Geleceğe yön verenler

İçten yanmalı motora sahip ilk otomobil, bundan 126 yıl önce Gottlieb Daimler ile Carl Benz tarafından geliştirildi...

19.08.2016 12:56:510
Paylaş Tweet Paylaş
Geleceğe yön verenler
Yollardaki araba sayısı sürekli artıyor. 2021 yılı itibarıyla dünya genelinde araba sayısı yaklaşık 1,2 milyarı bulacak ki bu rakam günümüzle kıyaslandığında hemen hemen 300 milyonluk bir artış anlamına geliyor. Otomobil imalatçıları, tedarikçileri ve sürücüleri araç kullanımındaki bu muazzam artışa rağmen dünya genelindeki yakıt tüketiminin ve salımlarının nasıl azaltılabileceği konusunda kafa yoruyor. Bu sorunlara çözüm bulmak için hibritten tutun da yakıt pilleri ve elektrikli motorlara kadar farklı itiş sistemleri geliştiriliyor ya da icat ediliyor. Peki biz gelecekte araçlarımızın depolarını neyle dolduracağız? Hatta acaba ortada depo diye bir şey kalacak mı?
İÇTEN YANMALILARIN SALTANATI
Günümüzde yollardaki arabaların büyük bir çoğunluğunda halen geleneksel içten yanmalı motorlar var. Bu tip arabaların bu kadar popüler olmasının çok sayıda nedeni mevcut. Bu arabalarda oturmuş ve olgunlaşmış teknoloji kullanılıyor. Aynı zamanda benzersiz tasarımların yanı sıra geniş bir yelpazede yüksek konfor ve güvenlik standartlarını da nispeten oldukça makul fiyatlara sunuyorlar. Üstelik halen verimliliklerini artırma ve yakıt tüketimlerini azaltma potansiyeline de sahipler. Bunu başarmanın kilit yolları arasında ise ileri motor teknolojilerinin yanı sıra metal parçaların plastik olanlarla değiştirilmesi gibi hafif araç kasalarının geliştirilmesi de var. Günümüzde modern arabaların zaten yüzde 15’i plastikten oluşuyor. Birkaç yıl içinde bu rakam yüzde 25’e kadar çıkabilir. Bu duruma rağmen uzmanlar benzin veya mazotla çalışan motorlara sahip araçların yüksek CO2 salımları ve petrole olan bağımlılıkları yüzünden uzun vadede pazar paylarının azalacağına inanıyor. Çevreyi ve ham petrol yataklarını korumanın olası bir yolu da yakıt olarak doğalgaza geçmek olabilir. Bir arabanın motoru ya sıkıştırılmış doğalgaz (CNG) ile ya da sıvılaştırılmış petrol gazıyla (LPG) çalıştırılabilir. Her iki alternatif de göreceli olarak bir hayli ucuz seçenekler. Ayrıca her ikisi de sıkılaştırılmış salım kurallarına riayet ediyor. Bugün çok sayıda ülkede doğalgaz dolum istasyonu ağları var. Ancak bu tarz bir mobilite halen fosil yakıtlara dayanıyor.
ALTERNATİF MOTOR TÜRLERİ RAĞBET GÖRÜYOR
Şirketler geleneksel içten yanmalı motorları geliştirmenin yanı sıra son birkaç yıldır fosil yakıtlardan alternatif enerji kaynaklarına geçiş üzerinde de çalışıyor. Yeni tür itiş sistemleri arasında, kitlesel pazarda en fazla rağbet görmeyi başaranlar ise hibrid araçlar. Hibrid bir araçta yakıt tüketimini ve salımlarını azaltmak için içten yanmalı bir motorla elektrikli bir motor bulunur. Sadece elektrik aküsüyle çalışan araçlara kıyasla hibridler pazara çok daha hızlı ve düşük bir fiyattan sunulabiliyor çünkü onlar kendini ispatlamış bir teknolojiye sahip. Örneğin Toyota son dokuz yıl içinde daha şimdiden yaklaşık 3 milyon adet Prius markalı hibrid araba satmış durumda. Hibridlerin özellikle de şehir trafiğinde geleneksel motorlara karşı bariz üstünlükleri var. Sık sık frene basılan ve düşük hızda gidilen kısa yolculuklarda içten yanmalı motorla elektrikli motor birlikte verimli çalışabiliyor. Çünkü frene basılmasıyla ortaya çıkan enerji, hibrid teknolojisi sayesinde dönüştürülüp arabanın aküsünde depolanabiliyor. Ancak yüksek hızda gidilen uzun mesafeli yolculuklarda genellikle benzin veya dizel motor çalıştırılıyor ve bu durumda hibrid motorun fazladan ağırlığı yüzünden araba daha çok yakıt tüketiyor. Artık prize takılabilir elektrikli araçlar (PHEV) denilen ikinci nesil hibridler yollara çıkıyor. Bu arabalarda çok daha güçlü bir akü var ve onlar bir elektrik prizinden yeniden şarj edilebiliyor. Aslında PHEV’lerde de hem elektrikli aküyü şarj eden hem de kat edilecek mesafeyi artıran içten yanmalı bir motor var. Ancak onun kullanımı geliştirilmiş akü kapasitesi sayesinde minimum seviyeye indirilmiş durumda.~ARAÇ İÇİNDE ENERJİ SANTRALİ
Yakıt piliyle çalışan arabalar alanında bazı imalatçılar farklı bir yol izliyor. Yakıt pili aslında hidrojen ve oksijen arasında bir reaksiyon yaratmak suretiyle arabanın kendi içinde elektrik enerjisi üretilmesini sağlıyor. Bu süreçte atmosfere sadece buhar veriliyor ama hiç salım yapılmıyor. Yakıt pilleriyle donatılmış arabalar günümüzde benzinli motorlarla çalışan araçlarla hemen hemen aynı menzile sahip. Bu yüzden yakıt pilli araçlar uzun seyahatler için de uygun. Ancak bu araçların yeniden dolumları için gerekli altyapı henüz mevcut değil. Hidrojenin gerçekten rekabet edebilir bir maliyete sahip olup olmadığını ve karbon dostu bir şekilde üretilip üretilemeyeceğini zaman gösterecek. Bir başka meydan okuma da araçlarda yeterince hidrojenin nasıl taşınabileceğiyle ilgili…
ELEKTRİKLİ ARABALARLA SALIMLARI AZALTMAK
Sadece bir aküde depolanmış elektrikle çalışan elektrikli araçların da müthiş bir potansiyele sahip olduğuna inanılıyor. Elektrikli araçlar yoğun trafiğe ve yüksek salımlara maruz kalan kentsel metropoliten alanlarda mobilitenin çok daha çevre dostu hale gelmesine yardımcı olabilir. Bu araçlar hiçbir salım yaratmadıkları için şehirlerin yaşanabilirlik seviyelerini de artırabilir. Üstelik dolum başına ortalama 150 kilometre menzili olan günümüz elektrikli araçları, şehirdeki sürücülerin yolculuk yaptıkları kısa mesafeler için de çok uygun. Avrupa Çevre Ajansı tarafından 2010 yılında yapılan bir araştırmaya göre bu araçlar günümüzde araba seyahatlerinin çoğu için yeterli kapasitede. Avrupa’da arabayla yapılan yolculukların yüzde 80’inden fazlasının menzili 20 kilometreden az. Sürücülerin menzil gereksinimi karşılandığı sürece elektrikli araçlar geçerli bir alternatif oluşturuyor. Artık her geçen gün elektrikli arabalarla ilgilenen insan sayısı artıyor, çünkü bu araçlar son derece şık ve modern. En önemlisi şu anda herkes onlara ilk sahip olanlardan biri olmak istiyor. Ancak bu arabaların daha büyük ölçüde kabul görmeleri için akü teknolojisinde ilerleme kaydedilmesi şart. Aküler halen oldukça pahalı kalan bu arabaların maliyetinde önemli bir faktör. Aynı zamanda da bu araçların ne kadar mesafe gidebilecekleri konusunda da belirleyici oluyor. Günümüzde elektrikli araçların çoğunda lityum-iyon aküler kullanılıyor. Şirketler bugünlerde bu akülerin maliyetini düşürmenin ve menzillerini 250 kilometreden fazlaya çıkarmanın yollarını arıyor. Yeni nesil aküler çok daha güçlü olacak. Lityumu sülfür veya havayla karıştırarak aküler ileride tek bir şarj ile bir arabanın 300 kilometre ila 400 kilometre arasında bir menzile sahip olmasını sağlayabilecek. Akü teknolojisini ilerletmenin yanı sıra elektrikli araçların verimliliklerinin artırılması da önemli. Bunu başarmanın kilit yollarından biri de hafif kasalı ve ısı yönetimli arabaların geliştirilmesidir. Hafif kasa daha az enerji tüketimi anlamına geliyor. Bu sayede aracın menzili de artırılmış oluyor. Ağırlığın azaltılmasında ileri teknolojili malzemeler çok önemli bir katkıda buluyor. Verimli enerji yönetimi ise aracın soğutulmasında veya ısıtılmasında mümkün olan en az enerjinin kullanılmasını sağlıyor.
AKILLI ŞEBEKELER İÇİN ENERJİ DEPOLAMA
Elektrikli araçların başarısını sadece araba teknolojileri belirlemeyecek. Elektrikli arabaların gerçekten çevre dostu olabilmeleri için kullandıkları enerjinin karbon-nötr bir yoldan üretilmesi şart. Araştırmalar, elektrikli araçların diğer araçlardan daha küçük bir karbon ayak izi olduğunu gösteriyor. Bilhassa da güneş veya rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklarca üretilen enerjiyle çalıştırıldıkları zaman... Burada son sözü enerji karışımıyla yenilenebilir enerji üretimindeki artış miktarı söyleyecek. Elektrikli arabalar ayrıca bilgisayarlı bir elektrik ağı olan “akıllı şebekenin bir parçası da olabilir. Kendi araçlarını her zaman kullanma ihtiyacı duymayan bireylerin yanı sıra bu durum bilhassa da büyük araba filoları ve otopark sahipleri için de fevkalade kullanışlı olur. Onların elektrikli arabalarından kullanılmadıkları sırada enerji depolanmasında faydalanılabilir. İnişli çıkışlı dönemlerde enerji talebini karşılamak için rüzgar veya güneş enerjisi kafi gelmediğinde enerji açığını bu park halindeki arabaların aküleri kapatabilir. Güneş yeniden parladığında veya rüzgar tekrar esmeye başladığında bu aküler tekrar şarj edilebilir. Araba sahipleri kendi depolama kapasitelerini enerji şebekesi operatörlerine satarak bu işten kazançlı çıkabilir.
AĞ BAĞLANTILI MOBİLİTENİN GELECEĞİ
Arabalardan enerji depolamanın bir aracı olarak faydalanmak özellikle de bizim nasıl araba yolculuğu yaptığımız hakkında farklı bir şekilde düşünmeye başladığımız zaman ilgi çekici olacak. Bazı endüstrileşmiş ülkelerin büyük kentsel merkezlerinde özellikle de genç insanlar arasında arabalar artık bir statü sembolü olma özelliklerini kaybediyor. Onlar aksine araba kullanımının pratik yönleriyle daha fazla ilgilenir oldular. Kentli insanlardan bazıları artık kendi arabalarına yatırım yapmak istemiyor. Onun yerine bulundukları konuma bağlı olarak sürüş sistemini diğer ulaşım formlarıyla birleştiren ve kendi arabasını kullanmak yerine diğerleriyle araç paylaşabildikleri “mobilite ağları” ile temasa geçiyorlar. “Araba Paylaşımı” modeli özellikle metropol alanlarda her geçen gün daha popüler oluyor. Bu gibi gelişmeler sayesinde sürdürülebilir mobilite vizyonu günden güne çok daha somut bir kavram haline geliyor. Geleceğin arabası önceki modellerden çok daha hafif olacak, çok daha az enerjiyle çalışacak ve çevreye çok daha az etkisi olacak. Önümüze farklı mobilite kavramları çıkacağından mesela kırsal bir alanda veya şehirde yaşadığımıza bağlı olarak bize ve kendi yaşam tarzımıza en uygun gelen teknolojiyi seçebileceğiz.~LİTYUM-İYON AKÜ
KULLANIŞSIZDI

Lityum-iyon aküler çıkmadan önce aküyle çalışan arabalar kelimenin tam anlamıyla kullanışsızdı. Bu arabaların doldurulması geleneksel bir akünün yaklaşık üçte biri sürede oluyor ve her yeniden dolumda kapasite aşınmasına uğramıyorlar.
NASIL ÇALIŞIYOR?
 Akü kullanım halindeyken lityum iyonlar elektrolitlerin içinden geçerek negatif elektrottan (anod) pozitif elektroda (Katod) doğru hareket eder. Akü şarj edilirken bu iyonlar tekrar negatif elektroda geri döner. Akünün içindeki elektronik yükün nakledilmesi için elektrolitler şarttır. Bu yüzden akünün performansının artırılmasında bu karmaşık formülasyonlar birer ön koşuldur. Ancak her ne kadar geleneksel akülerden çok daha hafif ve güçlü olsalar da lityum-iyon akülerin yaklaşık iki yıl gibi sınırlı bir yaşam ömürleri vardır. Onlar çok daha yavaş tekrar şarj edilir ve aşırı ısınmalarının önlenmesi için üzerlerine monte edilmiş özel devrelere gereksinim duyarlar.
GELECEK NESİL AKÜLER
BASF’deki uzmanlar şu sıralar gelecek nesil aküler üzerinde çalışıyor. Lityum, sülfür veya havadan oluşan bir karışım bu akülere çok daha yüksek bir enerji yoğunluğu kazandırır ve bu sayede bir araba tek bir dolumla potansiyel olarak 300 kilometre ila 400 kilometre arasında değişen bir menzile sahip olabilir.

Türkiye ve dünya ekonomisine yön veren gelişmeleri yorulmadan takip edebilmek için her yeni güne haber bültenimiz “Sabah Kahvesi” ile başlamak ister misiniz?


İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR

Yorum Yaz