Bilim insanları, küresel ısınmanın önüne geçmek için karbondioksit salınımının kontrol altına alınması konusunda uyarıyor. Karbondioksit salınımının yüzde 30’dan fazlası ulaşım sektörü kaynaklı, bunun da yüzde 70’ten fazlası kara taşıtlarına ait[1] olduğu belirtiliyor.

2040 yılında toplam satışların yarısından fazlasını elektrikli araçların oluşturacağı tahmin ediliyor.

Elektrikli araçlarla birlikte karbon salınımının azaltılması için çalışılırken, yeni bir tartışma da dünyayı ikiye bölmüş durumda, gelecekte pille çalışan elektrikli araç mı yoksa hidrojenle (yakıt pili) çalışan elektrikli araç mı tercih edilecek?

Yakıt piliyle çalışan araçlar kendi elektriğini kendi üretiyor. Bunu da yakıt pilindeki elektrokimyasal reaksiyonla, depodaki hidrojenin havadaki oksijenle reaksiyonu sonucunda elektrik enerjisi ve su açığa çıkmasıyla sağlar.

Şarj ederek pili doldurmak yerine, tıpkı LPG’li araçların yakıt almasına benzer şekilde, 3 dakika gibi kısa bir zaman diliminde, hidrojen gazını aracın deposuna dolduruluyor. Bu arada hidrojen gazi havadan 14 kat daha hafif olduğu için herhangi bir sızıntıda ve tutuşma durumunda yanma henüz tehlike arz etmeden önce çok hızlı bir şekilde dağılıyor. Bu da propana, petrol türevlerine göre daha güvenli olmasını sağlıyor.

Hidrojen birim kütlede en fazla enerjiyi depo eden yakıt, gram başına 33 kcal enerji depolar. Petrol ise gram başına 11 kcal enerji depolayabiliyor.  

“Önümüzdeki 10 yıl içerisinde, hidrojen ile çalışan araçların fiyatı giderek daha da aşağı çekilecek”

Çin’in en büyük hidrojen ile çalışan araç üreticilerinden biri olan Great Wall Motors’da CAE Simülasyon uzmanı olarak çalışan Serhat Adilak, hidrojen ve pille çalışan araçlarla ilgili olarak şunları söylüyor: “Kısa menzilli hafif araçları konuşacak olursak BEV’lerin yani pilli arabaların, uzun menzilli büyük araçları konuşacak olursak FCEV’lerin yani hidrojenli araçların daha avantajlı olduğunu görürüz. Genel olarak, enerji ihtiyacını iki katına çıkarırsanız pilini de iki katına ve dolayısıyla da fiyatı iki katına çıkarmak zorundasınız.  Uzun menzilli araçlarda bataryayı büyütmek yerine hidrojen tüpünü çoğaltırsınız ancak burada maliyet bu oranda artmaz. Önümüzdeki 10 yıl içerisinde, hidrojen ile çalışan araçların fiyatı giderek daha da aşağı çekilecek. Hidrojen taşıma ve depolama altyapısı daha da gelişecek. Daha çok seri üretim aracın bu teknolojiyle üretildiğini göreceğiz.”

Serhat Adilak

“1 kg hidrojen, 1 kg lityum-iyon pilin depo edebileceğinden 236 kat daha fazla enerji depo edebilir”

Hidrojen ile çalışan araçların sadece pille çalışanlara göre en büyük avantajlarından birinin de dolum süresi olduğunu kaydeden Adilak, “Pille çalışanların şarj süresine bakıldığı zaman hidrojen tüpünün 3 dakika gibi kısa sürede doluma ulaşması en büyük avantajlardan biri. Ayrıca büyük batarya kütlesi yerine hafif hidrojen tüpleri olduğu için bu araçlar hafiflik avantajı var. 1 kilogram (kg) hidrojen, 1 kg lityum-iyon pilin depo edebileceğinden 236 kat daha fazla enerjiyi bünyesinde depo edebilir. Eğer aracınızın boyutu büyürse artık batarya ciddi bir ağırlık dezavantajı yaratır” diyor. 

Araç boyutunun küçülmesinin ekstra karbondioksit salınımında da azalmayı[2] sağladığını belirten Adilak, hidrojenle çalışan araçların avantajı büyük araçlarda ve uzun menzilde daha net şekilde ortaya çıktığını dile getiriyor.  

“Otomobil endüstrisi, karbondioksit hedeflerini tutturmak ve cezalara maruz kalmamak için elektrikli araçlara odaklanmayı sürdürecek”

Hidrojeni üretmek için enerjiye ihtiyaç olduğunu söyleyen Adilak, “Her bir enerji dönüşüm işlemi kayıplara sebep olduğu gibi, taşınması esnasında da kayıpları ve ekstra enerji gereksinimini beraberinde getirir. Kısa vadede hidrojene yatırım, bu temel enerji kayıpları ve verimsizlik dolayısıyla kar getirmese de uzun vadede geri dönüş sağlar. Ne zaman ki hidrojen, bir petrol gibi dağıtım şebekesinde yer alır, o zaman da ilk olarak, şehir dışında uzun yol kat eden ve SUV gibi büyük arabalarda faydaları görülür, daha sonra da giderek hidrojen temelli bir ekonomiye evriliriz.  Otomobil endüstrisi önümüzdeki yıllarda, karbondioksit hedeflerini tutturmak ve cezalara maruz kalmamak için elektrikli araçlara odaklanmayı sürdürecek. Ayrıca Asya üreticileriyle rekabet edebilmek için de elektrikli araçlara yönelmeyi sürdürecekler. Özel olarak da hidrojenli elektrikli araçlara yatırım giderek önem kazanacak. Ne zaman ki hidrojen alt yapısı, tesisler ve dağıtım ağı gelişecek, o zaman sağladığı avantajlar net olarak ortaya çıkacak” şeklinde yorumda bulunuyor. 

“Hidrojenli araçların yüzde 90'ından fazlası Güney Kore, ABD, Çin ve Japonya'da”

ABD'deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve California Üniversitesi Berkeley'den Dr. Mehmet Doğan, ise “Dünyada şu anda kullanımdaki hidrojenli araçların yüzde 90'ından fazlası Güney Kore, ABD, Çin ve Japonya'da yer alıyor. ABD'dekilerin tamamına yakınıysa California eyaletinde bulunuyor[3]” diyor.

Geçen yıl California eyaleti iklim değişikliğiyle mücadele amacıyla 2035'e kadar karbon salınımı yapan araçların satışını sıfıra indireceğini açıkladı[4]. “California'da yılda yaklaşık 2 milyon yeni araç satılıyor” diyen Doğan, “Yakında bu araçların yüzde 100'ünün elektrikli veya hidrojen yakıt pilli olması gerekecek” bilgisini veriyor.

“California'da hidrojenli araçlara yönelik ciddi bir yatırım var”

Doğan, sözlerini şöyle sürdürüyor:

“Verilere baktığımızda henüz elektrikli araçlarla kıyaslanacak seviyede olmasa da California'da hidrojen yakıt pilli araç sayısının son beş yıl içinde neredeyse sıfırdan 7 binin üzerine çıktığını görüyoruz. Ayrıca hidrojen yakıt istasyonu sayısı da 48'e ulaşmış durumda. Bu da her ne kadar şimdilik elektrikli araçlar tarafından domine edilse de, California'da hidrojenli araçlara yönelik de ciddi bir yatırımın olduğunu gösteriyor[5]."

“Saf hidrojen zaten elektrikle elde ediliyor”

“Hidrojenli araçlar şu anda elektrikli araçlara göre kilometre (km) başına daha masraflı” diyen Doğan, şu bilgileri veriyor:

“Örneğin California’da yaygın olarak kullanılan hidrojenli araç Toyota Mirai, km başına 18 sentlik yakıt yakarken, benzer sınıftaki elektrikli araç Tesla S km başına 2.7 sentlik elektrik kullanıyor[6]. Bu maliyet farkının temel sebebi saf hidrojenin zaten elektrikle elde ediliyor olması. Yani hidrojenli bir araç için şebekeden alınan elektrik enerjisi kimyasal enerjiye çevrilip daha sonra araç içinde tekrar elektrik enerjisine dönüştürülüyor. Elektrikli araçlardaysa şebekeden alınan elektrik enerjisi doğrudan kullanılıyor. Bu sebeple maliyet farkı zamanla azalsa da tamamen kapanabilmesi çok zor gözüküyor.”

“Hidrojenli yakıt pilli araçların yaygın şekilde hayatımıza girmesi 20 yılı bulabilir”

İngiltere’de elektrikli ve otonom araçlar için güvenli yapay zeka tabanlı akıllı yazılım ürünleri geliştiren Eatron’un CEO’su olan Dr. Umut Genç, “Hidrojenli yakıt pilli araçların yaygın olarak hayatımıza girmesi ancak 15-20 yıl sonra olabilir” yorumunda bulunuyor.

Umut Genç

Ürettikleri yazılımların bataryayı daha akıllı yönetmek üzerine olduğunu kaydeden Genç, bu konuda şunları söylüyor: “Son iki yılda elektrikli araçların üretimi ve kullanımı çok yaygınlaştı. Bu doğal olarak batarya üretimini ciddi bir şekilde artırdı ve pil maliyetleri çok hızlıca düşmeye başladı. Aynı zamanda geliştirdiğimiz akıllı BMS (batarya yönetim sistemi) yazılımları ile hem bataryanın ömrünü hem de performansını iyileştirebiliyoruz. Bütün bunlar gelecek 10 yılda pilli elektrikli araçların pazara hakim olacağını gösteriyor.” 

[1] https://theicct.org/sites/default/files/publications/Efficiency_standards_HDVs_EU_Briefing_051618.pdf

[2]https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/News/190815_LCA-BEV-FCEV_Results_EnglishVersion.pdf

[3] https://www.iea.org/articles/global-ev-data-explorer , https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2021

[4] https://www.consumerreports.org/hybrids-evs/california-says-new-cars-sold-in-the-state-must-be-zero-emissions-by-2035

[5] https://afdc.energy.gov/stations/states
https://www.autoweek.com/drives/a33651995/bye-bye-long-term-mirai/

[6] https://www.autoweek.com/drives/a33651995/bye-bye-long-term-mirai/