EV otomobilin kalbi: Batarya

Elektriklendirilmiş otomobilin canı pille, endüstriyel terimiyle batarya ile hayat buluyor. Bu “can” kaynağını yeterince tanıyor muyuz?

Yerli otomobilimizin bataryası geçtiğimiz günlerde gündemde kendine fazlaca yer buldu. Birçok otomobil yazarı konu hakkında, topladıkları bilgilerle dolu dolu, yazılar yazdılar, sağ olsunlar bizleri de bilgilendirdiler. Hatta bazı otomobil gazetecileri, “neden batarya yerli yapılmıyor? Batarya yerli değilse ben o otomobile yerli demem, diyemem” mealinde bir şeyler de yazdılar.

Öncelikle elektriklendirilmiş bir otomobilin bataryasına bir bakalım içinde neler var anlayalım ardından da yerli batarya ne demek konuşalım

Bir bataryanın en önemli yeri, tabir yerindeyse kalbi, “kese” (Pouch) denilen, alüminyum bir poşet benzeri bir kılıfın içinde kısmen yumuşak bir kimyasal parçadır. Üstünde artı ve eksi bağlantı yapılabilecek birer ucu bulunur. Kesenin gerilimi 3,6 volt civarındadır. Kesenin fiziki büyüklüğüne göre de elektriksel gücü oluşur. Aklımıza gelebilecek pille, aküyle, bataryayla çalışan her elektronik üründe kalbindeki güç kaynağı bu yumuşak kimyasal maddeden gelmekte.

İşte bu keseyi alıp isterseniz cep telefonun pilinin içine, isterseniz kablosuz elektrikli atletlerinizin aküsünün içine isterseniz de elektriklendirilmiş bir otomobilin bataryasının içine koyabilirsiniz. Tek yapmamız gereken elinizdeki keseleri, bataryanın içinde paralel ve seri bağlantılar yaparak, istenilen elektriksel özellikler elde etmektir.

Bugün, elektrikli bir otomobilin en önemli parçası herkesin bildiği gibi bataryası. Menzil ve güç için belirleyen eleman durumunda. Tabii ki aynı zamanda en pahalı parçasıdır da. Bugün, otomotiv pazarının neredeyse tüm pil hücreleri Çin’de üretiliyor. Elektrikli araç yapmak isteyen hemen her Avrupalı üretici kendine bir Uzakdoğulu partner bulma derdinde. Partner demek stratejik ortaklık demek aynı zamanda. Hemen hatırlayacak olursak, bugün itibariyle lityum bataryadaki en büyük 5 üretici LG, CATl, BDY, Panasonic ve Tesla. Yani Çinliler bu işte en ön sıradalar.

Çin’e olan bağımlılık kısmen pil oluşturan nadir metallerden kaynaklanıyor. Örneğin pile adını veren lityum, bataryadaki en önemli element, ancak sadece o değil yanında kobalt, nikel ve manganez de gerekli.

Maalesef, bu metallerin üretimi, Çin’de toprak ve suya önemli zararlar içeren ve nüfus için ciddi sağlık sonuçları olan madenlerde yapılmakta. Ayrıca, Çin’deki düşük maliyetli madenlerde çok kötü çalışma koşullarından bahsetmem gerek sanırım.

Yukarıdaki metallerin üretimlerinde, elektriklendirilmiş araçlardaki üretim artışına paralel olarak, çok ciddi bir artış olacağı çok acık. (2020 ve 2022 arasında iki katına çıkması bekleniyor). Birçok kişinin söylediğinin aksine, bataryalar için en önemli element ise lityum değil kobalttır.

Demokratik Kongo Cumhuriyeti dünya üretiminin %60’ını sağlamakta ve kaynakların %50’sini elinde bulunduruyor. Lityum iyon bataryalar için, güçlü konumunun farkında olan Kongo hızla elektrikli otomobilin petrol krallığı haline gelebilir.

Gelelim Avrupa’ya. Avrupa birliği 2017 yılında kendi bataryalarını üretmek ve uzak doğuya bağımlılıktan kurtulmak için “European Battery Alliance” ittifakını kurdu. Bu ittifakın içinde, Ham madde üretimi, kese kimyasalı üretimi, kese kimyasalı üretim makinaları üretimi, keselerin bir araya getirilmesi, ürünler üstünde kullanımı ve en sonunda da geri kazanım nasıl yapılacak konularında çalışma grupları kuruldu. Bu gruplarda madencilikten otomotive, birçok özel sektör firması ve üniversiteler birlikte çalışıyorlar.

Burada otomotiv konusuna bir nokta koyalım ve olaya başka bir yerden bakalım. Meşhur bir Amerikalı cep telefonu üreticisinin ürünü olan bir akıllı saat var. Saati kullananların dediklerine göre, her gece saatlerini şarj etmeleri gerekiyor. Hemen aynı özelliklere sahip Uzakdoğulu bir markanın benim kullandığım saat ise tek şarjda 20 gün kullanılabiliyor. Bu iki saatin fiziksel büyüklükleri de hemen aynı. Yani bir saatin içindeki pil, diğerinden 20 katı büyük değil. Peki, nasıl oluyor da lityum-iyon pil kullanan iki saatin kullanım süreleri (menzilleri) bu kadar farklı oluyor? Cevap kolay, saatin elektronik elemanlarının enerji tüketimi ve asıl önemlisi pillerinin güç yönetimleri çok farklı.

Kendi konumuza, elektrikli otomobilin bataryasına dönelim.

Yukarıda yazılanların ışığında; Yerli batarya teknolojisini geliştirebilecek, bu işe baş koyabilecek ve yapabilecek birçok yerli sanayi firmalarımız var. Ancak toplam üretim adetleri oldukça az olan yerli otomobil için tamamen yerli bir batarya yapmak için zaman emek ve kaynak harcamak bir vakit ve kaynak israfı olur.

Onun yerine saat örneğinde olduğu gibi bataryanın enerji yönetimini ve aracın enerji tüketimini yerli ve milli yapacak konularda Ar-Ge çalışmalarına ağırlık vermek çok daha verimli olacaktır.

Yazımı yazdıktan sonra sosyal medyaya düşen son haberi de paylaşmak isterim. Biliyorsunuz elektrikli otomobillerin en büyük sorunu batarya şarj süresinin uzun zaman alması. Amerikan enerji bakanlığı hızlı şarj konusundaki araştırmaları desteklemek için bir 2017 yılında “Extreme Fast Charge” (XFC) programını başlatarak konu hakkında çalışanlara destek vermeye başladı. California’daki Enevate firması, araçların bataryalarının %75’ini 5 dakika içinde dolduracak bir teknoloji bulduğunu açıkladı. Firmanın bildirdiğine göre proje endüstriyel olgunluğa da ulaşmış. Yani seri üretime de geçilebilecek hale gelmiş. Renault-Nissan-Mitsubishi ittifakı da Kasım 2018 yılında bu projenin ortağı olmuş.

Gerçekten müthiş olur. Düşünsenize benzin doldurur gibi şarj ediyorsunuz. Tabii ki, teknoloji çöplüklerinde, böyle iddialı birçok projenin de yattığını unutmamak lazım.