Yüzyılın otosu elektrikli mi hidrojenli mi?

1970’li yıllarda dünyada hidrojen enerjisine çağdaş teknolojiyle el atılmasına bilimsel ve teknik açıdan önderlik eden bir Türk bilim insanı, o yıllarda Miami Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’ndeki Prof. Dr. Turhan Nejat Veziroğlu olmuştu. 1974 yılında Hidrojen Enerjisi Miami Enerji Konferansı’nı düzenlemiş ve Hidrojen Enerjisi İçin Uluslararası Birlik adlı kurumu oluşturmuş, başkanlığını üstlenmişti. Sonraki yıllarda ben de birliğe onur üyesi olarak kabul edilmiştim. Birliğin çıkardığı Uluslararası Hidrojen Enerjisi Dergisi gelişmeleri yayınlayan önemli bir bilimsel kaynaktı. Otomobil firmaları hidrojen yakıtı kullanan içten yanmalı motorlu otomobilleri tanıtım amacıyla piyasaya çıkarmaya başlamışlardı. 1999 yılında Koç Enerji Grubu Başkanı olan Ömer Koç, böyle bir tanıtım için Türkiye’de öncülük yapmaları önerimi kabul etmemişti.

Otomobil tarihçesinde bataryalı elektrikli otomobiller 1835’te ilk adımı oluşturmuş, ancak 1890-1910 yılları arasına bu eski elektrikli otomobiller altın çağını yaşamıştı. 1860 yılında hidrojen yakıtlı içten yanmalı motorlu üç tekerlekli araba yapıldığı da tarihçede yer alıyor. Ancak, 1908 yılında Amerikalı sanayici Henry Ford benzinli içten yanmalı motorlu otomobillerin seri üretimine başlayınca otomotiv çağının önü açılıyor, elektrikli araçlar, hidrojen motorları üzerindeki çalışmalar terk ediliyordu. Petrol sorunu ve hava kirliliği elektrikli ve hidrojenli araçları 1970’lerde yeniden gündeme getirdi. Hidrojen yakıtlı içten yanmalı motorlu otomobilleri tanınmış firmalar tanıtım amacıyla hemen ortaya çıkardılar. Yeni elektrikli araçlar ise akaryakıt motoruyla birlikte hibrit araçlar olarak 20 yılı aşkın bir süre sonra piyasaya çıkıyordu.

Benzin motorlu ve elektrik motorlu hibrit araçlar akaryakıtın daha verimli kullanılmasını sağlıyordu. Elektrik motoru ve benzinli motor birbiriyle etkileşimli çalışıyor, yakıt ekonomisi sağlıyor, benzin motoru alternatörle elektrik bataryalarını da şarj ediyordu. Bataryalar rejeneratif fren sistemiyle sürüş sırasında da şarj edilmekteydi. İki motor arasında ilişkiyi otomatik sürüş sistemi kontrol ediyordu. Bataryalar dışarıdan elektrik kablosuyla da şarj edilebiliyordu. 1997 yılında piyasaya çıkan hibrit araçlar döneminin ömrü kısa oluyor, 2006 yılında tam elektrikli denilen Bataryalı Elektrikli Araç (BEV) piyasa çıkıyordu. İlk bataryalı araçlarım menzili 200 km kadardı. En az yarım saatlik hızlı ve yüzde 70-80 şarj ya da 24 saate kadar varan uzun süreli tam şarj sorunu vardı. Yeni bataryalarla menzil 400 km düzeyine çıkarılsa da yetersiz görünüyordu.

Tam elektrikli araçlar için çözüm, batarya yerine elektriğin araç içinde üretilmesinde aranarak yakıt pilli (yakıt hücreli) otomobiller geliştirildi. Yakıt pilleri 1830 yılında beri biliniyordu, 1950’li yıllarda uzay çalışmalarından tarla traktörüne dek çeşitli yerlerde kullanılmış bir uygulamaydı. Tam elektrikli araçlara yakıt pili uygulaması benzin-dizel karışımı yakıt kullanan yakıt piliyle 2013 yılında yapılarak piyasaya çıkarıldı. Ancak hidrojenli yakıt pillerinin araçlarda kullanımı 1966 yılında başlamıştı. Teknolojinin son aşamasında tam elektrikli otomobiller ile hidrojenli otomobiller yakıt piliyle aynı noktada buluştu. Yakıt pillerinde hidrokarbon yakıtlar, sentetik yakıtlar ve hidrojen yakıt olarak kullanılabilmektedir. Yakıt pili, yakıt ile oksijenin elektrokimyasal tepkimesiyle kimyasal enerjinin direkt elektrik enerjisine dönüştüğü hareketsiz bir düzenektir.

Yakıt olarak sıvı hidrojen kullanan içten yanmalı (Otto “benzin, Diesel ve Wankel) motorlu otomobiller 1970-2010 arası süreçte kalmış olup, artık sıvı hidrojen kullanan yakıt pilli otomobiller yapılmaktadır. Tam elektrikli otomobillerin yakıt pilli olanlarının hidrojen dışındaki yakıtlarla, yani hidrokarbonlarla ve sentetik yakıtlarla çalıştırılması da geçmişte kalmıştır. Bugünkü yeni teknolojiyle ortada Bataryalı Elektrikli Araç (Battery Electric Vehicle–kısaca BEV) ve yine elektrikli olan Hidrojen Yakıt Pilli Araç (Hydrogen Fuel Cell Vehicle–kısaca HFCEV) olmak üzere iki tip araç vardır. Her iki araç da elektrik motorludur. BEV tipleri dışarıdan kabloyla şarj edilmekte, menzilleri 400-500 km olmakta FCEV tipi araçların yakıt depoları hidrojen tankları, alışılagelen akaryakıt istasyonlarında yer alan hidrojen pompalarından doldurulmaktadır.

Bataryalı araçların zayıf halkası bataryalarıdır. Bataryalara 500- 800 bin km gibi ömür verilse de garanti süreleri için hangisi daha önce dolarsa diye 5 yıl veya 150-200 bin km verilmekte. Batarya arızalarının onarım gideri yüksek olduğu gibi, yeni batarya fiyatı araba fiyatının yarısından az olmuyor. Ekstrem bir örnek olmakla birlikte, batarya fiyatı için araba fiyatı kadar bedel talep edilebiliyor. Bataryaların ömür sınırlamasına karşın yakıt pilleri için ömür sınırlaması yok. Yakıt pilleri gerekli yakıt ve oksitleyici akışı sağlandığı sürece sonsuza dek çalışabilirler. Bataryalı araçların menzilleri 450-500 km olabilirken, hidrojenli araçların menzilleri beş yıl öncesinde 600 km idi, şimdi 2000 km menzilden söz edilmekte. Bataryalarda saatle söylenen şarj süresine karşın, hidrojen tanklarına gereken yakıt akaryakıt istasyonundan üç-beş dakikada alınabilmekte.

2035 SINIRIYLA ELEKTRİKLİ VE HİDROJENLİ ARAÇLARA ZORUNLU YÖNELİŞ

1970 sonrası artan petrol fiyatları, hidrokarbon (petrol-doğal gaz) kapanlarının sınırlı oluşu ve tükenme olasılığı, dünya global sıcaklığının artış trendine girmesiyle ortaya çıkan iklim değişikliği sürecinin başlaması gerek elektrikli gerekse hidrojenli araçlara yönelmenin başlıca nedeni olmuştur. Dünya global sıcaklığının artışı tüm fosil yakıtların yanmasından ve biyolojik aktivitelerle ortaya çıkan karbondioksit emisyonunun atmosferde ısı perdesi oluşturması nedeniyledir. Hidrokarbon yakıt kullanan ulaştırma araçlarının bunda katkısı vardır. 2022 yılında salınan karbondioksit emisyonunun yüzde 22’si ulaştırma sektöründen kaynaklanmıştır. İnsanlık bu emisyonu azaltıp karbon ayak izini küçülterek silmek istediğinden, her sektörde temiz enerji kullanımı öne çıkıyor. Ulaştırma sektörü için temiz kaynaklar ise elektrik ve hidrojen oluyor.

Avrupa Parlamentosu (AP) mart ayında yaptığı toplantıda, Avrupa Yeşil Mutabakatı ile öngörülen emisyonların azaltılmasına ilişkin uyum paketini görüşmüş, Avrupa Birliği (AB) ülkelerinde yeni benzinli ve dizel otomobillerin satışlarının 2035 yılından itibaren yasaklanmasını öngören yasal düzenlemeyi onaylamıştır. Yeni yasal düzenlemeye göre, 2035 yılından itibaren satılacak yeni otomobiller ve hafif ticari araçlar sıfır karbon emisyonlu olacaklar. Böylece benzin ve dizel yakıtlı araçlar için büyük final yaklaşıyor. Bu bataryalı elektrikli (BEV) ve yakıt pilli elektrikli (FCEV) yeni nesil otomobillerin ve özellikle hidrojen yakıtlı araçların önünü tamamen açacak bir düzenleme. Almanya’nın düzenlemeyi desteklemek için sentetik yakıtlı otomobiller konusunda ayrıcalık isteyip güvence aldığı da belirtiliyor. “Otomotivde 2035 Sınırı” tarihi dönemeç oluşturmakta.

TEMİZ YAKIT HİDROJEN KULLANIMINDA DEVASA

YAYILIM SÜRECİ BAŞLADI

Otomotiv endüstrisinin otomobilleri kapsamında irdelediğimiz çevre dostu temiz yakıt hidrojen kullanımı otomobillerden başka ticari araçlarda, kamyonet ve kamyonlarda, minibüs ve otobüs gibi diğer karayolu taşıtlarında da yer almaktadır. Artık akaryakıt istasyonlarında hidrojen dolumu yapacak pompaların bulunması olağan görülmektedir. Karayollarının dışında demiryolu ulaşımında hidrojenli trenlerin yaygınlaşmasında önemli adım atılmıştır. Demiryolu elektrifikasyonundan sonraki aşama hidrojen yakıt pilli hızlı tren aşaması olmuştur. Amerika, Kanada, İngiltere, Almanya, Polonya, İtalya ve çeşitli Avrupa ülkeleri ile Japonya, Güney Kore, Hindistan gibi diğer ülkelerde de hidrojen yakıt pilli otobüsler ve trenler ulaştırmada yer alıyor. Hidrojen yakıt pilli gemi aşaması ise yatlardan kruvaziyer turist gemilerine dek uzanmıştır.

1980’li yıllarda Ankara’da doğalgaz öncesi hava kirliliği yaşanırken, TRT Ankara Radyosu’na davetli olduğum programların birinde geleceğin ulaştırmasından, hidrojenli içten yanmalı motorların araçlara uygulanmasından söz etmiş, “Gelecek egzozundan çevre kirletici ve zehirli gaz atan araçların değil, su buharı atan araçların olacak, hatta o su buharını yoğunlaştırarak saf su olarak kullanabilecektir.” demiştim. Sözlerimi dikkatle dinleyen TRT muhabiri, “Öyleyse insanlığın önünde daha nemli bir gelecek var.” demişti. Hidrojenli içten yanmalı motorların yerine yakıt pilleri evrildi, gelecekte insanlık egzoz emisyonunu sıfırlayarak kurtulacak görünüyor. Artık emisyon havayı rahatlatıcı biçimde nemlendirici olacak. Çok sınırlı azot oksit emisyonu ise sera etkisi artırıcı bir rol oynayamayacak, yakıtta hidrojen çağı gelişerek yaşanacak.

Batı ve Doğu dünyasında pek çok ülke kamuoyunun temiz yakıt hidrojen kullanımıyla tanışmasına karşın, Türk kamuoyu hidrojen yakıtından habersiz. Hidrojen yakıtlı şehir içi ve şehirler arası otobüslere, hidrojen yakıt pilli trenlere binen insanlar, hidrojenli otomobil sahibi olmasalar da çağın temiz yakıtı hidrojeni tanımış oluyorlar. Türkiye’nin büyük kentleri, İstanbul, Ankara, İzmir ve turizm merkezi Antalya’da niçin belediyeler hidrojenli otobüsleri kent için hizmete koymayı akıl edemiyorlar? Bu dört kentin ana muhalefet partili belediye başkanlarının hizmetten çok siyasetle uğraşmalarından yakınan kamuoylarının, çağdaş teknolojik gelişmeleri görüp yaşama hakları yok mu? İstanbul ve Ankara Belediye Başkanları iflas eden Cumhurbaşkanı yardımcılığı hayallerinden kurtulamadıkları için bu gibi hizmetleri herhalde düşünemezler.

Peki, belediye başkanları bu hizmeti göremiyorlar da çağdaş gelişme ve ileri teknolojiden söz eden Ulaştırma Bakanlığı, İstanbul-Ankara elektrikli hızlı tren hattını, hidrojenli yakıt pilli hızlı tren hattına dönüştürmeyi acaba niye akıl edemiyor? İngiliz, Alman ve Japon halkı kadar İstanbul ve Ankara halkı elektrikli tren yerine çağdaş teknolojinin son adımı olan hidrojen yakıt pilli hızlı trenle seyahat etme hakkına neden layık görülmüyor? Cumhuriyetin ilk yıllarında Atatürk demiryolu hatlarına önem vermişti, sonra karayollarına karşı terk edildiler. Şimdi elektrikli hızlı tren hatlarıyla geliştirilmeye çalışılıyor, ama son teknoloji elektrikli trenler değil ki! Almanya’da 2018 yılından beri yaygınlaştırılan hidrojen yakıt pilli tren kademesine geçilmişti, Türkiye geç kalmış sayılmaz, Türkiye Yüzyılı ile birlikte hidrojenli trene adım atılmalı.

DEVAM EDECEK...