Makale

Elektrik alt yapısı ve elektrikli şarj

AA

Elektrikli araçları fosil tabanlı kaynaklarla mı şarj edeceğiz?

02-04 Mayıs 2018 tarihleri arasında İstanbul Fuar Merkezi (İFM) ‘de gerçekleştirilen 24. Uluslararası Enerji ve Çevre Fuarı ve Konferansında (ICCI 2018) , Mimar ve Mühendisler Grubu (MMG) özel oturumunda, moderatörlüğünü Mimar ve Mühendisler Grubunun (MMG) Genel Başkanı Osman Balta’nın yaptığı oturumda konuşmacılar; İstanbul Enerji A.Ş Genel Müdürü Fatih Saltabaş, Gen Otomobil Kurucusu Dr. Gürsel Güzel, Yıldız Teknik Üniversitesi Öğretim Üyesi Doç. Dr. Ozan Erdinç ile birlikte ben katıldım. Özel oturum için hazırlamış olduğum sunum ile katkıda bulunduğum panelde, fosil yakıtların yakın zamanda geleceği, yenilenebilir enerji kaynakları ve Türkiye’nin potansiyeli, yeni nesil elektrikli araçların dünyadaki hızlı gelişimi ve ülkemizdeki yansımaları ile birlikte elektrikli araçların özü olan bataryaların hammaddesi olan Lityum kaynaklarının dünyada ki rezervlerinin son durumu ve  gelişimi, maliyetleri ve ülkemizdeki geleceğini konuşmacılar ile detaylıca konuştuk.

Öncellikle yaptığım sunumda, Fosil yakıtların sanayi devriminden bu yana zamansal gelişimi ve geleceği, yenilenebilir enerji kaynakları yatırımlarının dünyadaki ve ülkemizdeki kilometre taşlarını konuştum.

Sonrasında ise, 2008-2015 yılları arasında dünyada ve ülkemizde, yenilenebilir enerji yatırım maliyetlerinin gelişimi ile ilgili sunumum vardı.

2008-2015 yılları arasında, yenilenebilir enerji kaynaklarının yatırım maliyetlerine bakıldığında,  güneş enerji santrallerinde yatırım maliyetleri yaklaşık yüzde 54’lük düşüş yaşanmış ve yine bu yıllar arasında rüzgar enerji santrallerinde yaklaşık yüzde 41’lik, batarya teknolojilerinde ise yaklaşık yüzde 73’lük, led ışık teknolojilerinde ise yaklaşık yüzde 94’lük yatırım maliyetlerinde düşüş yaşanmıştır.

Dünya çapında elektrik üretimi, artan yoğun talebi karşılamak için 1980’li yıllardan itibaren 2 katına çıktı. 2017 yılı ile 2030 arasında artan elektrik talebini karşılamak için yapılacak enerji yatırımın miktarı 14 trilyon dolar civarında olacaktır. Stanford üniversitesinden Marc Jacopson, öncülüğünde yapılan ve geçen hafta yayınlanan bir araştırmaya göre, dünya üzerindeki 200 ülkeden 139’unda, 2050 yılına kadar rüzgar, güneş ve hidroelektrik gibi yenilenebilir kaynaklardan yapılan üretim, ülkelerin toplam üretiminin büyük çoğunluğunu karşılayacaktır.

Jacopson ve arkadaşları, enerji yatırımlarının karşılanabilmesi için dünyanın 2050 yılına kadar 125 trilyon dolar harcaması gerektiğini hesaplamışlardır. Elektrik kaynağının yenilenebilir enerji kaynağı olması dünyada, yaklaşık 25 milyon kişiyi işsiz bırakacak ama yapılacak yeni yatırımlar ile birlikte  yaklaşık 50 milyon kişiye yeni iş kaynağı sağlamış olacaktır.

Dünyamızda enerji alt yapısının değiştirecek bataryalar,

Önümüzdeki yıllarda var olan sistemleri altüst edecek, bakış açılarını değiştirecek, klasik üretim ve tüketim noktasına taşıyan enerji tedarik zinciri metotları dışında, hem ülke enerji politikalarını değiştirecek hem de yatırımların yönünü değiştirecek ve uluslararası politikaları etkileyecek olan bataryalar, yani üretilen enerjiyi depolayabilecek olan piller hayatımıza girmeye ve işleri kolaylaştırmaya başladı bile.

Tesla’nın CEO’su Elon Musk’ın sözleriyle ‘’dünyanın enerji altyapısını değiştirmeyi’’ hedefleyen piller.

Rüzgar ve güneş enerji kaynağı olarak baktığımızda, fosil yakıtlar gibi tükenme problemi olmayan sınırsız birer tabii kaynak olarak gözükmekte olduğunu düşünebiliriz ama dikkatli olarak baktığımızda ise meteorolojik şartların değişiklik göstermesi ile birlikte bu kaynaklardan üretilen enerji kararsız bir üretim grafiği ortaya çıkarmaktadır.

Elektrikli araçlarda Lityum bataryalara geçiş,

Elektrikli araçların yaygınlaşmasında bana göre en önemli kısımı bataryalardır. Elektrikli arabaya doğru hızlı yöneliş, batarya teknolojisinde büyük ilerlemeyi gerektirmektedir. Temel kurşun asitli pilin geçmişi 19.yy’ın ikinci yarısına kadar uzanmaktadır.  Periyodik tabloda en hafif metal olan lityumun yeni bir şarj edilebilir bataryalara zemin oluşturabileceğini saptadılar. Lityum çok yüksek seviyede elektro kimyasal madde içermektedir ve bu sayede çok daha yüksek enerji depolamaktadır. Lityum periyodik tablodaki en hafif metaldir. Özellikle elektrikli araçlarda batarya setinin olabileceği kadar hafif olması önemlidir. 1991 yılında lityum iyon pilleri tüketici elektroniğine girmeye başladı. Bu daha küçük ve etkin piller dizüstü bilgisayarların daha hızlı ve her şarjda daha uzun süreli çalışmasını sağladı. Ve lityum piller başka bir alanda daha kullanılmaya başladı ve cep telefonlarında kullanılarak cep telefonlarının boyutunda küçülme olanağı sundu. Lityum pillerin artan yoğunluğu ve fiyatlarının ucuzlamasıyla  birlikte, elektrikli arabalar için daha iyi bir gelecek vaat eden ve rekabet gücü daha yüksek – gerek ilk hibrid araçlarda kullanılan nikel, metal (NİMH) bataryalardan, gerekse bugün arabalarda kullanılan kurşun asitli bataryalardan daha iyi – bir batarya yapılabilir noktaya gelinmiş oldu.

2001 yılında lityum, sanayide birçok alanda (seramik, alüminyum, kauçuk, motor yağı…) kullanılmakta sadece yüzde 5’lik kısmı batarya teknolojisinde kullanılmakta idi. 2015 yılında ise lityum, bataryalarda kullanım miktarı yüzde 30’ları geçmektedir. 2025 yılına gelindiğinde bataryalarda Lityum kullanım oranı yüzde 70’leri aşacağını ummaktayım.

Lityum batarya talebine bakıldığında 2 temel alanda yoğunlaştığı görülmektedir.

Enerji depolama; Lityum temelli batarya teknolojileri ile enerjiyi depolama teknolojisi ile birlikte yenilenebilir enerji yatırımlarında ciddi yatırım artışı sağlamıştır. (2017 yılı için GES yatırımları yüzde 40, RES yatırımları yüzde 15)

Elektrikli Araçlar; Lityum temelli batarya teknolojileri ile elektrikli araç satışları hızlı bir şekilde artış sağlanmıştır.

Elektrikli arabayı ilerletme çabalarında, çoğu Kaliforniya’da yer alan mucitler, girişimciler ve küçük elektrikli araba tutkunu bir grup vardı. Bunlar geliştirecekleri araça, alternatif akım fikrini bulan eksantrik dâhiye atfen Tesla ismin koydular. Tesla’nın yapımı hiç kolay görünmüyordu. Kullanıma hazır yedi bin adet lityum-iyon dizüstü bilgisayar pilini eriterek devasa bir batarya haline getirilmesi gerekiyordu. Bu yeni arabanın mühendislik ve tasarım sorunları muazzam boyutlardaydı ve arka arkaya hızlıca bir çok kilometre taşları geçiliyordu. Tesla 2008 yılında piyasaya çıktı ve dört saniyede  96 km çıkıyordu. Başlangıç fiyatı ise 110 bin dolar civarında idi. En önemlisi ise 110 Voltta arabayı şarj etmek 32 saat sürüyordu. 220 V ise bir düzenekle bu 4,5 saate iniyordu. Oysa hızlı şarj her zaman vaat edilen özelliklerden biriydi. Tesla nihai ticari geleceği belli değilse de, kayda değer bir iş başardığı kesindi. Ancak batarya denklemin sadece bir yarısı; öteki yarısı ise şarj konusu. Elektriğin araca güvenilir, hızlı ve uygun güvenlikle yüklenmesi, yani araçların benzin dolum süresi kadar zamanda şarj edilmeleri olmazsa olmaz nihai hedeftir.

Elektrikli araçların dünyada ki yaygınlığı?

Bugün dünyadaki , elektrikli araçların sayısı toplam araçların içindeki oranı yüzde 1’i oluşturmaktadır. Elektrikli araçlar özellikle Norveç, Finlandiya, Almanya ve Fransa gibi ülkelerde çok yaygın olarak kullanılmakta. Norveç’de elektrikli araç satışı 2016 yılında bir geçen yıla göre yüzde 40 artmış durumda. Almanya’da aynı şekilde elektrikli araçların satışında büyük artış gözlemlenmiştir. Bunun bir nedeni ise Almanya gibi sanayi ülkelerinde bulunan büyük markaların elektrikli araçların üretimine de yer vermiş olmaları. Volkswagen, BMW gibi markalar elektrikli araç üretimlerini hızlandırmakla birlikte teknolojilerini de geliştirerek çok daha uzun menzil kapasitesine sahip araçlar üretmektedir.

Peki, ülkemizde halkımızın elektrikli araçlara genel bakışı nasıl?

Boğaziçi Üniversitesi’nin yakın zamanda yaptığı araştırmada, Türk halkının elektrikli araçlar konusunda oldukça istekli olduğunu ve araç sahibi olan veya önümüzdeki 2 yıl içerisinde araç satın almayı planlayan 600 kişi ile gerçekleştirilen anket sonucunda, halkımızın elektrikli araçlara büyük ilgi duyduğu, ancak yeterli bilgiye sahibi olmamalarının ve elektrikli araçların şarjına yönelik yeterli altyapı bulunmamasının elektrikli araçlarının yaygınlaşmasının önündeki temel engeller olduğu verisine ulaştım. Bir başka deyişle, elektrikli araç satın almayı düşünmeme sebepleri arasında algıya yönelik bariyerler yüzde 47’lik bir oran oluşturuyor. Bu kişilerin yüzde 19 bilgi eksikliği olanlar, yüzde 18 ise “Altyapısı yok” diyenlerden oluşuyor. Dolayısıyla şarj istasyonlarının yaygınlaşması, bu altyapının gelişmesinde kritik önem taşıyor. Türkiye’de 2017 yılı sonu itibariyle yaklaşık 2 bin 500 elektrikli aracın (toplam araç sayısı Mart 2018 yılı itibari ile 22.500.000 ) kullanımda olduğunu biliyoruz. Bugün en lüks araç segmentinden en ekonomik araçlara kadar, tüm otomotiv markalarının elektrikli araçlara yönelik kaçınılmaz çok güçlü bir eğilimi bulunuyor. Tamamen geçişi sağlamasalar bile portföylerinde en az bir temiz araca yer verme gayretleri var. Dolayısıyla hızlı büyümesi beklenen bu endüstride elektrikli araçların kaynağı yenilenebilir enerjiden sağlanırsa, elektrikli araç pazarı gerçek anlamda sürdürülebilir büyüme trendine girecektir.”

Elektrikli araçların yaygınlaşması için teşvik çok önemli;

Elektrikli araçlarla ilgili çıkan en önemli iki sonucun otopark ve elektrikli şarj istasyonlarıdır.

Elektrikli parklar nasıl gelişecek ve elektrikli şarj istasyonları nasıl yaygınlaşacak?

Araç almayı düşünenlerin istasyon yokluğundan yakındığını, istasyon yatırımı yapmayı düşünen yatırımcıların da elektrikli araca talep olmadığını ve bu alanda teşvik mekanizmasının bulunmadığını belirtmektedirler. Bir şekilde iki mekanizmayı da aynı anda ilerletecek bir teşvik mekanizması oluşturmak gerekiyor. Özellikle kamu ve özel sektörün bu alanda bir araya gelmesi, elektrikli araçların yaygınlaşması konusunda büyük fark yaratacaktır. Örneğin İngiltere’de bu teşvik mekanizması doğrultusunda, elektrikli araçların belirli bölgelere ücretsiz girmesi gibi uygulamalarla öncelikli olarak elektrikli araca olan talep artırıldı ve beraberinde şarj istasyonu yatırımı geldi. Bir diğer yöntem de elektrikli araç şarj istasyonları yatırımları için teşvik getirilmesi ve istasyonların gelişmesiyle elektrikli araç sahipliğinin artmasının sağlanması. Dolayısıyla bu alanlarda teşvik mekanizması geliştirmek, temiz araç kullanımı konusunda kilit öneme sahiptir.

Sektör temsilcileri ve akademisyenlerle yapılan derinlemesine analiz çalışmalarına göre, 2022 yılında ülkemizde 140 bin elektrikli aracın ve 14 bin ticari ve 70 bin ev tipi şarj ünitesinin aktif olarak kullanımda olması bekleniyor.

Ömür boyu dolu bir depo

Şimdi biraz beyin jimnastiği yapalım. Evinizin çatısında solar panelleriniz veya solar çatı kiremitleriniz var. Gündüz güneşten aldığı enerjiyi, elektrik enerjisine çeviriyor. Bu panellere bağlı bir de elektrik depolama sisteminiz var. Belki garaj duvarında 10kWh’lık bir Powerwall veya daha ucuz olsun derseniz deponuzda paralel bağlanmış çıkma aküleriniz var. Elde edilen tüm elektrik enerjisini bu akülere depoluyorsunuz. Ve akşam eve geldiğinizde bu enerjiyi aracınıza aktarıyorsunuz. Belki 10 yıl sonra tüm sistem kendini amorti ediyor ve bir 50 yıl elektrik faturası diye bir şey karşınıza çıkmıyor. Elbette geliştirilme aşamasında olan bir teknolojiden bahsediyoruz. Bu teknolojinin amacı şarj kolaylığı ve pratikliği sağlamak. Her gün aracınızı bir kabloyla bağlamak zorunda değilsiniz. Akşamdan yaptığınız park ile sabah şarjınız hazır hale geliyor. Belki de bu yöntemle bir daha benzin istasyonuna uğramak zorunda bile kalmayacaksınız. Veya benzin istasyonları kablosuz şarj alanı olarak dönüşüm geçirecek.

 



Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Etiketler: #
Son güncelleme: 10:19 31 Mayıs 2018