Elektrikli araç bataryalarının döngüsel ekonomi kapsamında incelenmesi

Abstract

Dünya'da son yıllarda nüfusun ve dolaylı olarak tüketimin artmasıyla birlikte küresel iklim krizi konusu da insan sağlığını tehdit eder boyutlara ulaşmıştır. Son yıllarda küresel iklim krizinin bu denli artmasının nedenlerinden birisi de ulaşım sektörünün yarattığı karbon emisyon değerlerinin insan sağlığına olan etkileridir. Ulaşımda kullanılan fosil yakıtlar ile ilgili birçok ülke devreye aldıkları regülasyonlar ile strateji haritaları oluşturmuş ve bu doğrultuda önlemlerini almaya başlamışlardır. Birçok ülke tarafından kabul gören ve ülkemizde Kasım 2021 tarihinde imzalanan Paris Anlaşması'na göre 2030 yılındaki karbon emisyonunu yarıya indirme hedefi kapsamında Avrupa Birliği, sanayiden ekonomiye, enerji sektöründen ulaşım sektörüne kadar çeşitli alanlardaki izlediği politikalarını iklim değişikliği ekseninde yeniden şekillendirmeye başlamıştır. Ulaşım sektöründe alternatif yakıtlı araç pazarında elektrikli araçlar oldukça ilgi görmektedir. Daha az sera gazı salınımı ile temiz enerji sunması, yüksek performans özellikleri, sessiz oluşu ve yakıt fiyatlarındaki dalgalanmalardan etkilenmemesi gibi özellikleri ile elektrikli araçların pazar payı ileriki yıllarda daha da hızlı şekilde artacaktır. Otomotiv sektöründeki bu dönüşüm Paris Anlaşması, Yeşil Mutabakat ve iklim krizi konuları ile şekillenmektedir. Bu dönüşümün bir parçası da elektrikli araç bataryalarını kapsamaktadır. Elektrikli araçlarda 8-10 yıl arasında kullanım ömrünü tamamlayan elektrikli araç bataryalarının bu aşamadan sonraki döngüsü bu çalışmada ele alınmaktadır. Yapılan tez çalışmasında ömrünü tamamlamış elektrikli araç bataryalarının döngüsel ekonomi konsepti ile ele alınarak ikincil kullanım, yeniden kullanım, geri dönüşüm ve yeniden üretimde kullanılma stratejileri ile döngü içinde maksimum fayda sağlamak amaçlanmıştır. Ele alınan döngüsel ekonomi stratejileri ile batarya üretiminde kullanılan ve kritik olarak adlandırılan lityum ve kobalt minerallerinin de satınalma ve geri dönüştürülme miktarlarına karar verilmektedir. Aynı zamanda Yeşil Mutabakat Eylem Planı ile yol haritası oluşturulmuş elektrikli araç bataryalarının kullanım ömrünü tamamladıktan sonra uyması gereken regülasyonlara da bu çalışmada değinilmektedir. Çalışmada ele alınan uygulama kapalı çevrim tedarik zinciri maliyet minimizasyonu ve bu döngüseki karbon emisyon değerinin minimizasyonu olarak modellenmiştir. Çok amaçlı optimizasyon modeli epsilon kısıt yöntemi ile GAMS yazılımı ile çözülmüştür. Türkiye'de hali hazırda kullanılmış elektrikli araç bataryaları için kullanıcılara uçtan uca bir hizmet sunulmamaktadır. Çalışmada lokasyon seçme metodolojisi ile 2030 yılındaki durum simüle edilerek alternatif geri dönüşüm tesisi, imha tesisi ve servis ve toplama merkezi lokasyonlarından optimum olan seçilmektedir. Ele alınan senaryolar ile üretim kapasitelerinin ve elektrikli araç bataryalarına olan talebin yüzdesel dağılımı ile amaç fonksiyonu değerlerinin ve aday lokasyonlarının değişimleri incelenmektedir. Özellikle 2030 yılından sonra devreye girecek kullanılmış bataryaların izlenebilirliği ve geri dönüştürebilme oranları regülasyonları ile ilgili ülkemizde bu tür yol haritalarının belirlenmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasının ileriki aşamaları, toplanan bataryaların kalite durumu istatistiksel olarak dağılımlar ile incelenerek ve aynı zamanda çalışmaya zaman periyotunun da dahil edilmesiyle literatüre katkı yapıcı nitelikte olacaktır.