Elektrikli araçlar gün geçtikçe hayatımızda daha fazla yer kaplamaya başladı. Trafikte de varlıkları iyiden iyiye hissedilen yeni nesil elektrikli araçların elektrik sistemi üzerine etkileri nelerdir ve ne kadar hazırız?
Karbon ayak izinin düşürülmesi ve daha yaşanabilir bir dünya için yapılan çalışmaların en iyi sonuçlarından olan elektrikli araçlar Dünyanın her yerinde özellikle Avrupa’da günden güne hızla yayılmakta. Bu yayılmadan tabii ki Türkiye nasibini almakta. Büyük illerimizden başlayarak yayılan elektrikli araç kullanımı yakın zamanda olmasa da uzun vadede içten yanmalı motorlu araçların kullanımını geçmesi tahmin edilmesi zor bir durum değil.
Elektrikli bir araç ile içten yanmalı motoru olan geleneksel bir araç arasında kullanım amacı olarak bir fark yoktur. Amaç belli bir yolcu sayısı veya yükü bir konumdan diğerine taşımaktır. Ancak olaya enerji açısından yaklaşılırsa, kökten farklılıklar söz konusudur. Geleneksel bir aracın enerji depolama sistemi, petrol tankı, alternatör ve yakıt enjektörü ile kontrol edilen egzoz sistemli bir motorun ateşlenmesinde kullanılan 12 voltluk aküden oluşur. Bu sistemin çalışmasında yakıt olarak ham petrol ürünü olan benzin veya dizel kullanılır.
Geleneksel içten yanmalı bir motorun çalışma prensibi tek yönlüdür; bir benzin istasyonundan satın alınan yakıt depoya aktarılır, yakılır ve ardından motor çalışır. Elektrikli araç ise elektrikli bir motora, batarya takımına ve motoru kontrol etmek için AC-DC dönüştürücüsüne sahiptir.
Elektrikli aracın batarya takımı, ev ve işyeri gibi elektriğin mevcut olduğu her yerde şarj edilebilir. Prensip olarak depolanan elektrik aynı amaç için kullanılır. Ancak ihtiyaç halinde, elektrik şebekesine esneklik veya yan hizmetler gibi faydalar sağlamak amacıyla depolanan elektrik şebekeye geri beslenebilir. Böylece temel olarak dağıtık enerji kaynaklarından sağlanan hizmetler yerine getirilebilir.
Elektrikli araç kullanımını mümkün kılan temel unsurlardan en önemlisi şarj altyapısının ulaşılabilirliğidir. Geleneksel bir arabanın deposunu doldurmak birkaç dakika sürerken bir arabayı şarj etmek için gereken süre, şarj teknolojisi ve batarya kapasitesine bağlı olarak birkaç dakikadan saatlere kadar uzanan bir süreyi alabilir. Elektriğin tedarik fiyatı ve sürücü seçeneklerine bağlı olarak gün içerisinde arabanın şarj edileceği zaman dilimi değişecektir.
Elektrik dağıtım şebekeleri, talebin en yüksek olduğu zamana bağlı olarak, topoloji, bina sayısı ve tipi, ısıtma ve soğutma gibi faktörler de dikkate alınarak planlanır. Şu anda Türkiye’de elektrikli araçların şarj edilmesi bağlamında herhangi bir kriter bulunmuyor. Yakın tarihte yerli elektrikli araç üretiminin başlaması söz konusu olduğu takdirde, Türkiye’deki toplam elektrikli araç sayısında artış bekleniyor. Buna bağlı olarak elektrik şebekemiz de planlanıyor mu peki? Pek emin değilim.
Dolayısıyla, dağıtım şebekesinin bunu entegre edebilmesi için ilave şebeke maliyetlerine ve bu maliyetlerin nasıl azaltılabileceğiyle ilgili kaygılar göz önüne alındığında, elektrikli araçların dağıtım şebekesi üzerindeki olası etkilerinin anlaşılması elzemdir ve hızlıca planlaması yapılmalıdır.
Elektrikli araçlar enerji sistemi için pek çok fayda sunmaktadır. İçten yanmalı motorlu geleneksel araçlarla karşılaştırıldığına bir elektrikli araç, aynı yolcu mesafesini gitmek için kullandığı enerji tüketimi bakımından çok daha verimlidir. Elektrik talebinin yenilenebilir bir kaynaktan sağlanması koşuluyla, ulaştırma sektöründe yenilenebilir enerji payının artmasına da yardımcı olarak daha düşük emisyon sağlayacak ve şehirlerin hava kalitesinin artmasına katkı sağlayacaktır. Sunabilecekleri hizmet açısından elektrikli araçlar aynı zamanda batarya depolama teknolojileriyle benzerlik göstermektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve entegrasyonu bu işlemlere ciddi katkı sağlayabilir.
Elektrikli araçların yaygınlaşması ile elektrik fiyatlandırılması da tekrar gündeme gelecektir. Elektrik piyasasının serbestleştirme süreci 2001’de çıkarılan “Elektrik Piyasası Kanunu” ile başlamıştır. Değer zincirinin tüm boyutlarını etkileyen bu yapısal değişim daha rekabetçi, çevreye duyarlı ve tüketici odaklı bir piyasa yaratmak üzere yürürlüğe konmuştur. Gün Öncesi Piyasası, Dengeleme Güç Piyasası ve teminat mekanizması Aralık 2011’den bu yana hala yürürlüktedir. Ayrıca, dağıtım şirketlerinin özelleştirme süreci başarılı bir şekilde tamamlanmış ve dağıtım ve perakende satış faaliyetleri 2013 yılında ayrılmıştır. Bu tam anlamıyla serbest bir piyasa için büyük bir adımdır. Piyasa süreçleri Türkiye Elektrik İletim A.Ş. (TEİAŞ) şirketinden 2015 yılında kurulan bağımsız bir şirket olan Enerji Piyasaları İşletme A.Ş.’ye (EPİAŞ) aktarılmıştır. Aynı yıl, özellikle yenilenebilir enerji için dengeleme faaliyetlerine ek bir platform sağlaması adına Gün İçi Piyasası açılmıştır. Başta söylediğimiz gibi fiyatlar ile Elektrik Piyasası da tekrar gündeme gelecek ve düzenleme yapılması için tartışma konusu olacaktır çünkü bugünden çok daha fazla elektriğe ihtiyaç duyacağız. Belki de günü geldiğinde şarj istasyonlarının pompa fiyatları da piyasalara sıkı sıkıya bağlı olacak ve takip ediyor olacağız.
Fiyatlandırma belirlendikten sonra dediğimiz gibi en önemli yer olan şarj istasyonları safhası önümüze çıkıyor. Piyasa AC şarj istasyonu, DC şarj istasyonu ve endüktif şarj istasyonu olacak şekilde kategorilere ayrılmıştır. AC ve DC şarj istasyonu kategorileri evsel ve ticari olmak üzere alt dallara ayrılmıştır. DC şarj istasyonları, piyasanın en hızlı büyüyen kategorisi durumunda.
2020 yılının sonu itibariyle hızlı (5.000 50 kW) ve aşırı hızlı (1.000 150-350 kW) şarj noktalarının yüksek bir seviyeye ulaşması bekleniyor. Esasen bu beklentinin anlamı, Trans-Avrupa Ulaşım Şebekeleri (Trans European Transport Network, TEN-T) Çekirdek Ağı boyunca her 34 km’de ortalama bir şarj noktası olmasıdır. Dolayısıyla mevcut ilerleyiş, Avrupa’nın ulusal planlarını izlemesi durumunda Avrupa Birliği’nin elektrikli araç stoku için yeterli şarj noktasının olacağı verisini önümüze koyuyor. Ancak, önümüzdeki yıllarda elektrikli araç satışlarında beklenen büyüme ile altyapı için önemli planlama ve yatırım seviyelerine ihtiyaç duyulabilir. Avrupa’da durum bu iken bizim de bir an önce çalışmaları başlatmamız elzem bir durum aslında.
Elektrikli araç şarj altyapısının inşa edilmesinden kimin sorumlu olduğu ve maliyetinin ne olacağı, özellikle enerji piyasasının aktörleri için entegrasyon konusu bağlamında mevzuata dair kilit bir sorudur. Şu anda roller ve sorumluluklar, her ülke örneğinde farklı şekilde dağıtılmıştır. Çin’de, hükümet elektrik sisteminin sahibi ve işletmecisidir ve kent bölgelerinde şarj hizmeti sağlamak için işletmecilere lisans düzenler. Avrupa Birliği’nin yakın zamanda gözden geçirilen elektrik piyasası tasarım yönetmelikleri, dağıtım şebekesi operatörleri, pay sahibi olan üçüncü bir tarafın olmadığı durumlar haricinde, ücretlendirme hizmeti sunabildikleri sürece şarj noktalarına sahip olamayacaklarını veya işletemeyeceklerini öngörmektedir. Hindistan’da, küçük ölçekli şirketler lisans almaktaki zorluklar sebebiyle günümüze kadar piyasada tam anlamıyla bir paya sahip olamamışlardır. Bu nedenle lisanssız işletim hakkı söz konusudur. Benzer şekilde Amerika Birleşik Devletleri’nde, perakende satış şirketlerinin işletim hakkı yoktur ancak eyaletler, piyasa gelişimini hızlandırmak için bu kuralı değiştirmektedirler. Örneğin, Kaliforniya’da, yeterli seviyede özel sektör yatırımı yapılmasının ardından, regülatör tedarikçilerin duruma göre şarj altyapısı kurmasına ve işletmesine izin vermiştir.
Bu durumlar aslında şarj altyapısının gelişimini hızlandırmak ve üçüncü şahıslar için bir iş potansiyeli yaratılması konusunda bir adım olarak nitelendirilebilir. Türkiye gibi gelişmekte olan bir ülke için ekstra bir iş kolunun oluşması da büyük bir anlam ifade eder.
Tüm bunların bilincinde olan Elektrik Dağıtım Hizmetleri Derneği-ELDER yayımladığı Türkiye Akıllı Şebekeler 2023 Vizyon ve Strateji Belirleme Projesi kitapçığında Elektrikli Araçlar başlığında şunlar belirtiliyor:
‘’Özellikle 2025 yılından itibaren EA sayısında beklenen geometrik artış için şimdiden EDAŞ’ların ve düzenleyici kurumun hem şebeke hem de mevzuat altyapısını planlamaları büyük önem taşımaktadır. Konutlara ve işyerlerine ait EA şarj istasyonlarının belirli bir AG fiderine veya transformatörüne eş zamanlı yükleme yapma ihtimaline karşın, şarj etmek isteyen tüm kullanıcıların, şebekenin azami gücünü eşit ve adil biçimde paylaşabilmeleri için, mikroşebeke haberleşme altyapısının hazırlanıp IoT unsurlarının yaygın şekilde kullanılması, gerekirse dağıtım bedelinin gün içinde zaman aralıkları ile ölçülmesi (ToU) ve şarj zamanının kullanıcılar arasında adil paylaşımının sağlanması gerekecektir. Şarj istasyonlarının veya entegre akıllı sayaç altyapısının IoT prensipleri ve şebeke izleme unsurları ile haberleşmeleri de önem kazanacaktır. İlk etapta EA şarj istasyonları usul ve esaslarını düzenleyen taslağın yürürlüğe girmesi, daha sonra da yaygınlaşmayı takip eden güncellemelerin yapılması beklenmektedir.’’
Tüm bunların bilincinde olarak yayımlanan bu rapor umarım taslak veya strateji olarak kalmaz ve hayata geçirilir aksi halde kendi aracımızı üretme yolunda iken altyapıyı buna hazırlamamak büyük bir handikap olur.
Altyapı kurulumu en uygun konumların seçileceği yöntemlerle optimize edilebilir. Şarj noktalarının optimum konumları yalnızca elektrikli araç talebini karşılamak üzere değil aynı zamanda, maliyetleri azaltmak, mevcut şebeke veya şehir altyapısının, mümkün olduğunca kullanımını da sağlamak için belirlenmelidir. Aslında planlayıcıların, öngörülen kullanım durumlarına (hususi şarj etme/binek veya hizmet araçlarının şarj edilmesi) göre optimize edilmiş şarj işlemi sağlamak için ne tür bir şarj altyapısına (hızlı/normal şarj, batarya destekli veya şebeke bazlı) ihtiyaç duyulduğunu değerlendirme seçenekleri vardır.
Tek yönlü optimize edilmiş şarjın yanı sıra, elektrikli araçların şebekeye iki yönlü deşarjı (vehicle to grid, V2G) şarj yoğunluğunda önemli bir azalma imkânı sunmaktadır. Tüm bunlar için sağlam bir alt yapı çalışması gerekmektedir.
Altyapı kurulurken analiz yapılacak en önemli noktalar olan YG ve AG hatlarındaki aşırı yüklenmeler (yoğunluk) (%), YG ve AG yük noktalarında gerilim düşüşleri (%), YG fiderleri ve YG/AG trafolarının kapasite kullanım faktörleri (%) ve Şebeke yatırım gereklilikleri (OG hatları, AG hatlar ve YG/AG trafolar) verileri bizlere planlamada kilometre taşları olacaktır.
Türkiye topyekûn bir çalışma ile geleceğin teknolojisine hazırlanabilir ancak çok geç olmadan bu çalışmaların başlaması gerekiyor. Şu an için elzem görülmese de yine her işte yaptığımız son dakika hazırlıkları bu teknolojik altyapıyı karşılamayabilir.