(Yeniden)Şarj çok yakında: elektrikli araçların nasıl şarjlı tutulur
2030 yılına kadar, dünyada 100 milyondan fazla fişli elektrikli araç (EV) olacak.[1] Bunların yarısından fazlası Çin’de satılıyor, ancak dünyanın geri kalanında sayı hızla artıyor; önümüzdeki beş yıl içinde satışlar Amerika Birleşik Devletler’inde iki katına çıkacak ve AB-27 ve Birleşik Krallık’ta dört katına çıkacaktır.[2] Seçenekler ve ürünler artarken fiyatlar ve şarj süreleri düştükçe elektrikli araçların benimsenmesi yaygınlaşacaktır.
Teknoloji, şimdiden on yıl önce bulunduğu noktadan çok daha ileride. Tamamen elektrikli Nissan Leaf 2010 yılında piyasaya sürüldüğünde, maksimum 70 millik bir menzile sahipti. Bunu, ABD’de yaşayan ve heyecan verici EV üreticisi RIVIAN ve Amazon, Ford ve Cox Automotive gibi ağır topların ve aralarında önemli bir ilk yatırımcı olan JIMCO‘nun da (Jameel Yatırım Yönetimi Şirketi) yer aldığı, yüksek profilli yatırım fonlarının ilgisi ile karşılaştırın. RIVIAN, 2021 yılında, dört çekişli arazi araçlarına odaklanarak, şarj başına 400 milden fazla seyahat edebilen bir pikap ve SUV sunuyor ve EV için yeni bir sınır açıyor. McKinsey, EV’lerin 2030 yılına kadar Çin, AB-27 ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki binek araç satışlarının %30’unu karşılayabileceğini tahmin ediyor[3]. Elektrikli araçlarda küresel öncülerden biri olan Toyota, 2030 yılına kadar yılda 5,5 milyonu aşmayı hedefliyor[4]. Bu da yol boyunca şarjımız tükenmediği sürece, daha temiz araçlar ve daha temiz hava için beklentileri çok daha yakına getiriyor.
Gücü bulmak
Küresel şarj altyapısı son üç yılda iki katına çıktı. Yine, şarj cihazlarının yarısından fazlası ile Çin[5] başı çekiyor, ardından Avrupa ve uzun ara farkla üçüncü olarak ABD üçte birlik bölümü bulunduruyor[6]. Ama gidilecek uzun bir yol var. McKinsey, 2025 yılına kadar Çin, AB-27, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri’nde 22–27 milyon şarj noktasına ihtiyaç duyulacağını tahmin etmektedir. 2030 yılına kadar, bu sayı 55 milyona yükselecek ve güç talebini yılda 180 TWh’den en az 525 TWh’ye yükseltecek[7].
Pazarın hâkimi şu anda ev şarj cihazları ve daha yavaş kamu şarj cihazlarıdır ve bunlar genellikle yetersiz konumdadır ve arzulanan müşteri deneyimini sağlamamaktadır. Hızlı şarj cihazları olarak adlandırılan şarj cihazları bile benzinle doldurmaktan 45 dakika kadar (ve çocuklarla seyahat ediliyorsa sonsuza kadar) daha uzun sürer. EV’nin benimsenmesini kolaylaştırmak için dünyanın daha fazla şarj cihazına, daha fazla destekleyici altyapıya ve daha fazla güce ihtiyacı vardır.
Ölçeklenebilir, tüketici odaklı iş modelleri, yaygın işbirliği, büyük yatırım ve devlet desteği gerektirecektir. McKinsey’e göre, EV şarj istasyonlarına yönelik küresel talebi karşılamak için 2020 ile 2030 arasında hem kamu alanlarında hem de evlerde tahmini 110 milyar ABD Doları ila 180 milyar ABD Doları tutarında bir yatırım yapılmalıdır[8].
Peki, bu gereksinimleri karşılamamıza yardımcı olabilecek teknolojiler ve iş modelleri nelerdir? Ve önümüzdeki yolda hangi engelleri bekleyebiliriz?
Etkileyiciler kimlerdir?
Neredeyse herkes. EV şarj sektörü, özel sektörler ve kamu sektörleri genelinde çok sayıda operatörü kapsar:
- Şarj noktası operatörleri (CPO’lar)
- Elektrik-ekipman sağlayıcıları
- Geliştiriciler ve mülk sahipleri
- Girişim sermayesi ve serbest yatırım fonları
- Kent planlamacıları, düzenleyiciler ve hükümetler
- Elektrik tedarikçileri ve şebeke operatörleri
Şarj etme yöntemleri nelerdir?
Alternatif akımlı (AC) şarj cihazları konut, sokak, iş yeri ve varış yeri şarjı için tipik bir seçimdir. Kamuya açık AC seviye 2 şarj cihazları 19 kWh’ye kadar güç sağlayabilir ve boş bir pili şarj etmek 2-8 saat sürebilir. Araçların normalde bu konumlarda ne kadar uzun süre park ettiği ve EV akülerinin çoğu yolculukta nadiren tamamen tükendiği göz önünde bulundurulduğunda bu durum genellikle iyidir. AC şarj cihazları, binalardaki standart elektrik bileşenleri ile aynı akımda çalışır ve bu da kurulumları daha kolay ve ucuz hale getirir.
Doğrudan akım hızlı şarj cihazları (DCFC) 350 kWh’ye kadar hız sağlayabilir ve binek otomobilleri bir saatten kısa sürede şarj edebilir. Daha büyük ticari araçlar için gereklidirler ancak daha pahalı elektronik ve daha fazla elektrik gerektirirler, bu da tüketici kullanımını gerekçelendirmek için yüksek talep gören yerlere yerleştirilmeleri gerektiği anlamına gelir.
AC şarj cihazları, öngörülebilir gelecek için hakim şarj cihazı biçimi olmaya devam edecek, ancak ticari filolar elektriklendikçe daha fazla DC şarj cihazı görmeyi umuyoruz. EV sürücüleri daha uzun yolculuklarda daha rahat olacaklar.
EV’ler fişsiz mi?
Çoğu şarj cihazı aracınıza takılarak çalışır. Ancak bu her zaman gerekli olmayabilir. Kablosuz şarj, hareket halindeyken şarjı tamamlamak için manyetik rezonans indüksiyonu kullanır. Teknoloji kalkış sıçrama yaparsa bu muhtemelen ticari araçlar tarafından yönetilecektir. Örneğin, otobüs duraklarında elektrikli otobüsleri veya havaalanındaki kuyrukta taksileri şarj etmek. Hatta teorik olarak sürekli şarjlı otoyollar oluşturmak da mümkündür, ancak bu kesinlikle denebilecek biçimde aşırı pahalıdır[9].
Ana şarj konumları nerededir?
Konut: Ev şarjı AB-27, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri’nde, konut elektriğinin düşük maliyeti ve EV’leri erken benimseyen varlıklı kişiler arasında ev sahipliği oranının yüksek olması nedeniyle en popüler seçenektir (şarj noktaları her yerde, 500 ABD Doları – 1.000 ABD Doları’na mal olmaktadır)[10]. Konut şarjı, apartman kompleksleri gibi ortak olanaklarda şarj etmeyi de içerir. Bu şarj etme şekli, Çin ve Birleşik Krallık gibi müstakil evlerinin daha düşük bir oranda olduğu ülkelerde daha yaygındır.[11] Ev şarjının hâkim segment olarak kalması ve düşük düzenleme ve düşük yatırım maliyetlerinden yararlanması muhtemeldir. Yan sıra şarj noktası operatörlerinin belli bir ölçeğe ulaşmak için büyük bir müşteri tabanına ihtiyacı vardır.
İşyeri: İşte park halindeyken şarj işlemi genellikle evde şarj etmeye benzer hızlarda yapılır. İşyerinde şarj etme, işletmelerin yeşil kimlik bilgilerini belirtmelerine ve özellikle daha az şarj noktasının olduğu alanlarda bulunan EV kullanan çalışanları cezbetmelerine yardımcı olur. Ancak, uzaktan çalışmadaki artış işyerinin bunu benimsemesini yavaşlatabilir.[12]
Sokak: Konut alanlarındaki yolları, otoyolları ve hatta EV’ler için özel elektrik otoyollarını içerir. Güzergâhta şarj genellikle hızlı şarj cihazları gerektirir.
Filo: Büyük araçlar için hızlı şarj ve hızlı dönüşler gerektiren bir merkezde taksi veya ticari teslimat araçlarının şarj edilmesi. Otobüs gibi düzenli rotaya sahip araçlar için muhtemelen en iyi seçenektir.
Hedef: Süpermarketler, eğlence merkezleri ve spor salonları gibi yüksek trafiği olan ‘varış yeri’ alanlarında şarj. Daha uzun bekleme süreleri, ev şarjına benzer hızlarda şarj cihazlarına izin verir.
İş modelleri nelerdir?
Bazı operatörler, hızlı şarj gibi bir şarj segmentinde uzmanlaşabilir. Diğerleri riski çeşitlendirmek ve birden fazla gelir oluşturma fırsatı yaratmak için daha kapsamlı portföyler oluşturabilir. Hatta sabit EV’lerden şebekeye elektrik satma veya düşük talep dönemlerinde (yani ‘yük değiştirme’) şarjı kolaylaştırarak marjlar bulma potansiyeli bile var. Artan enerji talebi ile haklı olarak ilgilenen enerji tedarikçileri, özel EV paketleri ve tarifeleri ile mevcut geniş müşteri tabanını hedef alabilirler. EV üreticileri, şarj ekipmanını indirimli olarak veya EV satışlarını teşvik etmek için ücretsiz olarak sağlayabilir.
EV şarjı parçalanmış, gelişmekte olan bir pazardır, bu nedenle herkes bu kategorilere tam olarak uymayacaktır. Hangisi olursa olsun, herhangi bir iş modeli ölçeklendirilebilir olmalı ve ideal olarak birden çok gelir akışı oluşturmalıdır.
“Bir operatör ne kadar fazla şarj noktası geliştirirse, birden fazla hizmet sağlama, alternatif gelir akışları oluşturma ve ‘sadık müşteri’ değeri önerme potansiyeli o kadar artar. Ağ ölçeği ayrıca bakımdan sermaye maliyetine kadar ölçek verimliliklerini de çözer. Dahası, uzun vadede ulusal ağa sahip operatörlerin gelişme ihtimalinin daha yüksek olduğuna dair bir tartışma vardır,” diye belirtiyor PwC EV şarjı raporunda[13].
Yoldaki engeller
EV şarj altyapısını ve hizmetlerini piyasaya sürmek ve yönetmek, birden fazla paydaşı içeren karmaşık bir iştir. Maliyetleri düşük tutmak için erken plan yapmak ve uzun vadede düşünmek hayati önem taşır. Temel değerlendirmelerden bazıları şunlardır:
Şarj cihazları nereye yerleştirilmeli
Optimum şarj cihazı yerleşimi, hangi segmentlere odaklandıklarına bağlı olarak farklı operatörler için değişiklik gösterir. Tabii ki, yüksek trafikli rotalar ve popüler varış noktaları bariz seçeneklerdir. Modelleme ve yapay zeka ile GIS verileri ve cep telefonu verileri dahil olmak üzere mobilite verileri, şarj noktalarının yerleştirilmesi konusunda bilgilenmeye yardımcı olabilir[14].
AC şarj cihazları, ev şarj noktaları için 400 ABD Doları ile kamu AC seviyesi 2 şarj noktaları için 2.400 ABD Doları arasında değişir. DCFC şarj noktaları en düşük 50-150 kW için 30.000 ABD dolarından fazlasına mal olur. Donanım, güç dağıtımı ve yazılım hizmetleri daha da pahalıdır. İşletmeler ve emlak geliştiriciler, binaları planlarken güç kaynağını hesaba katmalı ve kent planlamacıları ile koordine etmelidir. Gerçekten de Uluslararası Kod Konseyi, yeni inşa edilmiş tüm evlerin EV’ye hazır olması gerektiğini ve ABD yerel hükümetlerinin bu yönergeleri kabul ettiğini belirtmektedir[15]. Benzer şekilde, AB-27 ve Birleşik Krallık, üyelerin 1 Ocak 2025 tarihine kadar 20’den fazla park alanına sahip tüm konut dışı binalar için minimum sayıda şarj noktası belirtmelerini isteyecektir[16].
Kurulum bir yana, elektriğin kendisi genellikle en yüksek gizli maliyettir. Bir çalışan için nominal bir ödeme olarak başlayan şey, elektrikli araçların benimsenmesi arttıkça hızla artabilir.
Bu, bir sonraki soruyu gündeme getirir…
Tabloyu nasıl dengeleriz?
Tüm bu güç bir yerden gelmelidir. Bu, güç üretimini—ideal olarak yenilenebilir kaynaklardanartırmak—ve bunu sağlamak için altyapıya yatırım yapmak anlamına gelir. Ancak, enerji arzının tek başına tüm EV talebini kesintisiz olarak karşılayacak şekilde ölçekleneceği şüphelidir. Enerji yönetimi çok önemli olacaktır.
“Birleşik Krallık’ta, harika yenilikçi elektrikli araçların piyasaya sürüldüğünü görüyoruz. Yenilikçi şarjın yanı sıra pazarı hızlandırmaya yardımcı olacak harika teknoloji platformları da görüyoruz. Yine de beni ilgilendiren şeyler, bunu destekleyen temel altyapıdır. Bu nedenle, temel şebeke altyapısına yapılan bazı stratejik yatırımlar bu pazarı hızlandırmaya yardımcı olacaktır” diyor Birleşik Krallık’taki Ulusal Şebeke elektrikli araçlar Proje Direktörü Graeme Cooper.[17]
Akıllı fiyatlandırma, yoğun zamanlarda daha fazla elektrik şarj etme veya anında şarj etme, şebeke üzerindeki baskıyı azaltacaktır. EV’ler, Araçlardan Şebekeye (V2G) hizmetleri aracılığıyla şebekeye elektrik katkısı bile yapabilir. EV’lerin sayısı arttıkça, bunlar, nakit veya tercihli şarj oranları karşılığında elektriği aktarabilecek önemli bir kombine batarya kapasitesi temsil edecektir. Bu, özellikle yenilenebilir enerjilerin değişken güç çıkışını düzeltmeye yardımcı olmak için büyük bir potansiyele sahiptir. Otomasyonun farklı şarj noktası operatörlerini ve enerji tedarikçilerini dikkate alan, elektrik maliyetlerini ve kullanılabilirliğini, hava durumu verilerini, değişken fiyatlandırmayı vb. etkileyen adil bir hizmet sağlaması gerekecektir.
Tüketicileri sürücü koltuğuna oturtmak
Bireylerin çevresel kaygıları, EV’nin geniş çapta benimsenmesini kolaylaştırmak için yeterli değildir. Bu nedenle RIVIAN ve Tesla gibi şirketler, tüketicilerin sadece yapmaları gerektiğini düşünmek yerine, kullanmak istedikleri araçları yaratırlar. Aynı mantık EV şarjı için de geçerlidir, ancak şarj noktası operatörlerinin insanların gerçekten kullanmak isteyeceği bir hizmet oluşturmak için bir dizi önemli sorunu göz önünde bulundurmaları gerekecektir:
- Ürün ve deneyim kaygısının üstesinden gelin: Şarjı acısız hale getirmek için doğru hızlarda doğru yerlerde yeterli şarj cihazı bulunmalıdır. Tüketici davranışını bilmek, optimum konumların seçilmesi ve müşteri deneyiminin geliştirilmesi için hayati önem taşır.
- Fiyat hassasiyeti: Doğru iş modelleri, örneğin bir varış noktasına giderken hızlı şarj için uygun primler ile teşvikler ve gruplama dahil olmak üzere cazip fiyatlı hizmetler sunacaktır.
- Kontrol: Tüketiciler, geleneksel araçlarla aynı özgürlüğe sahip olduklarını hissetmeli, daha düşük enerji hızlarını bekleyebilmeli ve şebekeyle ne kadar elektrik paylaşacaklarına karar verebilmeli.
- Kullanım kolaylığı: Sezgisel yazılım ve uygulamalar, EV sahiplerine enerji kullanımını ve harcamalarını izleme olanağı verecektir. Temel parametreleri ayarlayabilmeleri gerekir (ör. her zaman en düşük maliyetle şarj edin veya x zaman içinde şarj edin).
Görevin boyutu, birden fazla paydaşın altyapıyı genişletmek, maliyetleri paylaşmak ve mümkün olduğunca düşük tutmak için faaliyetlerini koordine etmesi gerektiği anlamına gelir. Şarj noktası operatörleri, kurulumu talep ve şebeke genişletme ile uyumlu hale getirmek için işletmeler, emlak geliştiriciler, mimarlar, sivil mühendisler, elektrik mühendisleri ve şehir planlamacıları ile iletişime geçmelidir.
Örneğin, Toyota, İngiltere’deki Toyota Prius Plug-In için, BP enerji devinin bir parçası olan BP Chargemaster ile, aracın bataryasını 2,4 saat içinde tamamen dolu olarak şarj edebilecek 7kW’lık bir ev şarj cihazı geliştirmek için ortaklık kurdu.[18]
Altyapı üzerindeki baskıyı hafifletirken EV alımını artırmanın başka bir yolu, tüm tarafların maliyetlerin nasıl paylaştırılacağı konusunda mutabakata varması kaydıyla, şarj ekipmanını farklı OEM’ler arasında birlikte çalışabilir hale getirmektir. BMW Group, Ford Motor Company, Hyundai Motor Group, Mercedes Benz AG ve Audi ve Porsche ile Volkswagen Group arasında ortak bir girişim olan Ionit gibi daha fazla markanın, Avrupa’nın başlıca otoyollarında 400 şarj istasyonu ve istasyon başına ortalama altı şarj noktasıyla Avrupa çapında bir şarj ağı oluşturmasını görmeye hazırlanın.
Hükümetler vites değiştirebilir
Piyasanın başarısız olduğu yerlerde, hükümetler havuç ve sopanın makul dengesi ile giriş yapabilir. Avrupa Birliği yakın zamanda 2025 yılına kadar 1 milyon şarj cihazı hedefini duyurdu[19]. Birleşik Krallık halihazırda, her ikisi de yeni fonlar sağlayan kablosuz şarj ve “açılır” kaldırım teknolojileri ile elektrik şarj noktaları ağını dönüştürmek için 50 milyon ABD Doları yatırım yapıyor. Kaliforniya’nın önerdiği 1 milyar ABD dolarının yanında sönük kalsa bile[20].
Emisyon hedefleri EV’leri pek çok ülkede önemli kılmaktadır. AB’de, EV’lerin ve hibrit taşıtların 2030 yılına kadar yoldaki araçların en az %22’sini oluşturması gerekecek[21]. Bazı yerler daha da ileri gidiyor. Amsterdam, 2025 yılına kadar şehir merkezindeki ticari araçlarda sıfır emisyonu gerekli buluyor ve 2030 yılı için şehirdeki tüm trafik için net sıfır emisyon planlıyor[22].
Fiyat sübvansiyonları ve araç vergi muafiyetleri gibi finansal teşvikler, işletmelere ve tüketicilere hoş bir teşvik sağlayacaktır. Ve EV’ler için öncelikli şeritlerin de yararı olur.
Bu işe yaramazsa, doğrudan yasaklar işe yarar.
Örneğin, 2016 yılında, Atina, Madrid, Mexico City ve Paris belediye başkanları, on yıl içinde caddelerinde dizel araç ve vanların tamamen yasaklama niyetlerini duyurdular. Paris eski dizel araçlardan zaten kurtulmuştur. Danimarka ve Birleşik Krallık, 2030 yılından sonra benzinli tüm araçların satışını yasaklamaktadır ve Kaliforniya da 2035 yılı için benzer bir hedef belirlemiştir. Çin ve Hindistan, fosil yakıtlı tüm motorları yasaklamak için mevzuat uygulayarak Norveç’in örneğini izlemeyi amaçlıyor.
İnşa edince gelecekler mi?
Devlet yardımı her zaman gerekli değildir. Kansas City Power and Light Company, 2015 yılında 1.000 şarj noktası kurmak için 20 milyon ABD doları yatırım yaptı; ancak o sırada tüm eyalette sadece 1.600 eklenti EV bulunuyordu. Altyapı mevcut olduğunda, müşteriler akın etti ve 2016 ile 2017 arasında benimseme %78 oranında arttı. Ayrıca, kamu hizmeti sağlayıcısının nükleer ve rüzgar gücüne artan talebinin de faydası oldu ve böylece birim başına maliyet düştü[23].
İşbirliği çok önemlidir
EV devrimi hızlanıyor ve sürdürülebilir mobilite çözümlerinin geleceği de dahil olmak üzere yaşamın altyapısında aktif bir yatırımcı olarak Abdul Latif Jameel yolculuğun bir parçası olmaktan gurur duyuyor. Ancak, küresel yeşil ulaşım vaadini gerçekleştirmek için EV’ler sadece ilham verici değil, varsayılan tercih olmalıdır. Üreticiler yenilikçiliği sürdürmelidir; Hükümetler düzenleyici itici gücü sağlamalıdır ve yatırımcılar, şarj noktası operatörleri, enerji tedarikçileri, işletmeler ve kamu yetkilileri dahil olmak üzere tüm paydaşlar güç, bağlantı ve hizmeti uygun fiyata sağlamak için birlikte çalışmalıdır.
Tam rota belirsiz kalsa da doğru yöne gittiğimize kesinlikle inanıyoruz.
[1] Charging Infrastructure for Electric Vehicles 2020–2030, IDTechEx
[2] Driving into 2025: The Future of Electric Vehicles, J.P. Morgan, 10 Ekim 2018
[3] How charging in buildings can power up the electric-vehicle industry, McKinsey, January 2021
[4] Toyota and battery electric vehicles (toyota-europe.com)
[5] https://www.bloomberg.com/news/features/2019-10-15/china-electric-car-chargers-fleet-outpaces-u-s-ev-stations?sref=JuSsFiEr
[6] https://www.bloomberg.com/news/features/2020-06-01/electric-car-chargers-will-determine-america-s-green-future?sref=NzfUqEPA
[7] How charging in buildings can power up the electric-vehicle industry, McKinsey, January 2021
[8] How charging in buildings can power up the electric-vehicle industry, McKinsey, January 2021
[9] https://www.economist.com/science-and-technology/2020/05/14/wireless-charging-of-electric-cars-looks-increasingly-promising
[10] How charging in buildings can power up the electric-vehicle industry, McKinsey, January 2021
[11] How charging in buildings can power up the electric-vehicle industry, McKinsey, January 2021
[12] Powering ahead! Making sense of business models in electric vehicle charging, PwC, October 201
[13] Powering-ahead-ev-charging-infrastructure.pdf (pwc.co.uk)
[14] https://core.ac.uk/download/pdf/148676205.pdf
[15] All new homes should be EV-ready, says international code council, 16 Ocak, thedriven.io
[16] New buildings in Europe required to have EV charging points, Fleet Europe, 20 Nisan, 2018
[17] Powering ahead! Making sense of business models in electric vehicle charging, PwC, October 2018
[18] Chargemaster for Plug-in | Latest News & Events | Toyota UK
[19] https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-06-23/electric-car-charging-stations-are-finally-about-to-take-off?sref=JuSsFiEr
[20] https://www.bbc.co.uk/news/business-48913028
[21] https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/uk/Documents/manufacturing/deloitte-uk-battery-electric-vehicles.pdf
[22] How charging in buildings can power up the electric-vehicle industry, McKinsey, January 2021
[23] Forbes, November 2020