıdır. Geçmişte 60-90 km civârında olan bu mesâfe, günümüzde bâzı modellerde 600 km’nin üzerine çıkmıştır. Bu konudaki çalışmalar çok yoğun bir şekilde devâm etmektedir. Gelecekte bu mesâfenin çok daha uzayacağına kesin gözüyle bakılmaktadır. Şu kadar ki, aracın yeni bir doluma ihtiyaç duymadan gidebileceği mesâfe uzadıkça, bataryanın mâliyeti daha da artmaktadır. Bu bataryaların, 5-7 yıl gibi sürelerde değiştirilmesi gerekmekte, bu durum aracın işletim mâliyetini de artırmaktadır. 
 
Yukarıda bahsedilen sebeplerden ötürü, geleceğin teknolojisi olarak görülen alanlardan birisinin batarya üretimi olacağı öngörülmektedir. Hızlı şarj edilebilen, düşük mâliyetli, uzun ömürlü, bakım mâliyeti düşük ve bir dolumla rakiplerine kıyasla daha uzun mesâfelerin kat edilmesine imkân veren bataryaların üretimi konusunda liderliği ele geçiren ülkelerin ve firmaların bu sektörde avantajlı konuma geleceği muhakkaktır. 
 
     
Elektrikli Araçların Avantajlı Yönleri

Elektrikli araçların bahsedilen sorunlarına karşılık, önemli avantajları bulunmaktadır. Bu araçlar, sessiz, sarsıntısız, konforlu bir sürüş sağlar. Motor, şanzıman ve bâzı türlerinde diferansiyel gibi çok sayıda hareketli parçaya sâhip karmaşık, ağır kütleli ve pahalı aksamları bulunmadığından, bakımları kolay ve masrafsızdır. 

Aynı tip araçlarda, birim mesâfede harcanan elektik enerjisinin mâliyeti ülkeden ülkeye değişmekle birlikte (Her ülkede petrol ürünlerinin ve elektriğin nihâî tüketiciye mâliyeti farklı olduğundan, ülke bâzında birebir karşılaştırma yapmak mümkûn olamamaktadır.), yapılan bütün araştırmalar, elektrikli araçların km/enerji giderinin İYM’lu araçlara göre 5 ilâ 10 misli daha avantajlı olduğunu ortaya koymaktadır. Elektrikli araçların en büyük mâliyet kalemlerinden birisi olan ve 5-7 yılda bir yapılması gereken batarya yenileme işlemi, bu avantajı yarı yarıya düşürse de, elektrikli araç kullanımı yine de daha masrafsızdır.

Fosil yakıt ile çalışan içten yanmalı motorlu araçlar, hava kirliliği, küresel ısınma ve gürültü gibi insan ve çevre sağlığını olumsuz etkileyen sorunlarda önemli bir paya sâhip iken, elektrikli araçlar bu konularda tam anlamıyla “çevreci ve sağlıklı” bir ulaşım hizmeti sağlar; havayı kirletmez, gürültü yapmaz ve ısı yaymaz, dolayısıyla küresel ısınmaya sebebiyet vermezler. Tabii, elektriğin hangi kaynaktan üretildiği konusu, bahsedilen yararların mutlak ya da nisbî olması bakımından önemlidir.

Elektrikli araçlar, İYM’lu araçlara göre daha ataktırlar; öyle ki, elektrikli bir TIR’ın 0’dan 100 km sürate çıkma süresi, içten yanmalı motorlu bir otomobilden daha kısa olabilmektedir. Aile arabası olarak bilinen İYM’lu otomobillerde, 0-100 km hızlanma süresi 9-11 sn. civârında iken, Tesla’nın ürettiği elektrikli TIR’ın bu hıza yalnızca 5 saniyede ulaştığı bildirilmektedir. Elektrikli otomobillerin bâzı modellerinde ise, bu süre, muâdili olan İYM’lu araçlardan yarı yarıya daha düşüktür.

     

Elektrikli Araçların Türleri

Elektrikli araçlar, “tamâmen elektrikli”, “hibrit” ve “yakıt pilli” olmak üzere, üç türden oluşmaktadır.

Tamâmen elektrikli araçlarda, hâriçten alınan elektrik bataryada depolanır. Elektrik motoru, bataryadaki elektriği kullanarak aracı hareket ettirir. Bu araçlarda, İYM’lu araçlardan farklı olarak, şanzıman gibi aktarma organlarına ihtiyaç yoktur. Bâzılarında diferansiyele de gerek bulunmamaktadır.

Tamâmen elektrikli araçlarda diferansiyelli sistem

Tamâmen elektrikli araçlarda diferansiyelsiz sistem

Hibrit araçlarda, hem elektrik motoru, hem de içten yanmalı motor vardır. Yol durumu, sürücünün tercihi, aracın yakıt durumu ve enerji ihtiyâcı gibi etkenlere bağlı olarak, araç yalnız elektrik motorunun ya da yalnızca içten yanmalı motorun çalışmasıyla hareket edebileceği gibi, gerektiğinde her iki motor aynı anda da çalışabilir. Bu araçlarda, elektriğin dışarıdan alınıp bataryada depolanması zorunlu değildir. Bu yüzden daha küçük bir batarya yeterlidir. İçten yanmalı motor, gerekli elektriği üretir, bu elektrikle de elektrik motoru çalışır ve aracı hareket ettirir. Araç, frenleme sırasında üretilen rejeneratif frenleme enerjisiyle, ihtiyaç duyduğu enerjinin bir kısmını kendisi üretir. Bu durum, enerji verimliliğimi artırdığından, işletme/enerji giderlerinin bir miktar düşmesine yardımcı olur.

D:\Belgelerim\Taslak Yazılarım\2020.01.03_Yenises_Elektrikli Araç\hibrit-arac-calisma-semasi.png

Hibrit araçlar, hem elektrik motoru ve hem de içten yanmalı motor bulunması sebebiyle, diğer elektrikli araçlara kıyasla, nispeten biraz daha pahalıdır. Bu araçlar, deyim yerinde ise, “geçiş dönemi” araçlarıdır. Yâni, bataryası kısa sürede şarj edilebilen ve bu şarj ile uzun bir mesâfe katedebilen elektrikli araçlar üretilinceye kadar, bu araçlar geçici bir çözüm sağlayacaklardır. Bu araçlar elektriği kendileri ürettiğinden, şarj ve menzil sorunları bulunmamaktadır.

Yakıt pilli araçlarda ise, araçta bulunan ve yakıt pili ya da yakıt hücresi adı verilen bir aksam yardımıyla, herhangi bir enerji kaynağından (benzin, motorin, doğal gaz, LNG gibi fosil yakıtlar, sodyum bor hidrür gibi bor türevleri vs.) önce elektrik üretilir, sonra da bu elektriği kullanan elektrik motoru tarafından araç hareket ettirilir. 

Şekil 1 - Yakıt pili ile çalışan aracın çalışma şeması

Yakıt pilleri, kömür, petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtlar, rafineri ürünleri, amonyak, metanol gibi kimyasal ürünler, biyogaz ve atık materyaller gibi alternatif kaynaklardan bir yakıt dönüştürücü yardımıyla elde edilen hidrojenin veya doğrudan hidrojenin, oksijen ile elektrokimyasal reaksiyona girmesi sonucunda enerji üreten cihazlardır.

Yakıt hücreli elektrikli araçlar (fuel cell electric vehicle, FCEV), tamâmen elektrikli (EA) ve hibrit elektrikli (HEA) araçlara benzer bir hareket sisteminden oluşurlar. Batarya yerine yakıt hücresi kullanırlar. Ancak, güç kesintisini önlemek amacıyla, elektrikli araçlara göre daha küçük boyutta olsa, bir batarya kullanılması gerekmektedir. Yakıt pili ile çalışan araçlar, sessizdir. Zararlı bir egzoz emisyonu olmadan yüksek bir verimle elektrik enerjisi üretebilirler. Bataryalı taşıtlarda karşılaşılan menzil sınırlamaları yoktur.

Yakıt hücresi (yakıt pili), geleceğin teknolojisi olarak değerlendirilmektedir. Hâlihazırda, yakıt hücrelerinin mâliyeti yüksektir. İlerleyen dönemde üretim mâliyeti fosil yakıtlı araçlarla kıyaslanabilir seviyelere indirildiğinde, elektrikli araçların mühim bir kısmının yakıt pilli araçlardan oluşacağı tahmin edilmektedir. Yakıt pillerindeki önemli sorunlardan birisi de yakıt olarak kullanılan hidrojenin depolanması ve güvenliğin sağlanması konusunda yaşanan güçlüklerdir. Ancak, giderek yoğunlaştığı gözlenen bilimsel araştırmalar sonucunda, bu güçlüklerin uzak olmayan bir gelecekte çözüme kavuşturulacağına inanılmaktadır.

     

Elektrikli Araçların Üretim ve Satışı Başdöndürücü Bir Hızla Artmaktadır

Avrupa’da, 2019 yılı itibâriyle, hibrit ve elektrikli otomobillerin satışları 1 milyona dayanmış, pazar payı ise yüzde 6,8’e yükselmiştir.

Norveç hükûmeti, 2025 yılına kadar trafiğe çıkacak bütün yeni arabaların sıfır emisyonlu olmasını istemektedir. Norveç'te çevre dostu otomobillerin toplam satışlar içindeki payı yüzde 52'ye ulaşmıştır. 2025 yılından itibaren bu ülkede fosil yakıtla çalışan otomobil satılamayacaktır.

İngiltere’de, 2040’dan itibaren içten yanmalı motorlu (ICE) binek araçlarının satışı yasaklanacak ve tüketicilere yalnızca hibrit ve elektrikli araç seçenekleri bırakılacaktır..

Bâzı uzmanlar, hibrit ve elektrikli araçların 2030 yılına kadar dünyanın yeni otomobil satışlarının yarısını oluşturacağını öngörmektedirler.

Bloomberg New Energy Finance, 2040 itibariyle elektrikli araçların küresel otomobil filosunun %33’ünü ve yeni otomobil satışlarının %55’ini teşkîl edeceği, dünya çapında yaklaşık 560 milyon aracın yolda olacağı tahmininde bulunmaktadır.

Danimarka, bütün dizel ve benzinli araçların AB çapında 2040'a kadar yasaklanmasını istemektedir.

Fransa'nın Strazburg şehri 2025 yılından itibâren dizel araçları trafikten tamamiyle men etmeye hazırlanmaktadır.

Amerikan otomobil üreticisi Ford yeni nesil elektrikli ve sürücüsüz araç üretimi için ABD'de yaklaşık 900 milyon dolar yeni yatırım yapılacağını bildirmiştir.

Honda, 2021'den itibaren Avrupa'da dizel araç satışlarına son vereceğini açıklamıştır.

Porsche, hibrit modellerine talebin artması ve sürdürülebilirliğe katkı sağlamak için dizel otomobil üretimini durduracağını bildirmiştir.

İsveçli otomobil üreticisi Volvo, sadece içten yanmalı motorla çalışan otomobil üretimine 2019 yılında son vereceğini, yeni modellerinin tamamen ya elektrik motorlu ya da hibrit modellerden oluşacağını kamuoyuna duyurmuştur.

Fabrikalarında hidrojenli forkliftler kullanan, hidrojen yakıtlı kamyonlar üreten ve başta gelen hibrit araç üreticilerinden birisi olan Toyota, dünyanın ilk hidrojenli gemisi Energy Observer’a mâlî destek sağlayacağını açıklamıştır. 2017 yılında Fransa’da suya indirilen Energy Observer, doğaya zarar vermeden enerji üretilmesini ve kullanılmasını amaçlamaktadır.

BNEF Enerji analisti Nathaniel Bullard, elektrikli araçlarda, pillerin, toplam mâliyetin; 2015 yılında ortalama yüzde 57’sini oluşturduğunu, bu oranın 2019’da yüzde 33’e düştüğünü ve 2025’te yüzde 20’ye kadar inmesinin beklendiğini belirtmiştir. 

Batarya mâliyetlerinin düşmesi, satış fiyatını ve bakım-işletim mâliyetini önemli ölçüde düşüreceğinden, elektrikli araçlara olan talebin artmasını sağlayacak etmenlerin başında gelmektedir. Bu yönde çok ciddî çabalar sözkonusudur. Nitekim, İsveçli bilim insanları güneş enerjisini 18 yıl depolayan bir sıvı keşfettiklerini açıklamışlardır. Bu sıvıyla, daha önce yüzde 20'lerde olan güneş enerjisinin kullanım potansiyelinin yüzde 30'a çıkarılması hedeflenmektedir. Sıvının kilogram başına 250 Watt enerji saklayabildiği belirtilmektedir. Bu yoğunluk, Tesla’nın Powerball bataryalarının 2 katına tekabül etmektedir. Bir başka araştırma kuruluşu ise, bor kullanılan yeni bir batarya teknolojisi geliştirildiğini duyurmuştur. Yapılan açıklamaya göre, nano boyutlarda bor nitrür kaplama kullanılarak, lityum iyon bataryalardan 10 kat daha yüksek kapasiteli bir batarya elde edilmiştir.

     

Elektrikli Araçların Tercih Sebepleri

Hâlihazırda elektrikli araçların başta gelen tercih sebebi, insan ve çevre sağlığını tehdit etmeyen bir ulaşım imkânı sağlamalarıdır.

Karbondioksit emisyonlarının yükselmesi ve küresel ısınma gibi çevresel sorunlar giderek ağırlaşmakta, insanlığın geleceğini tehdit eden bir seviyeye yükselmektedir.

Yapılan araştırmalar, atmosfere salınan karbondioksit miktarının 1950’li yıllardan günümüze 7 kattan fazla artış gösterdiğini ortaya koymaktadır.2 Sanayileşme öncesi dönemde (1000-1750) 280 ppm olan atmosferdeki CO2 konsantrasyonu, 2000 yılında 368 ppm seviyesine yükselmiştir ve her yıl % 0,5 oranında artmaktadır. Önlem alınmadığı takdirde, 2100 yılında 540 – 970 ppm seviyesine yükselmesi beklenmektedir.3 Hava kirliliğindeki artış, başta kanser ve solunum yolu rahatsızlıkları olmak üzere, pek çok hastalığın başta gelen sebepleri arasındadır.

Ulaşım sektörü, enerji sektöründen sonra, karbondioksit emisyonlarının artışından en fazla sorumlu olan sektördür. 2007 yılı itibâriyle, emisyonların yaklaşık % 21’i bu sektörden kaynaklanmaktadır.4

Kezâ, dünyâmız, 1960 yılından günümüze 0,6 derece ısınmış durumdadır. Uzmanların yaptığı araştırmalara göre, gerekli önlemler alınmadığı takdirde, ortalama hava sıcaklığının 2100 yılına kadar yaklaşık 4 0C daha yükseleceği tahmin edilmektedir. Bu durum, insanlığın sonunu getirebilecek bir tehlikeye işâret etmektedir; iklimin değişmesi, tarım ve orman alanlarının önemli ölçüde yok olması, su ve gıda kaynaklarının azalması, kıyılarda su seviyelerinin yükselmesi, ülkeler arasında ve ülke içinde bölgeler arasında büyük iç-dış göç hareketlerinin oluşması, su-gıda ve enerji konusundaki küresel çekişmelerin sıcak çatışmalara yol açması gibi riskleri bu meyanda saymak mümkûndür.

 Yapılan araştırmalar, küresel ısınma ile fosil yakıt kullanımı arasında bire bir ilişki olduğunu ortaya koymaktadır. Daha önce de belirtildiği gibi, ulaşım sektörü enerji sektörü ile birlikte fosil yakıt kullanımında ön sıralardadır ve bu yüzden, küresel ısınma konusunda da en sorumlu sektörler arasında kabûl edilmektedir.

Günümüzde insan ve çevre sağlığını tehdit eden bir başka gelişme, gürültü konusudur. Uzmanlar, 65 desibelin üzerindeki seslerin insanlarda fizyolojik ve psikolojik rahatsızlıklara yol açtığını, gürültü seviyesi arttıkça bu riskin de yükseldiğini belirtmektedirler. Ulaşım sektörü, önemli gürültü kaynaklarından birisidir. Bilhassa yoğun trafiğin bulunduğu büyük şehirlerde, onbinlerce aracın aynı anda çalışıyor olmasından kaynaklanan gürültü, ciddî sağlık sorunlarına yol açma potansiyeli oluşturmaktadır.

Büyük şehirlerdeki trafik sıkışıklığı, ulaşım sektöründen kaynaklanan hava kirliliği ve küresel ısınma sorunlarını da artırmaktadır. Zîrâ, fosil yakıt kullanan araçlar, hareketsiz vaziyette çalışırken, düşük ya da çok yüksek hızlarda seyrederken ve şehir içi trafikte sık sık dur-kalk yaptıklarında, havayı daha fazla kirletmekte ve küresel ısınmaya yol açmaktadırlar. 

Elektrikli araçlar, işte bütün bu olumsuzluklar konusunda önemli çözüm imkânı sunmaktadırlar. Elektrikli araçlar, sessiz-gürültüsüz araçlardır, çalışırken çevreye ısı yaymazlar, havayı kirletmezler. Dolayısıyla, çevresel sorunların çözümü konusunda geleceğe dâir yapılan projeksiyonlarda, “toplu taşıma sistemlerinin geliştirilmesi ve elektrikli araçların üretim ve kullanımının yaygınlaştırılması”, üzerinde en fazla durulan konular arasında yer almaktadır.

     

Elektrikli Araçların Gelişmesinin Önündeki Engeller

Elektrikli araçların yaygınlaşması, fosil yakıtlara olan talebi düşürecektir. Hâlen, çıkarılan petrolün yaklaşık % 85’i motorlu taşıtlarda yakıt olarak kullanılmaktadır. Yeryüzünde faâl hâlde bulunan yaklaşık 1,5 milyar civarındaki motorlu kara taşıtı ile deniz ve hava taşıtlarının tamâmına yakını fosil yakıtlarla çalışmaktadır. Dünyâ Motorlu Araç Üreticileri Birliği’nin verilerine göre, mevcut motorlu araçlara her yıl 70 milyon civarında yeni araç katılmaktadır. 2018 yılı itibâriyle yalnızca petrol satışının parasal değeri 1,8 trilyon USD mertebesindedir. Petrolün çıkarılması, taşınması, işlenmesi, dağıtılması, yan ürünlerin işlenmesi ve farklı sektörlere hizmet vermesi, petrol ürünlerinin dağıtımı gibi işkolları da gözönünde bulundurulduğunda, fosil yakıt ekonomisinin, hâlihazırda yaklaşık 80 trilyon USD civarında olan Dünyâ GSYİH içinde kaydadeğer bir pay sâhibi olduğu muhakkaktır.

Elektrikli taşıtların yaygınlaşması sebebiyle fosil yakıtlara olan talebin azalması, bu ürünlerin üretimi, işlenmesi, dağıtımı gibi alanlarda çalışan çok sayıda işletmeyi olumsuz yönde etkileyebileceği gibi, bu işletmelerde çalışan milyonlarca insandan bir kısmının kısa dönemde işsiz kalmasına yol açabilecektir. 

Fosil yakıtlar, aynı zamanda hükûmetler için önemli bir vergi kaynağıdır. Bu sektördeki gerileme, pek çok ülkede vergi gelirlerinin önemli ölçüde düşmesine yol açabileceğinden, Türkiye gibi ülkelerde kamu finansmanı açısından sorun oluşturabilecektir.

Bütün bunlardan daha önemlisi, elektrikli araçlarda kullanılacak elektriğin hangi kaynaktan temin edileceği konusudur. Elektrikli araçların sayısının hızla artması, buna bağlı olarak elektrik talebini de olağanüstü boyutlarda artıracaktır.

Günümüzde, yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen elektrik miktarının artırılması yönünde pek çok ülke hummalı bir çaba içerisindedir. Bununla birlikte, elektrikli araç kullanımının artması sebebiyle elektrik talebinde oluşacak muazzam artışın yalnızca yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanabilmesi, oldukça güç görünmektedir. 

Günümüzde elektrik üretimi, arz ve talep yönünden iki yönlü baskı altındadır. Hâlihazırda küresel elektrik üretiminin % 38’ini karşılayan termik santrallerin, hava kirliliğine ve küresel ısınmaya olan olumsuz katkıları sebebiyle, kapatılmaları yönünde güçlü bir kamuoyu oluşmaktadır. Yeni santrallerin yapımına pek çok ülkede izin verilmemekte, eskiyen santraller kapatılmakta; filtre takılması gibi zorunluluklar mâliyeti artırdığından, giderek kömürden elektrik üretimi câzip olmaktan çıkmaktadır. 

Kezâ, 1980’li yıllarda küresel elektrik üretiminin yaklaşık % 16’sını sağlayan nükleer santraller konusunda da, yaşanan felâketler ve ihtiva ettiği riskler sebebiyle, kapatılması/yenilerinin yapılmaması yönünde güçlü bir kamuoyu oluşmuş durumdadır. Bu sebeple, 2018 yılı itibariyle nükleer enerjinin payı yarı yarıya azalmış durumdadır, eğilim hızla azalma yönündedir.

Hâlén, küresel elektrik üretiminin % 23’ü doğal gazdan, % 11’i ise yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilmektedir.5 Muhtemeldir ki, elektrik üretiminde talepteki artış ile termik ve nükleer santrallerin payının düşmesinden kaynaklanan üretim açığı, bu iki kaynaktan sağlanmaya çalışılacaktır. 

Doğal gaz, temiz bir enerji kaynağı olmakla birlikte, küresel ısınma konusundaki olumsuz katkısı sebebiyle, elektrik talebindeki artışın doğal gazdan karşılanması durumunda, elektrikli araç kullanımının artmasından umulan faydanın elde edilebilmesi güçleşecektir.

Elektrikli araç üretimindeki artışın önündeki bir başka engel de, motorlu araç üreten firmaların karşı karşıya kaldıkları güçlüklerdir. Teknolojideki “keskin dönüşüm” zamanları, mevcut üreticiler için dâima yüksek risk taşıyan ve mâliyetleri artıran bir unsur olmuştur. Bunun en somut örnekleri, son 5-10 yıl içinde elektrik-elektronik ve iletişim sektörlerinde yaşanmıştır. Dijital teknoloji ve akıllı telefonlardaki hızlı gelişmeye ayak uyduramayan geçmişin pek çok ünlü-büyük firması, ya rekabette geri kalmış (Sony, Toshiba, Motorola, Ericson, Nokia, Kodak gibi), yâhut da küçülmüş veyâ faâliyetine son vermiştir. Şiddetli bir rekâbet altında faâliyet göstermekte olan otomotiv üreticileri de, şu an, büyük bir ikilemle karşı karşıya bulunmaktadırlar. Bir yanda, rakiplerinden geri kalmamak için, hâlihazırda üretmekte oldukları fosil yakıtlarla çalışan içten yanmalı motor kullanan araçlar için yeni yatırımlar yapmak durumundadırlar (Oysa ki, bu yatırımların kısa bir müddet sonra “gereksiz” hâle gelmesi ihtimal dâhilindedir.); Öte yandan, elektrikli araçlar konusunda bilhassa da batarya ve yakıt pili üretimi/geliştirilmesi konusunda muazzam yatırımlar yapmaları gerekmektedir. Fakat, bu yatırımların geri dönüşünün ne zaman olacağı belirsizdir. Bu durum, sözkonusu kuruluşları tereddüde düşürmekte, ikilemde kalmalarına yol açmaktadır. Nitekim, son yıllarda pek çok devâsa otomotiv firmasının rekabete ayak uydurmakta zorlanmaları sebebiyle el değiştirdiği görülmektedir. Bu durum, yaşanabilecek küresel çapta bir dengesizliğin önüne geçmek için, hükûmetleri, elektrikli araçların desteklenmesi konusunda daha mutedil davranamaya sevkedebilecektir.

Bu konuda gözönünde bulundurulması gereken bir diğer önemli husus da şudur; fosil yakıt üreticisi ülkelerin pek çoğu, gelişmiş ülkelere yalnızca enerji tedârik etmekle kalmamakta, aynı zamanda bu kaynakların satışından elde ettikleri muazzam gelirleri, daha önce petrol ve doğal gaz ihraç ettikleri ülkelerden ithalât yapmak sûretiyle, tekrar sözkonusu ülkelerin ekonomilerine iâde etmektedirler. Bu döngünün sonunda, gelişmiş ülkeler, hem enerji ihtiyaçlarını karşılamakta, hem de ürettikleri ürünleri pazarlayabilecekleri “yüksek alım gücüne sâhip” pazarlara sâhip olmaktadırlar. Üstelik bu ülkeler, ekonomileri için rakip olma potansiyeli de en azından şu an için taşımamaktadır. Fosil yakıtlara talebin azalması durumunda, başka herhangi bir gelirleri bulunmayan petrol üreticisi ülkelerin ekonomilerinde oluşabilecek bir dengesizlik, zincirleme etki yapmak sûretiyle, gelişmiş ülkelerin ekonomilerinde de istikrarsızlığa yol açabilecektir. Böyle bir gelişmenin istenmeyeceği, her türlü izahtan varestedir.

Belirtilen sebeplerle, şu anda pek çok ülkede deyim yerinde ise bir furyaya dönüşmüş olan “elektrikli araç üretim ve tüketiminin desteklenmesi” yönündeki eğilimin, bilhassa elektrik talebinde oluşan artışın büyük ölçüde “çevreci” kaynaklardan karşılanması imkânlarındaki kısıtlılıkla bağlantılı olarak, bir müddet sonra tavsaması sözkonusu olabilecek, hattâ tıpkı, günümüzde fosil yakıtlarla çalışan araçlarda olduğu gibi talebi kısmaya yönelik tedbirlerin yeniden uygulamaya konulması mevzubahis olabilecektir.

     

Geleceğin Teknolojileri: Hidrojen Enerjisi ve Yakıt Pilleri

Elektrikli araçların üretim ve tüketiminden beklenen faydanın elde edilebilmesi için, sözkonusu araçların yayınlaşması sonucunda elektrik talebinde oluşacak muazzam artışın “temiz” enerji kaynaklarından karşılanması bir zorunluluktur.

Hâlihazırda, doğal gaz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının dışında, ama onlarla da bağlantılı olarak, hidrojen enerjisi, gelecekte dünyânın enerji sorununun çözümü konusunda büyük imkânlar sunmaktadır.

Hidrojen dünyada en çok bulunan elemanlardan biridir. Çok çeşitli kaynaklardan (su, kömür, doğal gaz, benzin, yenilenebilir enerji kaynakları, yeşil yosunlar vb), farklı yöntemler kullanılarak elde edilebilmektedir. Yenilenebilir nitelikte olduğundan ve kullanımı sonrasında herhangi bir zararlı atık oluşmadığından, en temiz/çevreci yakıtlardan birisi olarak kabûl edilmektedir. Uygun şartlar sağlandığında, gaz hâlinde, sıvı hâlinde veya bir kimyasal bileşik içinde depolanabileceği gibi, tanker ve boru hatlarıyla da sevk edilebilen bir yakıttır. Yakma yöntemi kullanılarak, fosil yakıtlarla çalışan içten yanmalı motorların hidrojen ile çalışması mümkûn olabilmektedir. Buna mukabil, daha verimli ve sıfır emisyonlu olması sebebiyle, yakıt pili kullanılarak elde edilme yöntemi daha çok tercih edilmekte ve araştırmalar daha çok bu konu üzerine yoğunlaşmaktadır.

Hidrojen, fosil yakıtlara olan bağımlılığın ortadan kaldırılabilmesine imkân vermektedir. Hidrojen üretimi ve elektrik enerjisine dönüştürülmesi konusundaki mâliyet, depolama gibi sorunlar çözüme kavuşturuluncaya kadar, “enerji verimliliğinin artırılması” ve “hava kirliliği ile küresel ısınmanın önlenmesi” gibi çevresel sorunların azaltılması amacıyla, fosil yakıtlarla birlikte kullanılması da mümkûndür.

Yenilenebilir enerji kaynaklarından (hidroelektrik, güneş ve rüzgâr santralleri vs.) hidrojen üretilebilmektedir. Üretilen hidrojen depolanmakta ve sonra tüketime bağlı olarak elektrik üretilmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının tabiat şartlarına bağlı olması ve çoğu zaman arz-talep dengesinin sağlanmasında güçlük çekilmesi sebebiyle (Meselâ, tüketimin yoğun olduğu saatlerde güneş ya da rüzgârın olmaması gibi), bu yöntem, sözkonusu kaynakların daha verimli kullanılmasına imkân sağlamaktadır.

Hidrojenin, yakıt pili kullanılarak, araçlar üzerinde üretilmesi için, “bor”dan üretilen Sodyum Borhidrür (NaBH4) kullanılır. Bu sistemde, sodyum bor hidrürün suyla karıştırılması sonucu elde edilen sıvı, “yakıt” olarak kullanılmaktadır. Dünyâ bor rezervinin yaklaşık % 70’i ülkemizde bulunduğundan, bu yöntemin gelişmesi ve yaygınlaşması ülkemiz bakımından büyük önem taşımaktadır.

Bu konuda, şu hususun aslâ gözardı edilmemesi gerekmektedir. Önümüzdeki dönemde, elektrikli araçların üretim ve tüketimindeki artış sebebiyle fosil yakıtlara olan talebin düşmesi, petrol ve doğal gaz ihraç eden ülkelerin ve buna bağlı olarak da gelişmiş ülkelerin ekonomilerinde istikrasızlığa yol açabileceğinden, bunun önüne geçmek amacıyla, gelecek dönemde hidrojenin fosil yakıtlardan bilhassa da, doğal gazdan üretilmesine yönelik çalışmaların ağırlık kazanması muhtemeldir. Bu eğilim, ülkemizin çıkarına değildir. Son zamanlarda, zengin doğal gaz yataklarına sâhip olduğu anlaşılan Doğu Akdeniz konusunda yaşanan ve ileride sıcak çatışmaya dönüşebilme istidadı da taşıyan küresel çekişmelerin bu zâviyeden de değerlendirilmesinde yarar görüyoruz. 

Sonuç itibâriyle, hidrojenden elektrik elde edilmesi konusunda, üretim, mâliyet, boyut, ağırlık, depolama, dağıtım, güvenlik, üretiminde kullanılacak yöntem ve teknolojiler gibi konulardaki sorunlar çözüme kavuşturulabildiği takdirde, günümüzde “fosil yakıt kullanımından” ve fosil yakıtlı araçların yerine ikâme edilmek istenen elektrikli araçlar sebebiyle “elektrik talebinde oluşması muhtemel görünen muazzam artıştan” kaynaklanabilecek sorunlar çözüme kavuşturulabilecektir. Hidrojenin “bor”dan elde edilmesi durumunda ise, dünyâ BOR rezervinin önemli bir kısmına sâhip bulunan ülkemizin “dünyânın önemli enerji tedârikçilerinden birisi” konumuna gelmesi, yeni istihdam alanlarının açılması, yaşanan iktisâdî krizlerin önemli sebepleri arasında yer alan dış ödemeler konusunda dengenin tesis edilmesi imkân dâhiline girecektir. Aynı zamanda istikrarlı bir büyümenin, istihdam ve refah artışının sağlanması da kabil olabilecektir.

Belirtilen sebeplerle, ülkemiz için, “bor”dan avantajlı mâliyetlerle hidrojen üretilmesi ve yakıt pillerinin diğer yöntemlere kıyasla avantajlı mâliyetlerle elektrik üretimine imkân verecek şekilde geliştirilmesi konusunda yapılan çalışmaların artırılması, ülkemiz için büyük önem taşımaktadır. Bu hususlar, Türkiye’nin geleceğe ilişkin stratejilerinin ilk maddeleri arasında yer almak durumundadır.

Dipnotlar
 
1 TÜLOMSAŞ Başmüfettişi,
2 https://ourworldindata.org/grapher/annual-co-emissions-by-region; Erişim: 30.12.2019
3 Cem SORUŞBAY, Küresel İklim Değişikliğinde Ulaştırma Sektörünün Rolü ve Türkiye’deki Durumun Değerlendirilmesi, https://web.itu.edu.tr/sorusbay/EGE/EGE_FILES/CO2.pdf; Erişim: 28.12.2019
4 National Atmospheric Emissions Inventory (IPCC categories) 2007; A Carbon Reduction Strategy for Transport; “Low Carbon Transport: A Greener Future”, http://www.dft.gov.uk/pgr/sustainable/carbonreduction/low-carbon.pdf; Erişim: 29.12.2019
5 BP Statistical Review of World Energy - 2019
 

Bu kategorideki Makalelerden