Uluslararası Enerji Ajansı'nın (IEA) "2050'de Sıfır Emisyon: Küresel Enerji Sektörü için Yol Haritası" özel raporuna göre 2030'da öngörülen batarya üretim kapasitesi, bugünkünden 40 kat daha fazla olacak.
Sitemizde de yer alan IEA’nın raporuna göre sıfır emisyon için hedef 2050 haberinde de bahsedildiği gibi küresel emisyon hedeflerine ulaşılması için fosil yakıtların kullanılmaması bu nedenle de ulaşımda sağlanması planlanan emisyon hedefleri için elektrifikasyonun oranının ciddi bir şekilde artırılması gerekiyor. Bu da tabi ki elektrikli araçların olmazsa olmazı bataryaların daha fazla sayı da üretilmesi anlamına geliyor.
Bugünün koşullarında elektrikli araçlar için batarya üretiminde yıllık 160 gigawatt saat [GWh]’lik bir kapasiteden söz edilirken, 2030'da bu miktarın 6 bin 600 gigawatt saate [GWh] kadar çıkacağı öngörülüyor. Bu da batarya üretimde bugüne oranla 40 kat artışa tekabül ediyor.
Peki bu hedefler ulaşmak için nelere ihtiyaç olacak?
Uluslararası Enerji Ajansı tarafından hazırlanan "2050'de Sıfır Emisyon: Küresel Enerji Sektörü İçin Yol Haritası" adlı raporda yer alan bilgiler doğrultusunda, 2030 için öngörülen batarya üretim kapasitesine ulaşmak için her yıl yaklaşık 20 adet olmak üzere yıllık 35 gigawatt saat [GWh]’lik üretim kapasitesine sahip tesislerin inşa edilmesi şart.
Rapora göre tesisler ile beraber kritik mineraller de ciddi bir önem kazanacak çünkü batarya teknolojisinin ilerlemesi demek aynı zamanda bu alanda kullanılan kritik mineral talebinin artışı anlamına da gelmekte örnek olarak lityuma olan talebin 2030'da bugüne kıyasla 30 kat fazla olacağını söyleyebiliriz.
Kritik mineral kaynaklarının aynı ülke veya bölgede bulunmadığına işaret edilen rapora göre, madencilikte uzman şirketlerin bu konudaki tecrübe ve yeteneklerini artırması, bu minerallere olan talebin daha uygun fiyatlarla karşılanmasına olanak sağlayacak.
Batarya üretiminde karşımıza çıkabilecek sorunlar
Bataryalar bir elektrikli aracın verimliliği, performansı, güvenilirliği ve günlük kullanılabilirliği için kilit bileşen konumunda. Etkili güç verimine sahip optimize edilmiş bataryaların, aracın kullanılacağı süre boyunca sorunsuz ve uygun maliyetli olması istenilen niteliklerden.
Elektrikli araç bataryaları aynı zaman da elektrikli araç üreticilerinin ticari başarısı için de kritik bir önem taşıyor çünkü aracın toplam maliyetinin büyük bölümünü elektrikli araç bataryasının yapılmasıyla ilgili malzeme ve üretim maliyetleri oluşturuyor. Fiyat açısından rekabetçi bir son ürün üretilebilmesi için maliyetler kontrol altında tutulurken tasarımın doğru yapılması şart.
Elektrikli araç bataryalarının tasarımında ve üretiminde karşılaşılan başlıca zorluk; yüksek şarj kapasitesi, kısa şarj süreleri ve uzun hizmet ömrü talepleri ile üretim maliyeti ve batarya boyutu ve ağırlığının araç performansı üzerindeki etkisi arasında bir denge kurulması olarak söylenebilir. Elektrotlar ve separatörler gibi batarya hücresi parçalarının geliştirilmesine malzeme seçimi kilit bir rol oynarken bu parçaların üretim sürecinin seçilen malzemelerin saf olmasını sağlayacak şekilde tasarlanması gerekiyor. Küçük ve narin parçaların onlara hasar verilmeden doğrulanabilmesi için kalite kontrolün belirlenmesi gerekiyor. Üreticiler hem güvenli hem de sürdürülebilir bir batarya tahrikli mobilite çözümü sunabilmek için tasarım sırasında batarya sisteminin termal performansını da göz önünde bulundurup etkili soğutma sağlamak ve bir kaza durumunda batarya ünitelerini hasara karşı korumak zorunda.
Elektrikli arabaların bataryalarının ömrünü uzatmak için yapılabilecekler
Elektrikli araçların bataryalarının zamanla verimsizliği bilinen bir gerçek fakat bataryanın şarj durumu ve aşırı hava koşullarının da bataryanın ömrünü etkilediğini unutmamak lazım. Batarya ömrü hakkında yorum yapacak olursak lityum iyon bataryaların ortalama ömrünün 8 ile 10 yıl veya 500 şarj ile 1.000 şarj döngüsü olduğunu söyleyebiliriz. Pil üreticileri genellikle 100.000 ila 160.000 kilometre arasında bir sürüş menzili garanti etmekte.
1.Park halindeyken aracınızın aşırı hava koşullarına maruz kalmamasına dikkat edin
Park halinde ve fişe takılı değilken yüksek sıcaklığa maruz kalma, en yaygın tehlike halidir. Elektrikli arabanızdaki otomatik sıcaklık kontrol sistemi, optimum verimlilik için bataryanızı gereksiz yere boşaltarak sıcaklığı düşük tutmaya çalışır. Bu performans normalde sadece elektrikli aracınız yolda bataryasını kullanırken çalışmalıdır. Bu nedenle elektrikli arabanızı gölgeye park etmeli veya fişe takarak, termal yönetim sisteminin sadece şebeke gücünü kullanarak çalışmasını sağlayabilirsiniz. Ayrıca aracın kullanım sırasında da istikrarlı bir sıcaklık aralığında çalıştığından emin olunuz.
2. Bataryanızı her zaman %100’e kadar şarj etmeyin
Elektrikli arabalarda, bataryanın aşırı şarj edilmesini veya aşırı boşatılmasını önlemek amacıyla bir batarya yönetim sistemi vardır. Bataryanın şarj durumunu yüzde 0’dan yüzde 100’e çıkarmamak, aracınızın batarya ömrü performansını iyileştirir. Tam şarjla daha uzun mesafe kat edebilirsiniz ama bataryanızın genel kullanım ömrü için bu hiç iyi değildir.
3. Hızlı şarj kullanmaktan kaçının
Bataryalarınız tamamen boşalmak üzereyken hızlı şarj kullanmak oldukça kolay bir yoldur. Ancak hızlı şarj, kısa bir süre içinde bataryaya o kadar fazla akım verir ki bataryanız zorlanır, bu da daha hızlı eskimesine sebep olur. Bataryanın eskiyişini fark etmek zor olsa da, sekiz yıllık standart şarj, sekiz yıllık hızlı şarja kıyasla %10 daha fazla batarya ömrü sağlar.
4. Uzun park sırasında optimum batarya şarj durumunu kontrol edin
Elektrikli arabaları boş veya tamamen dolu bataryayla park etmek veya muhafaza etmek de bataryalarını bozar. Elektrikli arabanızı çok sık kullanmıyorsanız veya evden uzun bir süreliğine gitmeyi planladıysanız, arabanız için zamanlamalı bir şarj cihazı alın ve fişe takın. Aracınızı uzun süre yüzde 100 şarj ile park halinde bırakırsanız, batarya siz yokken şarj durumunu korumakta zorlanır. Şarj cihazını; şarjı düşük seviyenin biraz üstünde tutacak, maksimum kapasiteye kadar doldurmayacak, yani ortalama yüzde 25 ila yüzde 75 arasında bir şarj seviyesinde tutacak şekilde ayarlamak, kullanabileceğiniz yöntemlerden biridir.
Sıfır emisyon hedefi ile elektrik araçların payı yüzde 60’a çıkacak
Küresel enerji sektörünün 2050'de sıfır emisyon hedefine ulaşması için köklü bir dönüşüme ihtiyaç duyulduğu aşikar, bu dönüşümün elektrik, ulaşım ve üretim sektörlerinde yoğunlaşması hedeflere ulaşılması açısından büyük önem arz ediyor.
Temiz enerji kaynaklarının piyasadaki payının artması ile birlikte elektrifikasyonun sera gazı emisyonlarının düşürülmesinde kilit rol oynaması ve elektrikli araçların küresel otomotiv pazarında günümüzde yüzde 5 olan payının 2030'da yüzde 60'a yükselmesi öngörülüyor.
Rapora aynı zamanda 2025 yılına kadar neredeyse satılacak tüm taşıtların elektrikli olacağını iddia ederken, 2050 yılına kadar ise ağır vasıtaların neredeyse tamamının hidrojen yakıt hücreli ya da elektrikli olacağı da ifade edildi.
Peki sıfır emisyon hedefinin vazgeçilmezi elektrikli araçların petrol yakıtlı araçlardan farkı nedir?
Dış görünüşte egzoz borusu hariç belirgin bir farkı olmayan bu araçların çalışma mekanizmaları birbirinden oldukça farklıdır. Elektrikli araçlar önemli bir fark olarak petrol yakıtlı araçlara oranla daha sessiz çalışırlar.
Elektrikli araçlar enerjiyi bataryalarından elektrik enerjisi olarak alır. Petrol yakıtlı araçların enerji kaynağı ise benzin, dizel ve LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) gibi fosil yakıtlardır. Elektrikli araçlarda elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren elektrikli motorlar, petrol yakıtlı araçlarda içten yanmalı motorlar kullanılır.
Elektrikli araçlarda motorlar dairesel hareket oluşturur. Bu sayede elektrikli motorun oluşturduğu hareket doğrudan tekerleklere aktarılabilir. İçten yanmalı motorlarda ise pistonların doğrusal hareketi farklı sistemler kullanılarak dairesel harekete dönüştürülür.
Elektrikli motorların dönme hızı 0-18.000 rpm (dakikadaki dönme sayısı) arasında değişir ve elektrikli motorlar farklı dönme hızlarında yüksek verimlilikle güç üretebilir. İçten yanmalı motorlar ise belli bir hız aralığında -çoğunlukla yüksek hızlarda- maksimum güç üretir. Bu nedenle içten yanmalı motorlu araçlarda motor tarafından üretilen gücün tekerleklere verimli bir şekilde aktarılması için şanzıman sistemine ihtiyaç vardır. Elektrikli motor kullanan araçlarda ise bataryalardan sağlanan enerji kontrol edilerek motorun hızı ve oluşturduğu tork değiştirilir.
Yakıt olarak petrol kullanan araçlarda, fren balatalarının fren disklerini sıkıştırması ile tekerleklerin dolayısıyla aracın yavaşlaması sağlanır. Bu sırada aracın kinetik enerjisi ısı enerjisine dönüşerek kaybedilir. Elektrikli araçlarda ise motor araç yavaşlarken jeneratör gibi görev yapar ve aracın kinetik enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülerek bataryalarda depolanır. Bu fren sistemi aracın tam olarak durması için değil yavaşlaması için kullanılan bir sistemdir. Aracın tam olarak durması için ise fren diski ve balatasından oluşan klasik fren sistemi kullanılır.
İçten yanmalı motor kullanılan araçlar çok sayıda karmaşık sisteme ihtiyaç duyulduğu için elektrikli araçlara göre daha ağırdır. İçten yanmalı motorlu araçlarda hareketli yüzlerce parça varken, elektrik motorlu araçlarda hareketli birkaç parça vardır. Bu nedenle içten yanmalı motorlu araçların bakım ve tamir maliyetleri elektrikli araçlara göre çok yüksektir.
E-mobility ve yenilenebilir enerjinin iç içe olduğu bu yazımızın sonuna geldik bu iki kategoriyle ilgili diğer içeriklerimize ve daha fazlasına enerji360 web sitesinden ulaşabilirsiniz.
Kaynakça:https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/elektrikli-araclarin-petrol-yakitli-araclardan-farki-nedir
https://www.hexagonmi.com/tr-tr/solutions/industries/automotive/emobility/electric-vehicle-batteries
https://www.haberturk.com/batarya-uretiminde-40-kat-artis-bekleniyor-3077840-ekonomi
https://www.ensonhaber.com/teknoloji/kuresel-batarya-uretim-kapasitesi-2030a-kadar-40-kat-artacak
https://newshaber.net/2021/05/20/batarya-uretiminde-40-kat-artis-bekleniyor/
https://www.sondakikadunya.com.tr/2021/05/20/kuresel-batarya-uretim-kapasitesi-2030a-kadar-40-kat-artacak-11-37/https://www.kia.com/tr/kia-dunyasi/sss/elektrikli-araclarin-batarya-omru-nasil-uzatilir.html