İlk otomobiller yollara buhar motorlarıyla çıkmıştı. James Watt sayesinde güvenilir ve yaygın şekilde kullanılmaya başlanan buhar gücü, trenler gibi otomobillere de hayat vermişti. Sonrasında yani 1800’lü yıllarda elektrik motoru da otomobillerin güç kaynağı olarak kullanılmaya başlandı. Tabii henüz emekleme aşamasındaki akülerle uzun menzillerden bahsetmek mümkün değildi. 1886 yılında ilk benzinli motorlu otomobil olan PatentMotorWagen, Karl Benz tarafından yollara çıkarıldığında sektörün yönü hızlıca değişti.
Önce buharlı otomobiller yok oldu, sonra da elektrikliler. Sonuçta, gürültülü ve bol dumanlı olsa da (buharlılar kadar değil) daha uygun fiyatlı benzinli otomobiller, yakıtın ucuz olması, gittikçe daha kolay bulunur hale gelmesi ve bu sayede menzil probleminin aşılmasıyla sektörü ele geçirdi. 1936’da ilk seri üretim dizel motorlu otomobil olan Mercedes-Benz 260 D satışa sunulsa da uzun yıllar boyunca benzinli otomobiller pazarı domine etti.
Almanya’da bir parlamenter, 1956 yılında Alman Mühendisler Birliği’nden şehirlerde hava kirliliğinin ve otomobillerin egzoz emisyonlarının azaltılmasına yönelik bir çalışma yapmasını istedi. Fransızların da benzer bir araştırma yapması ile 1970 yılında Avrupa Birliği’nde ilk emisyon normları Alman ve Fransızların çalışmalarına göre yayımladı.
ABD’de de başta Los Angeles olmak üzere bazı şehirlerin havasının aşırı kirli hale gelmesiyle birlikte 1963’te başlayan emisyon sınırlama çalışmaları 1968’de yürürlüğe giren Temiz Hava Kanunu ile karbondioksit ve hidrokarbonlara yönelik sınırlandırmalar içeriyordu. Kaliforniya’nın başı çektiği çevreci otomobil rüzgarı, petrol krizinin de etkisiyle daha düşük yakıt tüketimi ve dolayısıyla daha düşük egzoz emisyonuna giden yolu açtı.
Egzoz emisyonlarıyla mücadele açısından önemli adımlardan biri 1997 yılında Toyota’dan geldi. Tam hibrit Toyota Prius önce Japonya’da, milenyumda da ABD’de ve diğer pazarlarda satışa sunuldu. Bu arada Honda da 1999’da mild hibrit modeli Insight’ı ABD’de satışa sundu. 2008’de ise Çinli BYD dünyanın ilk seri üretim şarj edilebilir hibrit (PHEV) modeli olan F3DM’yle yeni bir teknolojiyi yola çıkardı.
Elektrik ve petrolden elde edilen yakıtlarla çalışan motorları bir araya getiren bu teknolojilerden daha eski olan hidrojen yakıt hücresinin (Fuel Cell) geçmişi Humphry David’in 1801’deki konsept çalışmasına kadar dayanıyor. Allis-Chamells’in seri üretim traktörlerinde kullanılan hidrojen yakıt hücresi, hidrojen ve oksijeni kullanarak bir membran vasıtasıyla elektrik üretme prensibine dayanıyor.
Hidrojen yakıt hücresi teknolojisi ABD’nin Apollo uzay aracıyla Ay yüzeyi görevinde kullanılırken 1966’da Chevrolet Electrovan konseptinde kullanılsa da ekonomik açıdan uygun olmadığı için rafa kaldırıldı. 2008’de Honda Clarity ile otomobillerde kullanımı başlayan hidrojen yakıt hücresi teknolojisi üzerinde çalışan Mercedes-Benz, GM, Hyundai gibi markalardan sonra Toyota da Mirai modeliyle seri üretime geçti.
Ancak altyapı, hidrojenin yüksek basınç altında taşınması, maliyet gibi sebeplerle bu teknoloji henüz otomobil pazarında yer edinebilmiş değil. Yine de Toyota ve BMW gibi markalar 2028’de seri üretim hidrojen yakıt hücreli otomobil satışına başlayacaklarını da açıkladı.
Halen Türkiye’de yollarda mild hibrit, tam hibrit, şarj edilebilir hibrit ve elektrikli otomobiller satılıyor. Bu teknolojilerin farklarını, avantaj ve dezavantajlarını sıralayalım:
Mild hibrit: Hafif hibrit olarak da tanımlanan bu teknolojide motorla şanzıman arasında ya da şanzımanın içinde bir elektrikli motor bulunuyor. Bu motor, kalkış ya da ara hızlanmalarda içten yanmalı motora destek vererek yakıt tüketiminin ve dolayısıyla egzoz emisyonunun düşmesine destek oluyor.
Otomobil üreticilerinin filo emisyonlarına uyum sağlayabilmek için başvurdukları en düşük maliyetli çözüm olan mild hibritler sakin kullanımlarda özelikle şehir içinde yüzde 15 civarında tüketim düşüşü sağlayabiliyor. Bu düşüş, kalkışlarda ve park manevralarında tamamen elektrikli sürüşe imkan tanıyan mild hibrit tiplerinde daha yüksek olabiliyor. Buna karşılık tam hibritler kadar etkin olamıyor.
Tam hibrit: 20’nci yüzyılın başında Ferdinand Porsche’nin Lohner firmasında mühendis olarak çalıştığı dönemde üretilen ilk tam hibrit Semper Vivus’tan sonra 1997’de Toyota Prius’a kadar gözlerden uzak kalan tam hibrit teknolojisinde içten yanmalı ve elektrikli motor, ayrı ayrı ya da birlikte çalışabiliyor. Mild hibrite göre daha karmaşık ve ağır yapıya sahip. Buna karşılık şartlar uygun olduğunda saatte 100 km’nin üzerindeki hızlarda bile içten yanmalı motora ihtiyaç kalmayan durumlar söz konusu. Bu sayede, normalde 100 km’de sekiz litre tüketilebilecek bir şehir içi rotada neredeyse yarısı kadar tüketmek mümkün oluyor.
Tam hibritlerin de farklı çalışma prensibine sahip versiyonları bulunuyor. Bazı markalar ağırlıklı olarak elektrik motorlarını kullanırken içten yanmalı motoru jeneratör olarak kullanmayı tercih ediyor. Hem mild hibritte hem de tam hibritte batarya yavaşlama sırasında reküperasyon yoluyla şarj oluyor.
PHEV: Şarj edilebilir hibritler tam hibritlerden iki noktada ayrılıyor. İlki, elektrikli otomobiller gibi kablo yoluyla bataryalarını dış kaynaktan şarj edebilmeleri. İkincisi de daha büyük bataryaları. Tam hibrit gibi kalkışlarda ve sabit hızlarda sadece elektrikli motorunu kullanabilen PHEV’lerde tam hibritlerde olduğu gibi yüksek güç gerektiğinde iki motor birlikte çalışabiliyor. Frenleme ya da yavaşlamanın yanı sıra ihtiyaç durumunda içten yanmalı motor da bataryayı şarj ediyor. Tabii bu durumda yakıt tüketimi artıyor.
Buna karşılık kablo yoluyla şarj istasyonlarından düzenli şarj edildiğinde tam hibritlerin yarısı kadar yakıt tüketmeleri mümkün. PHEV ve tam hibritler şehirler arası yollarda yüksek ağırlıkları nedeniyle daha yüksek yakıt tüketimi sergileyebiliyor.
Menzil uzatıcılı elektrikli otomobil (EREV): Otomotiv sektöründe farklı adlandırmaları olsa da temelde elektrikli otomobile eklenmiş ve jeneratör görevi gören içten yanmalı motora sahip modeller menzil endişesini bitirmeye çalışan bir çözüm. Genelde 20 litre civarında yakıt deposuna sahip bu modellerin bataryasındaki enerji belirli bir seviyeye düştüğünde içten yanmalı jeneratör motor çalışarak elektrik üretiyor. Bu modellere dışarıdan kablo yoluyla da şarj edilebilir.
Tam elektrikli modellere göre tam hibrit ve PHEV’ler gibi en büyük dezavantajları sürüş sırasında egzoz emisyonu olması ve bakım maliyetleri. Buna karşılık şarj istasyonu bulunamasa bile depoda yakıt olduğu müddetçe yola devam edebiliyor.
Bataryalı elektrikli otomobiller (BEV): İçten yanmalı motora sahip olmayan, elektrik motor ya da motorlarını besleyen bir bataryaya sahip olan otomobillerdir. Sürüş sırasında egzoz emisyonu yoktur. Dışarıdan kablo yoluyla şarj edilmesinin yanı sıra yavaşlama sırasında hibrit teknolojiler gibi reküperasyon yoluyla elektrik üretip bataryaya enerji depolayabiliyor.
FCEV: Hidrojen yakıt hücreli otomobiller de temel de elektrikli tahrike sahip. Elektrik üretimi için deposundaki hidrojeni bir membrandan geçirip oksijenle kimyasal reaksiyona sokan bu teknolojide araçtaki egzoz borusundan su buharı çıkıyor. Dezavantajları ise hidrojen üretiminin maliyeti, yüksek basınç altında taşınma ve depolanma zorluğu ve altyapı kurulum maliyeti olarak sıralanabilir. Bu sebepler nedeniyle otomobillerden çok ağır ticari araçlara daha uygun olduğu düşünülüyor ve buna dair çalışmalar artıyor.
Mercedes-Benz'in katkılarıyla: Sürdürülebilir Mobilite Evreni
Togg ve Tesla liderliğinde elektrikli araç pazarı yüzde 17,8’e ulaştı / Haber Detay - Tıkla Oku
Elektrikli ve hibrit araç sigortasında yeni dönem: Riskler ve fırsatlar / Haber Detay - Tıkla Oku
Otomotivde dijital finansman ve tüketici beklentileri / Haber Detay - Tıkla Oku