Sokaklarda elektrikli araçların ve şarj edilebilir hibrit araçların sayısının artmasıyla birlikte, bazı insanlar bu tür araçların artan şekilde benimsenmesinin enerji şebekesini nasıl etkileyebileceği konusunda endişelerini dile getirdi. Bu yazıda konuya ilişkin başlıca iddialar sıralanıyor, ardından bunlara değiniliyor.
Uzmanların proje EV'leri bugünkü %10'a kıyasla 2040 yılına kadar küresel araç satışlarının %58'ini oluşturacağı için asıl soru, elektrik şebekesinin artan talebi karşılayıp karşılayamayacağı gibi görünüyor. En kötümser tahmin şuna benziyor: Birleşik Krallık'ı örnek alırsak, Ulaştırma Bakanlığı'na göre 2020'nin sonunda 32.697.000 araba vardı. Eğer hepsi pille çalışıyorsa ve aynı anda tipik 7kW ev şarj cihazı hızında şarj edilseydi, 229GW güce ihtiyaç duyacaklardı; bu da ülkenin mevcut 101GW'lık şebeke kapasitesinin iki katından fazlaydı.
Şebeke, gelen tüm EV'leri idare edemiyor!
Sizi hemen rahatlatalım; evet, enerji şebekeleri elektrikli araçların getirdiği ekstra yükü kaldırabilir. Yukarıda gösterilenlere benzer hesaplamalar hatalı varsayımlara dayanmaktadır ve gereksiz yere alarma geçirmektedir. Yukarıdaki örneğin gerçek hayatta kopyalanması aslında imkansızdır. Birincisi, bir gecede kitlesel elektrikli araçların benimsenmesini varsayıyor.
Bu pek çok nedenden dolayı gerçekleşmeyecek ancak her şeyden önce elektrikli araçların üretimini artırmanın bu hızda gerçekleşmesi mümkün değil. İkincisi, dünyadaki (veya belirli bir ülkedeki) herkes aynı anda elektrikli araç kullanmaya geçmeyecek. Bu hiç mantıklı değil; insanlar genellikle mevcut arabalarını normalde olduğu gibi birkaç yıl tutacak ve daha sonra bir sonraki satın almaları elektrikli araç olabilir. Ve herkes mevcut İYM arabasını aynı anda satın almadığı için, dünyada bunun için yeterli EV üretim kapasitesi olsa bile (ki yok), hepsi aynı anda elektrikli araçlarla değiştirilmeyecek.
Hepsi aynı anda şarj olacak!
“Şüpheci” bakış açısı aynı zamanda bu elektrikli araçların hepsinin her zaman aynı anda şarj olacağını varsayıyor ki bu da pek mümkün değil. Birincisi, sahiplerden buna yönelik gerçek bir talep olmayacağı ve ikincisi, bunun için etrafta yeterli şarj cihazı bulunmayacağı için - en azından bir süre için, bu süre zarfında şebeke üretim kapasitesini ayarlayabilir.
Aynı mantıkla, eğer her Britanyalı çamaşır makinesini aynı anda açsaydı, yaklaşık 51,4 GW güce ihtiyaç duyacaklardı; bu, ortalama günlük talep olan 30 GW'ın çok üzerinde bir değerdi ve bu, Birleşik Krallık'ta tam bir gündeki ortalama enerji tüketiminin tamamıydı ve açıkçası çamaşır makineleri de bunun sadece küçük bir kısmını oluşturuyordu.
Ancak arabalar çok fazla kullanılıyor ve EV'lerin de çok fazla güce ihtiyacı var!
Daha gerçekçi olmak istiyorsak, arabaların kat ettiği ortalama mesafeyi ve bir EV'nin ortalama tüketimini incelememiz gerekir. Ortalama olarak, Britanya'daki arabalar 2019'da yaklaşık 6.500 mil kullanıldı. Hesaplamayı basitleştirmek için ortalama EV tüketiminin mil başına 0,346 kWh olduğunu varsayalım. Britanya'daki tüm araçların elektrikli olduğunu hayal edersek, bu, Birleşik Krallık'ta araba başına yıllık tüketimi 2.249 kWh yapacaktır. Bu rakamı toplam araba sayısıyla çarptığımızda, Birleşik Krallık'taki her arabaya güç sağlamak için gereken yıllık 73,5 TWh enerjiye ulaşıyoruz. Bu, ülkenin 2019 elektrik üretiminin yaklaşık %22'sine tekabül ediyor. %22'lik ek şebeke kapasitesi kesinlikle %200'den farklı bir tablo çiziyor.
Başka bir ülke veya bölge seçmek de benzer sonuçlar verir. Örneğin Avrupa Birliği'nde 2019 yılında bir otomobilin kat ettiği ortalama mesafe 11.300 km'dir (veya yaklaşık 7.021 mil). AB'deki tüm arabaların elektrikli olduğu ve mil başına ortalama 0,346 kWh tükettiği varsayımını kabul edersek, bu, araba başına yıllık tüketimin 2.429 kWh olduğunu gösterir. Bu sayıyı bölgedeki toplam binek otomobil miktarıyla çarpmak bize 589,5 TWh veya üretilen elektrik gücünün kabaca %21'ini verir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde seyahat mesafelerinin artması nedeniyle rakamlar biraz daha yüksek ancak yine de endişe verici değil. Amerikalılar 2019'da araç başına ortalama 14.000 milin biraz üzerinde yol kat etti; bu da, tüm araçların elektrikli olduğu hayali senaryomuzda ortalama EV tüketimini araç başına yılda yaklaşık 4.844 kWh'ye getiriyor; bu, kullanımdaki araç sayısıyla çarpıldığında toplam 1.354,4 TWh veya toplam şebeke üretiminin %33'ü oluyor. Bu, ABD'deki tüm benzinle çalışan araçların aniden elektriğe dönüşmesi durumunda gerekli olduğu hesaplanan elektrik üretiminin %30 artmasıyla tutarlıdır.
Etrafta dolaşmak için yeterli güç yok!
Mevcut verilerin hiçbiri bize endişelenecek gerçek bir neden sunmuyor. Son on yıl, daha verimli tüketici elektroniğinin yaygınlaşması, endüstriyel üretimin azalması vb. sayesinde elektriğe olan talebin azaldığı bir dönem oldu. 2010'larda üretilen elektrik, Amerika Birleşik Devletleri'nde %3, Büyük Britanya'da ise %18 oranında çok büyük bir düşüş gösterdi.
Ayrıca elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla içten yanmalı motorlu araçlara olan talebin düşeceğini de unutmayalım. Bu da benzin üretimini etkileyecek ve genel olarak endüstriyel üretimde elektrik tüketiminin azaltılması eğilimine katkıda bulunacaktır. Böylece herhangi bir endüstriyel sektörden serbest kalan elektrik, bu EV'lere güç sağlamak için kullanılabilir.
Elektrik üretimini talebi karşılayacak şekilde artırmak imkansız!
Aslında sektörde radikal yenilikler olmasa da elektrik üretiminin artırılması mümkün. Norveç bunun mükemmel bir örneğidir. İskandinav ülkesi elektrikli araçların benimsenmesinde en ileri ülkeler arasında yer alıyor; araçlarının %12'si artık elektrikli. Norveç, artan elektrik ihtiyacını hiçbir sorun yaşamadan karşılamış görünüyor. 1990'dan bu yana tüketim %26 arttı ancak aşağıdaki grafikte de görüldüğü gibi üretim talebi karşılayabildi.
Kademeli benimseme oranı, insanların elektrik şebekelerinin EV'leri idare edip edemeyeceği konusunda endişelenmemesinin bir başka önemli nedenidir. Teorik örneklerimizin aksine, sihirli bir değnek sallayıp tüm araçları anında elektrikli hale getiremeyiz. Son 10 yılda elektrikli araç satışları hızla arttı. Yalnızca Birleşik Krallık'ta, kayıtlı elektrikli binek otomobil sayısı 2010'da 1.544'ten 2021'in 3. çeyreğinde 314.966'ya sıçradı; bu neredeyse %5000'lik bir artış; kulağa inanılmaz geliyor ama temel sayıya bakın; bu büyüme sadece 1.544 araçla başladı ve 314.966 hala çok küçük bir rakam.
Uzmanlar, yakın gelecekte benimsenme oranlarının artmaya devam edeceğini tahmin ediyor. Örneğin EY ve Eurelectric, Avrupa araç parkının 2030 yılına kadar 65 milyon, 2035 yılına kadar ise 130 milyon elektrikli araca ulaşacağını öngörüyor (fakat 2019'da AB'nin toplam araç parkı 242 milyon, yani bu sayı aynı kalsa bile elektrikli araçlar yollardaki araçların yalnızca %53'ünü oluşturacak). Günümüzün Avrupa yollarındaki az sayıdaki 3,2 milyon EV ile karşılaştırıldığında bu %2.000 ve %4.000'den fazla bir artış anlamına gelir; ancak yine de bu senaryoda yollardaki her arabanın bir EV olmasından hâlâ çok uzaktayız. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, alıntı yapılan raporda şebekenin çökmeyeceği ve elektrikli araç sayısındaki öngörülen kitlesel artışla bile başarılı bir şekilde başa çıkabileceği sonucuna varılıyor.
ABD'ye gelince, US Drive, araçları farklı elektrikli cihazlarla göreceli benimseme hızlarına göre karşılaştıran kapsamlı bir çalışma yürüttü ve böylece EV'nin benimsenmesi için düşük, orta ve yüksek olmak üzere üç senaryo varsayıldı. Her üç senaryoda da, ABD şebekesinin geçmişte benzer zorluklarla uğraştığı gibi yeni talebi de karşılayabileceği sonucuna vardılar.
Pik tüketimi hızla artacak!
Bütün bunlar, elektrikli araçların kitlesel olarak benimsenmesi nedeniyle öngörülen artan elektrik talebinde herhangi bir sorun olmadığı anlamına gelmiyor. En büyük endişe diğer tüketici elektroniklerinde olduğu gibi yoğun saatlerde şebekenin aşırı yüklenmesidir. Yönetilmeyen şarj, güç kaynağının kalitesini doğrudan etkileyebilir ve voltaj dalgalanmalarına ve güç kayıplarına yol açabilir.
Elektrik dağıtımcılarının "son kilometrede" daha yüksek kapasiteye ve özellikle de daha yüksek zirve kapasiteye yatırım yapması gerekecek, ancak aynı zamanda, örneğin gece yarısı maliyetleri düşürerek tüketicileri yoğun saatlerin dışında şarj etmeye teşvik edebilirler. Bu, birçok ülkede daha ucuz gecelik fiyatlar ile zaten yapılıyor ancak özellikle EV kullanıcılarını cezbetmek için daha da geliştirilebilir.
Diğer bir çözüm ise enerji altyapısının verimliliğini artıracak ve yoğun saatlerde talebin üstesinden gelmenin daha iyi yollarını sunacak akıllı şebekelerin daha fazla entegrasyonudur. Gelecekte tanıtılabilecek araçtan şebekeye çözümler (V2G) fikri bununla bağlantılıdır. V2G, güç talebinin çok fazla olması durumunda araç akülerinin şebekeyi şarj etmesini sağlayan bir teknolojidir.
Açıkçası, V2G birçok sorunu beraberinde getirdiği için günümüz dünyasında bunun gerçekleşmesi mümkün değil. Bunlar arasında, araçlardaki Li-Ion pillerin, ek döngülere zorlanarak daha da tükenmesi de yer alıyor. Ayrıca, insanların genel olarak EV'leri şebekeyi güçlendiren piller olarak değil, EV olarak kullanabilmek için satın almak istemeleri sorunu da var. Ancak böyle bir çözüm, özellikle kapalı bir sistemde, örneğin acil durumlarda veya gece boyunca bir EV'nin güç kaynağı olarak ayrılmaz bir rol oynayabileceği yeşil enerjili bir evde akıllı şebeke teknolojisiyle birlikte kullanılabilir.
Her şey çok hızlı ilerliyor!
Sonuçta, benimsenmedeki artışın kademeli doğası göz önüne alındığında, her şey şebekenin elektrikli araçlarla gayet iyi başa çıkabildiğine işaret ediyor (ve en iyimser değerlendirmeler doğru çıksa bile bu hala kademeli). Dahası, ardı ardına yapılan çalışmalar, toplu elektrikli araçların benimsenmesinin şebeke üzerindeki etkisinin yönetilebilir olmaktan daha fazla olduğunu gösterdi.
Günümüz dünyasında onsuz yaşayamayacağımız çok sayıda elektrikli aletin benimsenmesi nedeniyle geçmişte mevcut elektrik altyapısına benzer zorluklarla uğraşmak zorunda kaldığımızı unutmayalım. Bir asır önce ortalama bir tüketici, ışıkları açmak dışında elektriği kullanmıyordu ve şimdi iş, eğlence ve tabii ki seyahat için elektriğe giderek daha fazla bağımlı hale geliyoruz.
Bazen EV'nin benimsenmesinin çok hızlı ilerlediğini, bu cihazların benimsenmesinden çok daha hızlı olduğunu hissedebilirsiniz, ancak bu 20. yüzyılda oldu ve biz artık orada değiliz. Rüzgar enerjisi, güneş enerjisi, akıllı şebekeler, piller; cihaz devrimi gerçekleştiğinde bunların hiçbiri mevcut değildi ve şimdi de mevcut.
O halde hep birlikte derin bir nefes alalım ve gerçekleşmeyecek felaketler konusunda endişelenmeyi bırakalım. Ve belki, *sadece belki* - "bunun şebeke için ne anlama geldiği" veya buna benzer şeyler konusunda sürekli bir endişe içinde yaşamadan, elektrikli araçların bize içten yanmalı motorlu araçlara göre sağladığı tüm avantajlardan yararlanabilirsiniz.
TL;DR
Elektrikli araçların yaygın olarak benimsenmesinin önünde duran pek çok zorluk var ancak elektrik üretimi ve elektrik şebekesi bunların arasında değil.
