Elektrikli Otomobiller Neden Temiz Enerjiye Dönüşün Düşmanıdır?

Otomobil endüstrisindeki hızlı dönüşüm, karları azaltıyor, marjları daraltıyor ve iş imkanlarını açıktan tehdit ediyor. 20 yıl içerisinde çocuklarımız haklı olarak nasıl bir düşünceyle böyle hareket ettiğimizi soracaklar. 

Almanları diğerlerinden ayıran, ancak gurur vesilesi olmayan bir durumdan bahsedelim şimdi : Anglo-Amerikan dilinde yüzyıllardır geçerli olan bir terim “Alman korkusu”. İlk tren 1835'te Nürnberg ve Fürth arasında işletildiğinde endişeli çağdaşlar sağlık sorunları konusunda uyarılarda bulundular, çünkü onlara göre bu tren insanlık dışı bir hızla hareket ediyordu. Her ne kadar bu endişe demiryolu kullanımında ortaya çıkan patlamayı engellememiş olsa da, en hızlı ve en güvenilir trenler bugün başka yerlerde çalışıyor. 

Örnek olarak, iklim değişikliği korkusu, iyi niyetli ve ilerleme tutkunu Almanları, özellikle kariyer politikacılarını da tahrik etmeye devam ediyor. Bu korkunun sonucu da tabii ki enerji dönüşümü ve elektrikli otomobiller olarak karşımıza çıkıyor. 

Ancak korku kötü bir kılavuzdur. Bu korku, iklimin korunmasına gerçek bir katkının nasıl sağlanabileceği konusundaki olgusal tartışmanın gündemden düşmesine neden olmuştur. Daha da kötüsü, Almanlar, dünyanın zirvesinde olan son sanayisini yok etmenin eşiğindeler. Çünkü otomotiv endüstrisindeki hızlı dönüşüm karları azaltıyor, marjları daraltıyor ve işleri tehdit ediyor. 20 yılda çocuklarımız haklı olarak nasıl bir düşünceyle böyle hareket ettiğimizi soracaklar. 

Bugün Almanya’daki Elektrikli Araçlar İklimi Mahvediyor 

Temel olarak, elektrikli arabalar taşımacılık sektöründeki CO2 sorununa bir cevaptır, ancak mutlak anlamda bir cevap değil - en azından bugün değil, önümüzdeki birkaç yıl içinde ve özellikle Almanya'da değil. Ülke, kWh başına yaklaşık 489 g CO2 (2017) üreten ve eş zamanlı olarak gün boyunca büyük miktarda arz edilen yenilenebilir enerji ile başa çıkmaya çalışan enerji mevcut üretim altyapısını “ ilerlemeci “ bir enerji dönüşümüne borçludur. 

Elektrikli araçlar da eklenirse, Alman binek araç filosunun elektrikli araçlarla % 100 penetrasyonu durumunda yaklaşık 110 TWh ek elektrik gücü talebi meydana gelecektir. Sonuçta, bu bugünkü toplam Alman elektrik talebinin yüzde 20'si - yani on nükleer santrali büyüklüğünde bir talep oluşturmaktadır. 

Tabii ki, bu ek elektrik talebi yavaş yavaş oluşacaktır. Şu anda, Alman elektrikli araçlarının elektrik talebi bir TWh'nin bile altında. Ancak, ilave bir talep söz konusu olduğu için, her şeyden önce linyit başta olmak üzere fosil yakıtlardan elektrik üretimini azaltmada rekabete maruz kalacaktır.Bir kWh yenilenebilir enerji ile ya bir kWh linyit gücü ikame edilebilir veya bir elektrikli otomobil çalıştırılabilir. 

Gerçekten Yeşil Değiller: Elektrik Üretimi  Tümüyle Yeşil Değilse , Elektrikli Araçlar  CO2 Bilançosu  Verimli Değildir

Tabii ki bu öyle o kadar kolay değil, çünkü e-araçlar, özellikle de büyük bir bataryaya sahip olanlar, çoğunlukla geceleri şarj ediliyor; Güneş enerjisi bu durumda yakıt olarak düşünülemez. Bu ek talebi karşılamak için, biyokütleden veya rüzgâr gibi diğer enerji kaynaklarına ve bunlar için gerekli altyapılara ihtiyaç vardır. Yenilenebilir enerjinin 1 kilowatt saatinin linyitten üretilen 1 kilowatt.saat elektriğin yerini alması durumunda, CO2 emisyonları yaklaşık 910 g / kWh azalacaktır.Bu 1 kilowatt.saat enerjinin orta menzilli bir elektrikli arabanın çalışması için kullanılması halinde yaklaşık altı kilometre daha fazla yol katedilebilecek olup bu da e içten yanmalı bir motorlu taşıtın emisyonunun aynı ölçüde azalması anlamına gelecektir. Pratik kullanım göz önünde bulundurulacak olursa, modern bir dizel araç dizel yakıtın taşınması ve üretilmesi emisyonlarını hesaba katarsak aynı mesafede yaklaşık 790 gram Co2 yayar ki bu da linyitin yerinin alınması durumunda elde edilecek olan Co2 azalma miktarından bile daha düşüktür. 

Elektrikli otomobiller, Almanya'daki toplam CO2 dengesini kötüleştirecek 

Akü üretimindeki emisyonları da dahil edersek , elektrikli araçların bilanço dengesi daha da kötüleşir (akü boyutu 40 kWh olarak düşünülsün ). Bu emisyon artışı altı kilometrelik mesafe üzerinden hesaplandığında 215 gram CO2 olarak ortaya çıkar. Elektrikli araç daha büyük bir aküye sahipse, örneğin Tesla'daki gibi 100 kWh, o zaman 540 gram CO2 artışından bahsedilmelidir. Bunları bir araya getirirsek ortaya çıkan manzara nettir: 1 kWh linyit enerjisinin yerine geçen bir kWh yenilenebilir enerji, çevreyi yaklaşık 910 gram CO2 gazından kurtarmış olurken elektrikli arabada kullanılması halinde bu rakam yaklaşık olarak sadece 490 gram olacaktır. 

Politika Süreci Yönetmeli Ama Lütfen Doğru Şekilde 

Bu durumda, siyasetin bu alandaki uzmanlara müdahale etmesi ve otomotiv sektörünün CO2 azaltımına gerçek bir katkı yapmasını sağlaması istenmeliydi. Fakat şu anda tam tersi gerçekleşiyor: Dizel, sorgulanabilir ölçüler ve hatta daha fazla sorgulanabilir sınır değerler esas alınarak kötüleniyor, AB CO2 emisyon hedeflerini daha da düşürüyor, böylece daha fazla elektrikli araç satışını zorluyor. Sonuç olarak, Almanya'daki ulaştırma sektörünün CO2 emisyonları düşebilir, ancak örnek hesaplamada gösterildiği gibi genel CO2 bilançosu bozulacaktır. 

Peki ne yapılmalı? Bugün, makul bir şekilde tüketilemeyen veya depolanamayan çok fazla çevre dostu yenilenebilir elektrik enerjisi var. Bu enerjinin elektromobilite için kullanılması istenmesi halinde, otomobil kullanıcılarının yenilenebilir enerjinin bol olduğu durumlarda araçlarını şarj etmeleri için teşviklerin getirilmesi gerekmektedir. Örneğin, öğle yemeği arasında. İşyerinde şarj imkanlarının daha güçlü bir şekilde desteklenmesi bu nedenle anlamlı bir siyasi girişim olabilir. Ek olarak, fazla üretim oluşan zaman dilimleri için ekonomik teşvikler yaratılması memnuniyetle karşılanacaktır. Bu süre zarfında kullanıcıya üstüne ödeme bile yapan ücretsiz elektrik veya bir bonus sistemi kullanmak da düşünülebilir. Bu elektrikli otomobilin yaygınlaşmasını teşvik edecektir. 

Temiz Enerji Fazlalığı Olduğunda Şarj 

Politikacılar içten yanmalı motorların temelde kötü olduklarını ileri süren dogmalarını sorgular hale geldiklerinde bile bu önemli bir adım sayılmalıdır. Ama ya elektriği tamamen rejeneratif kaynaklardan temin ediyorlarsa ? Çünkü bu durumda bile elektrikli otomobilin kullanılması çevresel yönden muhtemelen anlamsız olacaktır. Mesele mesafelere bağlı hale gelmektedir. Her gün işe gitmek için 20 kilometre ve ayda bir kez akrabalara ya da tatile gitmek isteyen birisi için , tümüyle elektrikli bir otomobil, gerçekten nadiren ihtiyaç duyulan çok büyük bataryası nedeniyle yanlış bir tercih olacaktır. Bu sadece araç kullanırken enerji harcanmasına neden olmaz , aynı zamanda akü üretiminde gereksiz yere CO2 salınımına neden olur . Yaklaşık 50 ila 100 kilometre elektrik menziline sahip olan bir plug-in hibrit araç bu durumda çok daha çevre dostu bir alternatif olacaktır. 

Hala Uzun Bir Süre İçin Çevre Dostu Temiz İçten Yanmalı Motorlara İhtiyacımız Var. 

Dünyanın karmaşık bir yer olduğunu ve en basit çözümlerin genellikle işe yaramadığını kabul edelim. Modern ve temiz içten yanmalı motorların, ulaştırma sektöründe meydana gelen zararlı emisyonları etkin bir şekilde azaltmak için uzun bir süre stratejimizin bir parçası olarak kalması gerekecektir. Bu nedenle, politikalarımızın tarafsız ve ideolojik olmayan bir temelde hareket ederek , doğru karar vermek için biraz daha fazla zaman harcaması yerinde olacaktır. İklimin korunması insanlık için son derece hayati bir konudur.

Daha Güçlü Motorlar Neden Daha Fazla Yakıt Tüketir

Çoğu durumda - her zaman olmasa da - bir otomobil daha büyük bir motora sahip olduğunda daha fazla yakıt tüketir. Bu ilk bakışta, tamamen doğal bir durum gibi görünüyor - ama bu duruma tekrar bir göz attığımızda görürüz ki bu aslında böyle olmak zorunda değil. Bu konuda dikkat edilmesi gereken bazı ilginç şeyler var.

Anma Tüketimi

Bir vasıtanın anma yakıt tüketimi tip doğrulama çerçevesinde standardize edilmiş bir ölçme yöntemi ile belirlenir. Güçlü bir motor, burada kendisinden daha zayıf bir motordan daha fazla iş yapmaz. Aynı aracı aynı hızda ve aynı mesafe boyunca hareket ettirmekten bahsediyoruz. Bu durumda daha büyük bir motorun çoğu zaman daha fazla tükettiği savının ne kadar açık olduğu belirsizdir. Aşağıda bu durumun en önemli sebepleri izah edilecektir.

Daha güçlü motorlar daha ağır olma eğilimindedir, dolayısıyla araç ağırlığı da buna paralel olarak artmaktadır. Bu bir yandan yuvarlanma direncini ve diğer yandan hızlanma sırasında meydana gelen enerji sarfiyatını arttırır. Ancak, artan motor gücüyle, aracın toplam ağırlığının yüzde birkaçtan daha fazla artmaması beklenir.

Ayrıca, dolaylı bir etki araç ağırlığını daha da artırabilir. Motor gücünün artırılması beraberinde, üretici ve müşterileri aracı yeterince hızlandırmak için ağırlığı düşük tutma ihtiyacını ortadan kaldırma imkanını sağlar. Bu nedenle bugün yollarda güçlü motorlara sahip olan birçok ağır binek araç görüyoruz. Örneğin, motor gücü yasalarca koltuk sayısı esas alınarak sınırlandırılmış olsaydı, hiç kimse bu duruma uygun düşen çok düşük performansa sahip olan ağır bir binek araca sahip olmak istemezdi.

Düşük Yükte Kullanım

Belirli bir güç talebi söz konusu ise daha güçlü bir motor buna uygun olarak daha düşük oranda yüklenmiş olacaktır. Bunun motor verimi yani genel konuşursak enerji verimliliği üzerinde önemli etkileri var:

Çok büyük yüklenmelerde örneğin başka bir aracı sollamada, motorun sınırlarını zorlamaması dahi avantajlı bir durum olabilir. Azami güç, verimin önemli ölçüde azaldığı yüksek hızlarda elde edilir. (Sürtünme ve akış kayıpları bu durumda daha büyük olacaktır.) Ayrıca, tam yükte yakıtı zenginleştirme işleminin sık kullanılması hem ekonomik hem de ekolojik olarak çok zararlıdır. Bu koşullarda, daha güçlü motora sahip bir aracın daha az kullanılması durumu bile söz konusu olabilir.

Öte yandan, özellikle şehir içi trafikte, ya çok düşük bir sürüş gücü veya hiç güç gerektirmeyen birçok durum vardır, ancak motorun hala çalışması gerekir (hibrit bir motorunuz yoksa). Maalesef, içten yanmalı motorlar bu alanda çok verimsizdir. Tabii ki, bu yaygın problem daha büyük motorlarda daha önemli hale gelmektedir. Örneğin, eğer 150kW'lık bir motor, bir aracı düz bir yolda sabit 40km / s hızda hareket ettirmek için sadece 2kW'lık bir tahrik gücü sağlayacaksa bunu 50 kW'lık bir motora kıyasla çok daha verimsiz bir şekilde yapar. En azından, bu dezavantajlı durumu gelişmiş teknolojilerle telafi etmenin oldukça zor olacağını söyleyebiliriz.

Aslında, pratikte daha güçlü modellerin kullanımının otoyollardan ziyade daha çok şehir trafiğinde gözle görülür şekilde arttığı (tabii ortalamalar üzerinden konuşuyoruz) görülmektedir.

Bununla beraber, motorumuzun sık sık rölantide çalıştırıldığını düşünün ki bu durum çoğu kişinin düşündüğünden çok daha fazla yakıt tüketilmesine neden olur. Daha büyük bir motorun - muhtemelen daha fazla sayıda silindirle (buna bağlı olarak daha fazla sürtünme kaybına neden olur) bu durumda daha kötü performans göstermesi hiç de şaşırtıcı değildir.

İlk Isınma

Bilindiği gibi, motorun ilk ısınma süresi içerisinde yakıt tüketimi önemli ölçüde artar. Daha büyük bir motor için bu daha önemli hale gelmektedir çünkü daha verimli çalışma mümkün olana kadar daha büyük bir kütlenin ısınması gerekliliği söz konusudur. Bu, özellikle kısa mesafelerde çalıştırılan araçlar için önem arz eder.

Hızlı Sürüş

Ayrıca, pratikte, daha güçlü bir motor genellikle daha "dinamik" (yani, savurgan) sürüş tarzını teşvik eder. Gerçekten gerekli olmasa bile hızlı ivmelenmenin tadını çıkarırsınız ve ardından yine buna bağlı olarak daha fazla enerji "ısı olarak " kaybedilir. Otoyolda daha hızlı sürüldüğünde hava direncine bağlı olarak enerji kayıpları hızla orantılı bir şekilde artar.

Teknolojik bir Çözüm olarak Hibrit Tahrik Uygun mu ?

Daha güçlü araçların daha fazla tercih edilmesine neden olan bu nedenlerin birçoğunun, iyileştirilmiş motor teknolojileriyle ortadan kaldırılması veya dengelenmesi oldukça zordur. Asıl sorun özellikle içten yanmalı motorların düşük yükte verimsiz çalışması olup aynı şey bu durum için de geçerlidir.

Bununla birlikte, bir hibrit sürücünün kullanılması oldukça etkili bir önlem olabilir. Burada böyle bir motor yapısının sunacağı bir takım üstünlükler ortaya çıkmaktadır ;

- Elektrikli motordan sollama manevraları için ilave güç temin edilebilir ise içten yanmalı motor daha küçük tasarlanabilir. 

Yanmalı motorların verim ve hareket kabiliyetlerinin az olması nedeniyle , diğer araçlardan farklı bir yol izlenerek bariz verimlilik üstünlüklerine sahip olan bir Atkinson motoru kullanılabilir.

-Düşük yükte, içten yanmalı motor tamamen kapatılabilir ve bu süre zarfından enerji ihtiyacı aküden karşılanır.

Ayrı olarak geri kazanım yani frenle ısıya dönüşecek olan araca ait kinetik enerjinin geri kazanılması imkanı vardır,

Bununla birlikte, hibrid konseptinin, pratik işleyişte yüksek maksimum performans ile yüksek verimlilik arasındaki sorunlu ilişkiyi tamamen çözebileceğine inananların sayısı fazla değil. Burada da, örneğin daha büyük içten yanmalı motor, ısınma aşamasında daha fazla yakıt tüketimi gerektirir. Ek olarak, akü ağırlığının getirdiği kısıt nedeniyle elektrik motorunun destekleme kabiliyeti de kısıtlanmaktadır; Büyük bir motor için konuşacak olursak , bir yandan akü sistemi için çok yüksek olan ama içten yanmalı bir motor için çok düşük değerlere karşılık gelen kayda değer bir tahrik sahasının varlığından bahsetmemiz mümkündür. Örneğin, birkaç kilowatt saatlik kapasiteye sahip bir hibrid araç bataryası çok uzun süre boyunca 5 kW lik bir yükü besleyemeyecektir. Diğer taraftan da 80 kW gücündeki bir motor bu 5 kW gücü verimli bir şekilde kullanamayacaktır. Bu nedenle, bugünün hibrit otomobillerinin daha düşük güçte olduklarında çok daha ekonomik olabileceklerini söyleyebiliriz. 

Özet 

Daha yüksek motor gücünün aracın daha hızlı sürülmediği halde dahi daha fazla yakıt tüketimine neden olmasının birkaç nedeni vardır. Bu nedenle, özellikle bunu ve yine iklimin korunmasının ne denli acil bir durum olduğunu kavrayan bir otomobil müşterisinin bir sonraki satın alma sürecinde daha temkinli olacağı aşikardır. 

Bu noktada, ulaştırma sektöründeki eğilimi yıllardır tersine döndüremediğimizi ve bu tersine döndürme ihtiyacının iklimin korunması için kesinlikle gerekli olduğunu özellikle vurgulamak istiyorum. Daha güçlü ve daha büyük/ağır araçlara yönelik devam eden eğilim, temel sorunlarımızdan biridir. İnsan topluluklarının , politikacıların ve üreticilerin bunu en kısa zamanda anlamaları ve sorumluluklarını yerine getirmeleri umulur.