Rock Yıldızı Elon Musk, Geleceğin Otosu Tesla Ve Otomobilin Geleceğine Dair

24 Mart 2024
Image

O otomobil sanayiinin rock yıldızıdır. Yaşlı, göbekli, birbirinin aynı koyu renk takım elbiseler giyen ve dökük saçlı otomotiv patronları gibi değildir. Genç ve yakışıklıdır, (yeni ürün tanıtımlarında) sahneye hakimdir, canlıdır, seyirciyi coşturmayı bilir. Kimden mi bahsediyoruz? Elbette Tesla şirketinin karizmatik patronu Elon Musk’tan.

Teknoloji ve (biraz da magazin) gündemine son on senedir Musk ve onun Tesla otomobilleri oturdu.  Malumdur, “küresel ısınma” var, iddialara göre buna insan eliyle atmosfere salınan CO2 sebep oluyor; CO2 enerji üretimi için giderek daha çok yakılan petrol, kömür ve doğalgazdan geliyor. Petrol tüketiminin başlıca sebeplerinden olan otomobillerde değişiklik şart; ve işte elektrikli Tesla otoları adeta bir kurtarıcı gibi burada ortaya çıktı.

Tesla’yı örnek alan birçok otomotiv şirketi de son yıllarda kendi e-otolarını piyasaya sürdüler ve hepsi de bu konuda küresel ısınma kaygısındaki kamuoylarına hoş görünmek isteyen hükümetlerinden geniş teşvikler aldılar; ama buna rağmen e-oto beklenen patlamayı yapmadı. 2022 verilerine göre Amerika’da yollarda seyreden otoların sadece %1.2’si elektrikli idi.  Yeni e-oto satışlarında yavaşlama görünüyor.  

Bunun birçok sebeplerinden ilki e-otoların içten yanma motorlu eşdeğerlerine nazaran daha pahalı olmasıdır.  2023 fiyatlarıyla ABD’de Tesla Model Y ve benzinli Audi Q5 Premium’un fiyatları sırasıyla 51,380 ve 45,795 dolardır (Türkiye’deki otomobil fiyatlarından bahsetmiyorum, çünkü burada zaten enflasyon, ağır vergiler ve piyasa mekanizmasının bozulmasıyla fiyatlar çığırından çıkmış durumdadır).

E-otonun akaryakıt fiyatlarına nazaran daha ucuza şarj edilerek zaman içinde bu farkı geri ödediği iddia edilse de bu da tam doğru değildir. Otonuzu ucuza şarj edebilmek için evinizin önünde ya da özel garajınızda bütün gece şarja bağlamak zorundasınız, ki herkesin bu imkanlara sahip olması mümkün ve kolay değil. Bir apartmanın 3.-4. katında oturuyor ve arabanızı sokağa park ediyorsanız evden tüm gece boyu aşağıya bir elektrik kablosu uzatmak hem emniyet, hem de komşuların yapabilecekleri şikayetler nedeniyle pek mümkün değildir. Geriye benzinlik benzeri hızlı şarj istasyonları kalmaktadır. Ama şarj istasyonları o kadar ucuz değildir; (Türkiye’de şarj istasyonunda “hızlı şarj” güncel verilerle yaklaşık 300-600.-TL’ye mal olmaktadır). Bu hizmetin daha yaygın olduğu Batı’da bile şarj istasyonları yeterli sayıda değildir ve “hızlı şarj” denen işlem dahi en az yarım saat sürdüğünden istasyon önlerinde kuyruklar oluşmaktadır.  İngiltere’de günün belli saatlerinde şebeke aşırı yüklendiğinden şimdiden hafta içi sabah 8.00 – 11.00 ve öğleden sonra 16.00 – 22.00 arası e-oto şarjına kısıtlama getirildi. Yani e-otonuzu her gün işe gidip gelmeye kullanıyorsanız “sabahın köründe” kalkıp bir istasyon önünde kuyruğa gireceksiniz ya da gecenin 10.00’undan sonra rahatınızı bozup otonuzu şarj edecek bir yer arayacaksınız. Daha bunlar İngiltere’deki otoların %2’si elektrikli iken böyle oluyor; acaba tamamı elektrikli olsa şebeke bunu kaldırabilir mi? Aynı kısıtlamaların enerji şebekesindeki yüklenmeler nedeniyle diğer ülkelerde de konması düşünülüyor. 

E-otoların temiz olduğu, CO2 ve diğer atık gaz salımı yapmadığı da daha çok bir şehir efsanesi ve tam doğru değil; çünkü bir e-oto tükettiği elektrik ne derece “temiz” ise o derece “temizdir”. Örneğin elektrik üretiminin tamamına yakını kömürden olan Polonya’da tüm yollardaki araçları elektrikli hale getirseniz de bu CO2 salımına çare olmayacaktır. Sadece kullandığınız otonun egzoz borusunu kilometrelerce ötedeki kömürlü santrale dek uzatmış olacaksınız, onun bacasından e-otolarınız atmosfere gaz salmaya devam edecek!  Diğer Avrupa ülkeleri ve Amerika’da da durum çok farklı değil.

E-otolarla ilgili bir başka şehir efsanesi ise çok verimli oldukları ve motorlarının %90 – 95 verimle çalıştığıdır. Oysa benzinli otolar %20, dizeller %35 verimle çalışır. Yani yaktıkları yakıtın %20 – 35’ini faydalı hareket enerjisine çevirirler, geri kalanı egzoz ve soğutma sisteminden faydasız ısı olarak çevreye atılır. Tüm bunlar doğrudur, ama doğru olan başka şeyler de vardır. Birincisi e-oto bataryaları şarj aldıkları enerjinin tamamını saklayamaz, belli kayıp oranıyla aldıklarını geri verirler.  Bu, motor verimliliği ve diğer aktarma organlarındaki kayıplar birlikte hesaplandığında e-oto verimi %70-80 arasıdır. Ama mesele burada bitmiyor.  Yukarıdaki “temizlik” örneğinde olduğu gibi burada da e-oto verimi kullandığı elektriği üreten santralin verimine bağlıdır. Santral kömürlü veya doğalgazlı olsun (ki ikisi de atmosfere CO2 salar) ya da bazı yeşilci çevrelerin yine beğenmediği nükleer santral olsun (atmosfere sıfır CO2 yayar) ortalama santral termik verimliliği %35 civarındadır (doğalgaz kombine çevrim santrallerinde verim %60’a dek çıkabilmektedir).  Basit bir hesap ile %40 santral verimliliğine %80 e-oto verimliliği eklersek (ki rakamları e oto lehine fazla tuttuk):

toplam verim = santral verimi x e-oto verimi = 0.4 x 0.8 = 0.32 (*)

yani %32 çıkar, ki bu eldeki içten yanmalı motor verimliliğinden pek de yüksek değil!  Ama hesabımız burada bitmedi. 

Bir e-oto binek arabası kendine yeterince menzil sağlamak için (ort. 300-400 km) 500 kg. ağırlığında (bazı tiplerde 600 kg) bir batarya yükünü taşımak zorundadır. Bunun üstüne yolcu ve bagaj ağırlıkları da gelecektir. Bunun için şasi ve diğer aksamının ona göre sağlam (ve dolayısıyla ağır) yapılması gerekir; sonuçta ortalama e-binek otosu ağırlığı yaklaşık 2 tonu bulur. Oysa normal bir benzinli binek oto yaklaşık 900-1000 kg ağırlıktadır.  Daha ağır bir kütleyi hareket ettirmek ve hızlandırmak için daha çok güç gerektiğini bilmek fizik uzmanı olmayı gerektirmiyor.  Ama biz temel fizik kurallarına başvuralım.  Aşağıdaki bölümü temel fiziğe meraklı arkadaşlar incelesin, ilgilenmeyen atlasın:

Bir kitleyi belli bir hıza çıkarmak için gereken enerji:

W = m x v²/2  (burada W = iş, enerji; m = hızlanan kütle; v = son hız)

Bu formüle göre m 2 katına çıkarsa W de 2 kata çıkar. 

Hızı değişmeden seyir halindeki bir araçta ise yere tekerlek sürtünmesi ve akslardaki iç sürtünmeyi yenecek sürekli güç sarfiyatı gerekir (bu güç bir motor, çekici hayvan ya da iten kişilerce sürekli sağlanmazsa düz yolda dahi hareket halindeki bir araba sonunda sürtünme nedeniyle yavaşlayarak duracaktır). Sürtünme ile ilgili fizik formülleri:

F = sk x N (F = sürtünmeden doğan kuvvet, sk = sürtünme katsayısı, N = ağırlık)

Genel iş, enerji formülü:

W = F x X  (İş = Kuvvet çarpı yol)

Yukarıdaki formülden yerine konduğunda 

 W(s) = sk x N x X (Sürtünme için harcanan enerji = sürtünme kats. Çarpı ağırlık çarpı yol) olur.

Burada da N (ağırlık)  2 kata çıkarsa harcanan enerji 2 kata çıkar.

Özetle:  Normal binek otosundan 2 kat ağır bir e-oto hızlanmak ve bu hızını idame ettirmek için 2 kat enerji harcar. Aynı işi görmek için 2 kat enerji harcamak sonuç itibariyle yarı kat verim demektir, o halde yukarıdaki (*) e-oto verimini de yarıya indirirsek:

 0.32 x 0.5 = 0.16 , yani %16 bir verim anlamına gelir.

Tekrarlarsak: aynı sayıda kişiyi aynı mesafeye götüren bir e-oto o işi bir dizel otoya kıyasla 2 kat enerji harcayarak yapar! Enerji verimliliği konusunu burada kapıyoruz. 

Bir e-otonun en ağır parçası (yukarıda bahsi geçti) bataryadır. Ne var ki batarya sadece “yükte değil pahada da ağır”dır. ABD'de fiyatlar 6500 – 20.000 dolar arasında gidip geliyor. Daha çok e-oto üretildikçe ve “ölçek ekonomisi” nedeniyle fiyatlar düştükçe bu rakamların da düşeceği ve gün gelip e-otoyu her orta ya da çalışan sınıf ailenin alabileceği söylense de mesele tam böyle değil. Batarya üretimi için kullanılan Lityum, manganez ve Kobalt nadir metallerdendir. Üretimleri için gereken muazzam maden cevheri hareketleri ve bunun çevreye etkisi bir yana (bu metallerin cevher oranları %3 ile %0.5 arasında, sadece Manganezde daha yüksek) yarın dünyanın tüm yollarında hareket halindeki 1.5 milyar arabanın hepsini elektrikli hale getirmeye kalktığınızda madencilik endüstrisinin bu metalleri uygarlığımıza yetiştirme ihtimali yoktur. Bu konuyu madencilik uzmanı Prof. Simon Michaux kendi bilimsel araştırmasında etraflıca incelemiş ve yayınlamıştır. Yani talep artıp daha çok batarya üretildikçe hammadde yokluğu nedeniyle fiyatlar düşmeyecek, aksine artacaktır.  E-oto ancak pahalı bir zengin oyuncağı ya da İskandinavya gibi zengin ülkelerin tercihi olarak varlığını sürdürebilir. 

Lityum – Kükürt batarya teknolojisi ya da katı hal bataryaları gibi kimi yeni teknolojilerin hammaddelerinin daha kolay bulunması ve saklama kapasitelerinin daha yüksek olması nedeniyle zamanla masrafları düşüreceği ve fiyatları ucuzlatacağı söylense de bu teknolojilerle dahi ağır batarya yükünden kurtulmak mümkün görülmüyor: Çok umut bağlanan Lityum – Kükürt bataryaları kg. başına 450 Watt – saat enerji sağlayabilir; oysa benzin kg. başına 13.000 Watt – saat enerji vermektedir, dizel yakıtı da aşağı yukarı böyledir. 

Bu yıl birçok üst üste gelen olay nedeniyle elektrikli otolar sürücüler nezdinde ciddi itibar kaybetti. Ağır kış şartlarında bataryaların verim kaybı, şarj istasyonları yetersizliği ve yıllardır çözülemeyen “menzil korkusu” (range anxiety) problemi sürücüleri bıktırdı. “Menzil korkusu” kısaca şudur: Aldığınız elektrikli oto hiçbir ilave aksesuar çalıştırmadan ideal bir yolda giderken ulaşabileceği menzil broşüre araç menzili olarak yazılır. Klasik motorlu araçlarda bu “bir depo dolusu benzinle gidilecek yol” demektir ve genellikle 400-600 km. Arasıdır. E-otolarda da benzer menziller verilmesine rağmen, eğer mevsim kış ise, fazladan ısıtma kullanıyorsanız, gittiğiniz yol yokuşlu inişli ise, çok süratliyseniz veya diğer enerji harcayacak imkanları kullanıyorsanız e-oto menzili düşer ve sizi “dağ başında” boşalmış bataryayla bırakabilir! 

Bu sıkıntılara eklenen bir başka dert de e-otoların durdukları yerde birden tutuşması ve yanmaya başlamasıdır. Normal motorlu araçlarda da yangın görülebilir, ama bu yangın hemen hemen tamamen seyir halinde olur ve motor bölümünde, yani aracın önünde başlar; yangın ilerleyip depoya, yani aracın arka bölümüne sirayet edene dek vakit geçer ve depo tutuşup olay tam bir felakete çevirmeden önce söndürebilmek için yeterli süreniz vardır. E-otolar ise genellikle durdukları yerde, birden ve bataryadan tutuşurlar. Bunun nedeni oto bataryasını oluşturan binlerce küçük bataryadan bir tanesinin hatalı üretimi ya da bir müddet kullanılmış bataryalarda oluşmaya başlayan “dendritler” denen uzantılar olabilir. Batarya dolup boşaldıkça iki kutbu arasında bu uzantılar oluşur ve sonunda bir kutuptan diğerine uzanarak kısa devre yapar, birden yangın başlatır. Dahası e-oto yangınları çok inatçıdır, söndürmek için su veya başka bir madde sıkmakla durmazlar, en iyisi otoyu bir nehire veya göle tamamen daldırıp hava ile temasını kesmek gerekir.  Ancak bu şekilde söndürülmüş araç bir süre sonra tekrar tutuşabilir; 2-3 gün sürekli gözlemek gerekir. 

E-otoların genellikle park halinde iken bu tutuşma itiyadı onları toplu garajlar ve ev garajları için tehlikeli hale getirir. Evinizin garajında başlayan bir e-oto yangını inatçıdır, sonunda tüm evinizi yakabilir. Bir toplu otoparkta başlayanı ise komşu park etmiş otolara atlayarak büyük zarar verebilir. Henüz yaygınlaşmadılar, ama şimdi LPG'li araçların kapalı otoparklardan yasaklı olmaları gibi, e-otoların da yarın yasaklanacağını görmek şaşırtmayacaktır. 2023 yazında Hollanda açıklarında 3500 oto (500 e-oto) yüklü bir feribotun yanışı belki de bardağı taşıran son damla oldu. Yangının nereden çıktığı hala tartışmalı ise de e-otoların durdukları yerde tutuşma eğilimi şüphelerin üzerlerine toplanmasına neden oldu. Bu sene otomobil devleri GM'in patronu Mary Barra ve Ford patronu Jim Farley e oto üretim yatırımlarını durdurduklarını ve planlarını gözden geçirdiklerini açıkladılar. Japon otomobil devi Toyota ise uzun süredir e-oto fikrine soğuk bakıyor ve hidrojenli otoyu tercih ediyordu. Kiralık oto devi Hertz ise araç filosoundaki 20.000 e-otoyu bu yıl satılığa çıkardı. Gerekçe olarak da e-otoların müşterice pek istenmediğini ve yüksek bakım-onarım masraflarını gösterdi.  Daha geçen seneye dek geleceğin temsilcisi olan e-otolar artık gözden düşüyor.  Ama haberin büyüğü Tesla patronu Elon Musk'tan geldi: Şimdiye dek sadece e-oto üretmesine ve “dünyanın en saçma fikri”  demesine rağmen Musk fikir değiştirerek hidrojenli oto üreteceğini açıkladı!  Bu Tesla'nın da e-otolardan uzaklaşmaya başladığını gösteriyor.

Gelecek hidrojenli otolarda mı? O da bir sonraki yazı konumuz olsun. Selamlar.

 


KAYNAKLAR:

Yeni yorum ekle

Plain text

  • Hiç bir HTML etiketine izin verilmez
  • Web sayfası adresleri ve e-posta adresleri otomatik olarak bağlantılara dönüşür.
  • Satır ve paragraflar otomatik olarak bölünür.

İstatistikler

Bugün Toplam Toplam
3 kez görüntülendi. 549 kez görüntülendi. 1 yorum yapıldı.