Günümüzde sık sık reklamlarını gördüğümüz, gürültüye ve egzoz dumanına boğulmuş caddelerin yerini sessiz ve tasarımlarıyla dikkat çeken elektrikli otomobillerin aldığı bu yeni dünyada, araçların gelişimleri sizce birkaç yıla mı dayanıyor? Şu an popüler bir kitleye sahip olan Tesla firmasından önce bu otomobiller için AR-GE girişimleri yapılmamış mıydı? Nasıl oldu da bu araçlar birden popülarite kazanmayı başardı?
Sanılanın aksine fosil yakıtlı otomobiller ile elektrikli otomobillerin mücadelesi yüzyıllar önceye dayanıyor. Günümüzde büyük bir popülariteye sahip bu otomobiller 1800’lerin ortasında geliştirilmiş, 1900 yılında Amerika’da satışa sunulmuş fakat otomobil piyasasına tutunamamıştır. Bunlara neden olarak kurşun asitli akülerin pahalılığı veya şehirler arasında elektrik şebekelerinin yaygın olmamasını gösterebiliriz.
Peki bu durumdan kimler faydalanıyor?
Elektrikli otomobillere engel olan asıl etken ise fosil yakıta yatırım yapmış olan ABD’deki içten yanmalı motor lobicileridir. Bu lobicilerin gücü o kadar fazlaydı ki elektrikli otomobil üreticileri baskıya dayanamayıp araçlarını toplayarak hurdalıkta imha etmek zorunda kaldılar. Bu araçlar arasında imhadan kurtulan tek araçsa General Motors’ un ürettiği EV1 isimli araç. Kendisi şu anda Amerika Tarihi Müzesinde sergileniyor.
Nasıl bu kadar popüler oldu?
Aklımıza ister istemez bazı sorular geliyor. Bu kadar geçmişi olan ve üzerlerinde birçok çalışma yapılmış bu otomobillere ne oldu da Elon Musk ve Tesla çılgınlığı ile birlikte tekrardan popülarite sahibi oldu?
Elektrikli araçların bu kadar popüler olmasında büyük bir rolü olan Tesla şirketi, büyük bir risk alarak elektrikli otomobillere çok büyük yatırımlar yapmaya hazırlanıyordu. Bu yatırım aslında üç aşamadan oluşacaktı.
Strateji
- Tasarımı güzel ve havalı bir spor otomobil üret
- Buradan elde edilen gelir ile daha ucuz fakat üst segment bir otomobil üret
- Buradan elde edilen gelir ile herkes tarafından satın alınabilecek bir otomobil üret
Maliyet Sorunsalı
Bulunduğumuz dönemde, caddelerde yavaş yavaş elektrikli araçların çoğalması ve hükumetlerin elektrikli araçlara olan yönelimlerinin artması sizce de Tesla şirketinin başarısını göstermez mi? 2003 yılında çalışmalara başlayan bu firma, birkaç kez iflas noktasına geldi. Ancak, Elon Musk’ın CEO olması ile birlikte şirket iki nokta üzerinde durmaya başlamıştı. Hız ve maliyet. Elektrik motorunun sürtünmesi minimum olduğu için 1.9 saniyede 0-100 km değeri aslında bir elektrikli araç üreticisine göre ulaşılması kolay ve reklamı yapılabilecek bir değerdi. Artık tek bir sorun kalmıştı, o da maliyet konusuydu. Bir elektrikli otomobile ödenen ücretin yarısından fazlası aslında kullanılan bataryaya ödenmektedir. Lityum pillerin pahalı olması Elon Musk’ı biraz düşündürmüş olsa ki, Tesla firması ABD, Çin ve Almanya’da pil üretimi yapmak için Gigafactory adında devasa pil üretim fabrikaları kurmuştur. 2019 yılında 367.500 adet elektrikli otomobil satan Tesla aslında hedeflerine ulaşmış, büyük bir başarıya imza atmış ve otomobil tarihine adını yazdırmıştır.
Önünüze iki adet otomobil konulduğunu hayal edin. Birisi aldığı enerjiyi %95 verim ile hareket enerjisine dönüştürürken, diğer otomobil %25 verim ile çalışmaktadır. %95 verim ile çalışan motorun elektrikli bir araca, %25 verimlinin ise içten yanmalı bir motora ait olduğunu tahmin etmek zor olmasa gerek. Sizce de bu rakamlar elektrikli otomobillerin ne kadar başarılı olduğunu açıklamaz mı?
Elektrikli Otomobil= %95 Verim+ Sıfır Sürtünme+ Minimal Enerji Kayıpları+ Sessiz Motor+ Ani Hızlanma
AC/DC Çatışması
Elektrikli otomobillerin motorları DC Motor ve AC motor olarak ikiye ayrılmaktadır. Tesla firması AC motor kullanırken, Nissan ve Chevrolet firmaları DC motor kullanmaktadırlar. Aslında her firmanın kendine göre mantıklı bir sebebi var diyebiliriz. DC motor kullanan firmalar basit ve ucuz olmasından dolayı bu yapıyı tercih ederlerken, AC motor kullanan firmalar bu yapıyı daha az ısınması, frenleme sırasında geri enerji kazanımının kolay olması ve motoru sürme açısından daha fazla seçenekleri bulunduğu gerekçeleriyle bu yapıyı tercih ediyorlar.
Enerjinin Korunumu
Frenleme sırasındaki enerji kazanımı: Sistemi basit bir şekilde açıklayacak olursak, normal bir otomobil kullandığınızda hızla giderken aniden fren yaparsanız otomobilin kazandığı kinetik enerji, aniden ısı enerjisine dönüşür ve bu enerji boşa gider. Geri kazanımlı frenlerde, frene basıldığı anda alınan momentum etkisiyle boşa dönen motor istemi, içerideki bir dinamo sayesinde pillerin enerji dolumuna yardımcı olur. Elektrik motorlarındaki mıknatısların kutuplanması nedeni ile frenleme esnasında ani enerji çıkışı tahmin edildiği üzere fazladır ve elektrikli otomobile sahip firmaların bu sistemi kullanması önemli bir yere sahiptir.
Elektrikli araçlar kusursuz mu?
Elektrikli otomobillerin birçok avantajı ve dezavantajı bulunmakta. Bu otomobillerin önündeki en büyük problem menzilleri ve şarj süresi. Elektrikli otomobiller yüksek tork ve yüksek hız ile inanılmaz bir performans sağlamış olsalar da, uzun süre yüksek performansta kullanılmaya elverişli değiller. Uzun süre yüksek performansta kullanılan elektrikli otomobillerin pilleriyse, aşırı ısınmadan dolayı zarar görebiliyor. Bunun örneklerini Formula E yarışlarında görebiliyoruz. Yüksek performans için üretilmiş bu araçlar bile sadece 45 dakika pistte kalabiliyorlar. Nitekim yarışın ortasına gelindiğinde araç değişimi yapmak bir zorunluluk oluyor. Bununla beraber pillerdeki ısınma problemi çözülmüş olsa bile şarj süresi bu araçlar için hala büyük bir sorun.
Zaman Sorunsalı
www.electrifyamerica.com
Günümüzde bile akaryakıt istasyonlarında 3-4 dakika beklediğimiz zamanlar olurken, elektrikli şarj istasyonlarında 30dk sıra bekleme süresi insanın gözünü bir hayli korkutur durumda. Öte yandan dünya genelinde uygulanan sıkı emisyon kuralları nedeniyle içten yanmalı motorların geliştirilme ve satış maliyetleri git gide artıyor. Hatta karbon salınım oranını belirli bir düzeyde tutamamış firmalar, başka firmalardan karbon kredisi alır duruma geldiler. Tesla’nın karbon kredilerini satarak 1.7 milyar dolardan fazla gelir elde ettiğinden bahsetmeme gerek bile yok.
Çevreci mi?
Elektrikli araçlar çevreci olsa da, bu araçların üretimleri sırasında çevreye zarar verildiği söylenmektedir. Aslında bu araçların üretiminden ömürlerinin bitim aşamalarına kadar olan süreci ele aldığımızda bu araçların ne kadar çevreci olduğunu gözlemleyebilir ve üretim aşamasını tolere edebiliriz değil mi? Sonuçta bu aracın şarj edilebilmesi için fosil yakıt değil elektrik enerjisi kullanılmaktadır. Ancak fosil yakıtlar ile üretilen elektrikle şarj ettiğimiz bu araçlara, çevreci diyebilir miyiz bilemiyorum, orası tartışılır.
Uyum Süreci
Peki bu sektörün yaygınlaşması için neler yapılmalıdır? Elektrikli araçların artması ile birlikte hızlı şarj istasyonu sayılarının artması gerektiğini biliyoruz. Birçok ülkenin elektrik alt yapısının bu yükü kaldırabilecek kapasitede olmadığını da biliyoruz. Dolayısıyla bu sistemin oluşturulması biraz zaman alacaktır. Hızlı şarj istasyon sayıları ve menzil problemi çözüldükten sonra önümüzdeki 20 yıl içinde otomobil sektörünün elektrikli araç sektörüne geçişine tanıklık edeceğiz. Belki geçtiğimiz yıllarda olduğu gibi artık içten yanmalı otomobil lobicileri değil de elektrikli otomobil lobileri oluşacak ve içten yanmalı motorlara tamamıyla veda edeceğiz. Fakat saydığım menzil ve hızlı şarj konuları çözülmez ise bu evrilme süreci biraz daha zorlaşacak gibi görünüyor. Benim fikrim ne mi? Bu kadar verimlilik ile sessiz ve daha hızlı çalışan, araç bakım periyotlarının daha az olduğu, akıllı sistemler ile donatılmış -bir nevi-çevreci uzay mekiklerini kullanarak, gürültüsüz ve egzoz gazlarına boğulmamış şehirlerde uyanmak sizce de mantıklı değil mi?
KAYNAKÇA
- Rudi Volti, Cars and Culture: The Life Story of a Technology (Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press, 2006)
- Greenest Vehicles By Region, www.cmu.edu
- TÜBİTAK, Bilim ve Teknik, Nisan 2020
- “What Is Fast Charging for Electric Cars?” EVGLOBE – Electric Vehicles and Hybrids, https://evglobe.com/what-is-fast-charging-for-electric-cars/. Erişim Tarihi 7 Şubat 2021.