Prof. Dr. Ahmet KARAARSLAN: Elektrikli Araçların Yaygınlaşması Enerji Şebekelerini Nasıl Etkiliyor?
Elektrikli araçların artan kullanımıyla birlikte enerji şebekeleri üzerindeki etkiler ve çözüm yolları önem kazanıyor. Prof. Dr. Ahmet KARAARSLAN, Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi'nden, elektrikli araçlarla ilgili önlemler hakkında bilgi verdi.
Günümüzde, artan nüfus ve sanayileşmeye paralel olarak enerji tüketiminde artış yaşanmaktadır. Bu artış, konvansiyonel enerji kaynağı olan fosil yakıtların rezervinin hızla tükenmesine yol açmaktadır. Sadece rezervlerin tükenmesi ile kalmayıp, dünya ikliminin değişmesine ve artan sera gazı emisyonlarına bağlı olarak küresel ısınmaya neden olmaktadır. Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de aşırı hava olayları şiddetini ve sıklığını arttırmıştır.
Buna benzer olayların yaşanmasını önlemek ve küresel sıcaklık artışını belirli sınırlar içerisinde tutmak için 2015 yılında imzalanan Paris İklim Anlaşması, 2016 yılında yürürlüğe girmiştir. Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (BMİDÇS) kapsamında imzalanan anlaşmaya 191 üye ülke taraf olmuştur. Türkiye’de, 6 Ekim 2021 tarihinde TBMM tarafından resmen kabul edilmiştir. Paris İklim Anlaşması’nın, küresel ısınmayı sanayi devrimi öncesine göre 2°C’nin oldukça altında tutan ve hatta 1.5°C ile sınırlamayı amaçlayan uzun vadeli bir hedefi vardır. Bunu sağlamak için emisyonların mümkün olan en kısa sürede azaltılması ve 21. yüzyılın ikinci yarısına kadar salınan ve tutulan sera gazlarının dengelenmesi hedeflenmektedir.
Bu hedefe ulaşmak için dünyada alternatif enerji kaynaklarına ve enerjinin daha verimli bir şekilde tüketilmesine yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Konvansiyonel yakıtlı araçlardan elektrikli araçlara geçiş, bu çalışmalardan biridir. Otomotiv devleri, konvansiyonel içten yanmalı motor kullanımını kademeli olarak azaltarak elektrik motorlarına geçiş yapmaya başlamıştır. Kasım 2021’de BM İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi 26. Taraflar Konferansı’nda (COP26) imzalanan ‘Sıfır Emisyonlu Araçlar için Glasgow Mutabakatı’, 2040 yılına kadar sıfır emisyonlu araçlara geçileceğine dair taahhütte bulunmaktadır. İmzacı ülkeler arasında yer alan Türkiye, yerli ve milli otomobil TOGG ile bunun çalışmalarına başlatmıştır. Bu geçiş birçok faydanın yanında çeşitli sorunları da karşımıza getirmektedir. Enerji talebinin artmasıyla birlikte elektrik şebekelerine olan etkileri ve çözüm yolları önemli bir konu haline gelmiştir. Bununla beraber, elektrikli araçların olmazsa olmaz ekipmanları arasında bulunan batarya ve şarj istasyonu teknolojileri de gelişimini hızla sürdürmektedir. Enerji ihtiyacının yanında elektrikli araçlar ve bağlı bileşenlerinin elektrik şebekelerine olan etkileri ve çözüm yolları konusunda gerekli çalışmaların yapılması önem arz etmektedir.
Yüksek talep sebebiyle elektrikli araçlar yüksek miktarda enerji tüketmektedirler. Ülke genelinde birçok elektrikli aracın aynı anda şarj olması durumunda, elektrik şebekesinde talep büyük ölçüde artabilir. Bu, şebeke üzerindeki yükü artırabilir ve var olan elektrik altyapısını zorlayabilir veya tahrip edebilir. Ülkemizde bulunan elektrik şebekeleri genellikle evler, iş yerleri ve sanayi tesisleri gibi yerel güç taleplerini karşılamak için tasarlanmıştır. Elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla birlikte, şebeke kapasitesi bu yüksek talebi karşılamak için yetersiz kalabilir.Elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla, şarj istasyonlarının sayısında büyük bir artış beklenmektedir. Bu, mevcut dağıtım altyapısının bu yeni talepleri karşılamak için genişletilmesini gerektirebilir. Bu olumsuz durumlar ile karşılaşmamak için alınması gereken birçok önlem söz konusudur. Bu önlemlere kısaca değinirsek;
Akıllı Şebeke Yönetimi: Akıllı şebeke teknolojileri, elektrik talebini izleyebilir ve yönetebilir. Elektrik şirketleri, şebeke talebini elektrikli araç şarj talepleriyle dengelemek için bu tür teknolojileri kullanabilir. Örneğin, talebin pik saatlerinde şarj edilmesini teşvik edebilir ve böylece talebi düşük saatlere kaydırabilir. Bununla birlikte Araçtan-Eve (Vehicle-to-Home:V2H), Araçtan-Şebekeye (Vehicle-to-Grid:V2G), Araçtan-Araca (Vehicle-to-Vehicle: V2V) gibi gelecekte sıklıkla karşımıza çıkacak yeni teknoloji ve yöntemler mevcuttur. Kullanıcılara araçlarının veya depolama sistemlerinin bataryalarındaki enerjiyi satma imkanı verilerek hem ihtiyaç giderilebilir hem de talep edilen enerjinin bu yolla sağlanması yoluna gidilebilir.
Enerji Depolama Çözümleri: Enerji depolama teknolojileri, elektrik şebekesinin elektrikli araç şarj taleplerini daha etkin bir şekilde karşılamasına yardımcı olabilir. Depolama sistemleri, elektrik taleplerini düzenleyebilir ve enerjiyi talebin yoğun olduğu saatlerde salabilir, böylece şebekenin yükünü dengeleyebilir. Bunun yanında gezer depolama sistemleri oluşturularak ihtiyaç dahilindeki yerlere ilgili depolama sistemleri bağlanarak ihtiyaç giderilebilir.
Güç Yönetimi ve Tarife Yönetimi: Elektrikli araç kullanıcılarına farklı tarife seçenekleri sunmak, talebi düzenlemeye yardımcı olabilir. Örneğin, talebin az olduğu saatlerde daha düşük ücretlerle şarj etmeyi teşvik eden tarifeler uygulanabilir.
Şebeke Altyapısının Güçlendirilmesi: Elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla birlikte, şebeke altyapısının güçlendirilmesi önemlidir. Daha güçlü iletim hatları ve dağıtım ağları kurularak, yüksek güç taleplerini karşılamak mümkün olabilir.
Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Yaygınlaştırılması: Yenilenebilir enerji kaynaklarının maliyetlerinin düşmesi ve teknolojilerin gelişmesiyle birlikte, bu kaynakların yaygınlaşması ülkemiz açısından olmazsa olmazlar arasındadır. Yarıiletken malzemelerin üretimi konusunda yapılacak yerli ve milli çalışmalar ile maliyetlerin düşürülmesi hedeflenmeli ve enerji açığının bu yolla da giderilmesi sağlanmalıdır. Ülkemiz için yenilenebilir enerji kaynakları Güneş Enerjisi, Rüzgâr Enerjisi, Hidroelektrik Enerji, Biyokütle Enerjisi, Jeotermal Enerji, Gel-git ve Dalga Enerjisi, Hidrojen Enerjisi, Isı Pompaları, Termal Enerji, …vb. kullanılarak geleceğe ışık tutacak Ar-Ge çalışmaları desteklenmeli, ülkemizin enerji açığı bu şekilde giderilerek dünyanın sayılı lider ülkeleri arasına girmeyi başarmalıdır.
Şebekenin AC’ den DC’ ye Geçişinin Kademeli Olarak Sağlanması: Ülkemizde enerjinin üretiminden tüketimine kadar mevcut sistemin AC'denDC'ye geçişin sağlanması, enerji verimliliğini artırabilir, güç kalitesini iyileştirebilir, güç elektroniği devrelerinin üretimi ve kullanımını hızlandırabilir, enerji depolama çözümlerini kolaylaştırabilir ve yenilenebilir enerji entegrasyonunu destekleyebilir.
Önerisini yaptığım çözüm yolları, elektrikli araçların elektrik şebekelerine olan etkilerini hafifletebilir ve şebekenin daha sürdürülebilir bir şekilde hizmet etmesini sağlayabilir. Ancak, bu çözümlerin sağlıklı bir şekilde düzenlenmesi için enerji politika yapıcıları, elektrik şirketleri, ve sanayi paydaşları arasında işbirliği gerekmektedir.