A methodology to analyze short term impacts of electric vehicles on costs, emissions and energy consumption: Case of Turkey

Günümüzde çevresel sorunların artışı ve enerji kaynaklarının hızla azalması enerji sektörünün verimliliğinin ve sürdürülebilirliğinin giderek artan bir şekilde sorgulanmasına sebep olmaktadır. Bu şartlar altında elektrikli arabalar, karayolu taşımacılığının verimliğini artırmak ve egzoz gazı emisyonlarını azaltabilmek adına önemli bir seçenek olarak ortaya çıkmaktadır. Bu yeni teknolojinin vadettiği faydaları getirebilmesi için pazara girişlerinden önce birincil enerji tüketimi, emisyonlar ve son kullanıcıya maliyetleri gibi etkileri inceleyen kapsamlı araştırmalar yapılması gerekmektedir. Literatürde karşılaşılan çalışmalar elektrikli arabaların performanslarını sabit senaryoları üzerinden bulundukları bölgenin ortalama elektrik santrali portföyüne bakarak tahmin etmeye çalışmakta ve tek amaç fonksiyonlu modellerden yararlanmaktadır. Oysa elektrikli araçların gerçek performansı şebekeye getirdikleri yeni yükün karşılandığı santrallerin özelliklerine bağlıdır ve tek amaçlı modeller çözüm kümesini kısıtlayarak çevresel açıdan çok faydalı çözümleri gizleyebilmektedir. Ayrıca araçların şarj edileceği saatler hep önceden kabul edilen sabit senaryolar olarak modellere girilmiş ve bu değişken üzerinde herhangi bir eniyileme çabasına rastlanmamıştır. Son olarak elektrikli arabaları için önemli bir potansiyel pazar olan Türkiye'deki geniş çaplı bir elektrikli araç kullanımının etkilerini inceleyen bir çalışma bulunmamaktadır.Bu tez çalışmasında literatürde tespit edilen bu eksiklikleri gidermek amacıyla elektrikli arabaların performasını hesaplayan ve içten yanmalı araçlarla karşılaştıran bir metot önerilmektedir. Bu metotda kullanılan çift amaçlı optimizasyon modeli sayesinde marjinal yükü karşılayacak çözümler sadece en ucuz şarjı sağlayacak şekilde kısıtlanmamış, emisyonları da azaltması mümkün olan tüm etkin jeneratör kümeleri tespit edilebilmiştir. Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketinden alınan gerçek verilerle yapılan çalışmada elektrikli arabaların egzoz gazı emisyonu, birincil enerji tüketimi ve son tüketiciye maliyetleri konusunda içten yanmalı araçlara üstünlük sağladığı görülmüştür. Ancak tek amaçlı çözümlerin, kimi örneklerde elektrikli arabaların emisyon ve enerji tüketici avantajlarını yok edecek şekilde çözümler önerdiği ve marjinal jeneratörler ile yapılan analizlerin sonuçlarının ortalama değerler ile yapılan çalışmalardan farklı sonuçlar verdiği de gösterilmiştir. Bu sebeplerden teknolojinin mevcut durumu kötüleştirmemesi ve etkilerinin doğru olarak tahmin edilebilmesi için bu çalışmada önerilen metot ile yapılacak analizler önem teşkil etmektedir.