Elektrikli Araçlar ve Depolama

Dünya nüfusu ve buna bağlı olarak enerji ihtiyacını günden güne artırmaktadır. Günümüzde dünya üzerinde kullanılan enerji büyük oranda fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Bu kaynaklarının bir gün bir gün biteceği bilinci ile temiz, doğal ve sürdürülebilir enerji elde etme arayışı artmaktadır. Fosil yakıtların en çok kullanıldığı sektörlerden biri ulaşım sektörüdür. Dünya üzerindeki taşımanın büyük bölümü kara araçları ile sağlanmaktadır.

Trafiğe çıkan araç sayısındaki sürekli ve bunun büyük oranda İçten yanmalı motorlara sahip kara taşıtı olması çevreye salınan zararlı ve zehirli gaz miktarlarını da artırmıştır. Bu durum çevreye olumsuz etkisi de tartışılmazdır. Nasıl ki enerji ihtiyacı yenilenebilir enerji kaynakları alternatif olarak kullanımı yaygınlaşırken , ulaşım sektöründe de benzer etkiyi içten yanmalı motorların yerine alternatif olarak düşünülen elektrikli araçların kullanımı almaktadır. Elektrikli taşıtların yaygınlaşması ,karbon emisyonlarını ve genel hava kirliliğini azaltmak için oldukça önemlidir. Dünya üzerindeki petrol tüketiminin %49.3’ünü (IEA) karayolu ulaşımı oluşturmaktadır. Genel ulaşım sektörü (karayolu, demiryolu, hava ve deniz), 2016 yılında küresel karbon emisyonlarının %24’ten fazlasına sebebiyet vermiştir (IEA).

Elektrikli araç çalışmalarının geçmişi 1800’lü yılların ortalarına kadar uzanmaktadır. Elektrikli araçların uzun zamandır hayatımızda olmasına rağmen son yıllardaki elektrikli araç üretim ve satışlarında artışta çevreci bakış açısının günden güne artması ve daha geniş kitleler tarafından kabul görmesi önemli bir unsur olarak karşımıza çıkmaktadır. Elektrikli araçların sahip olduğu temel parçalar enerji depolama için batarya, elektrik motoru, mekanik iletim ve güç kontrol sistemleridir. Çevresel avantajlarına rağmen, ilk alış maliyetlerinin yüksek olması, menzillerinin kısa olması , şarj istasyon altyapısı dezavantajları olarak sıralanabilir

Kurşun asit bataryalar araçların elektrik ihtiyacını gidermede yıllarca kullanılmıştır ancak elektrikli araçlarda daha güçlü bataryalara ihtiyaç duyulmuş farklı kimyalar denenmiş ve denenmektedir. Bataryanın yeterli sürüş mesafesine uygun enerji yoğunluğuna sahip olması gerekmektedir. Hali hazırda kullanılan lityum pil teknolojileri sektörde önce çıktığı söylenebilir. Lityum bazlı bataryalarda kobalt, nikel, grafit, manganez gibi bileşenlerdir. Lityum bataryalarla diğer yakıt tipleri arasındaki temel fark enerji yoğunluğudur. Benzine, hidrojene göre düşük olan enerji yoğunlukları nedeniyle bu bataryaların tren, uçak gibi araçlarda yaygınlaşmasını öngörmek mümkün değildir. Enerjiyi daha iyi depolayan piller geliştirildiğinde bu sorun ortadan kalkacaktır.

Bir elektrikli aracın maliyetinin, tercih edilme nedenlerinin birçoğu ve direk veya dolaylı olarak araçların bataryaları ilişkilidir. ( pil ömrü, bir şarj ile ne kadar gidebildiği, şarj süresi, şarj istasyonlarını yakınlığı, şarj maliyetleri gibi ) . Elektrikli araçlarda ana enerji kaynağı olarak kullanılan yüksek enerji yoğunluklu bataryaların performansları, yalnızca batarya hücrelerinin tasarımına bağlı değildir. Aynı zamanda bataryanın nasıl kullanıldığına ve şarj edildiği ile de ilgilidir. Bataryalar verimsiz, bataryanın performansını ve ömrünü azaltan şarj cihazlarıyla şarj edilmemelidir.

Elektrikli araçların geleceği:
• Hız ve menzillerinin artması
• Araç maliyetlerinin düşmesi
• Şarj istasyonlarının yaygınlaşması
• Şarj sürelerinin kısalması
• Model çeşidinin artması
• Yeni batarya teknolojileri
• Depolama aracı olabilmeleri
• Yeni iş modelleri, katma değerli hizmetlerdedir.

Yeni iş modelleri modellerinde belirli konular öne çıkmaktadır.

Elektrikli araçlarda kullanılan bataryalar araçlardaki ömürlerini tamamladığında halen sabit enerji depolama uygulamalarında kullanılabilir . Çıkan bataryaların hücrelerinin gözden geçirilip yeniden paketlenmesine yönelik tesisler özellikle Çin’de yaygınlaşmaya başlamıştır. Öte yandan elektrikli araçların sayısındaki artış çevresel birçok avantajı getirirken ancak aynı zamanda genel elektrik talebini de artıracaktır. Eğer bu artış özellikle yoğun elektrik tüketimi zamanlarında akıllıca yönetilmezse, şebeke ve sistem üzerinde kritik baskılar oluşturacaktır.

Elektrikli araçları çevreci ulaşım araçları olarak düşünmeye alışkınız. Temiz enerji depolama birimleri olarak da düşünebilir miyiz ? Park edilmiş elektrikli araçların bataryalarındaki elektriğin yerel elektrik şebekeleri tarafından güç deposu olarak kullanılabilmesi için araçtan şebekeye aktarım (V2G) teknolojisi konuşulmaktadır.

Mevcut şebeke altyapısını etkilemeden elektrikli araçların sayısını artıracak ve yenilenebilir enerji entegrasyonunu/kullanımını üst düzeye çıkaracak iş ve hizmet modelleri elektrikli araçların cazibesini arttıracaktır.

Elektrifikasyonun en kritik noktalarından birisi filolar da dahil olmak üzere orta ve ağır hizmet araçlarıdır. Tarihsel olarak en yüksek karbonu yayan bu araçların elektrikli hale gelmesi, büyük miktarda elektrik enerjisini gerektirecek ve şarj hususunda ek zorluklar getirecektir. Öte yandan elektrikli bisiklet, scooter, moped gibi uygulamalar elektrikli otomobillerden daha hızla yaygınlaşıyor ve bunların çevresel etkileri yadsınamaz.

Elektrikli araçların satışlarının artması temelde verilen teşvikler ile araç fiyatlarının düşmesine ve daha cazip hale getirilmesine, şarj istasyonu alt yapısının ve batarya teknolojilerinin gelişmesine,maliyet düşüşlerine ve şarj sürelerinin kısalmasına bağlıdır. Devlet teşvikleriyle elektrikli araçların yaygınlaşmasını sağlamak için devletlerin teşviği en önemli unsur olarak etkisini sürdürecektir.