Yeni Çalışma Toplu Taşımacılığın Elektriklendirilmesinin Gizli Zorluklarını Ortaya Çıkarıyor

Biz insanlar soğuğu pek sevmeyiz. Sonuçta kan akışımız azalır, ısı kaybımız artar ve el becerimiz azalır.

Peki ya makineler, özellikle de elektrikli araçlarımız (EV'ler)? Meğer onlar da soğuk havayı sevmiyormuş.

A Yeni bir çalışma¹ Elektrikli otobüsler tarafından tüketilen ve yeniden üretilen toplam enerjinin, sıcaklık -48 °C ile 4 °C aralığında olduğunda Optimal Sıcaklık Bölgesi'ne (OTZ) kıyasla ortalama %0 arttığını bulmuştur. Bu arada, -12 °C ile 10 °C aralığında ortalama artış %28.6'dır.

Elektrifikasyon Neden Dünya Çapında Ulaşımı ve Enerjiyi Yeniden Şekillendiriyor?

Elektrikli otobüsler, küresel enerji manzarasını hızla şekillendiren elektrifikasyon trendinin bir parçasıdır. Bu, fosil yakıtların kullanımının yerini alan elektrikli araçlara ve enerji depolama çözümlerine doğru bir kaymayı işaret ediyor. Bu ikameler daha verimlidir, enerji talebini azaltır ve güç ve ulaşım sektörlerini karbondan arındırır.

Bu geçiş sadece sera gazı (GHG) emisyonlarını azaltır aynı zamanda enerji güvenliğini artırır, sürdürülebilir ekonomik büyümeyi teşvik eder ve dünya çapında daha temiz, daha dayanıklı enerji sistemlerinin geliştirilmesini destekler.

Bu eğilimin bir parçası olarak, elektrikli araçlar (EV'ler) çok fazla ilgi görüyor ve şu anda 100'den fazla elektrikli araç (EV) kullanılıyor. 4 milyon elektrikli otomobil satıldı 2025 yılının ilk çeyreğinde, bu yılın ilk üç ayında bir önceki yılın aynı dönemine kıyasla bir milyondan fazla elektrikli araç satılacak.

Arabalar ve minibüsler gibi hafif hizmet araçları (LDV'ler), bu EV satışlarının çoğunu oluşturmaktadır. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) raporuna göre, elektrikli otobüsler ve elektrikli LDV'ler 2024'te yaklaşık aynı stok payına sahipken, ilkinin satış payı daha yavaş artmaktadır. 

Payın, 1,2 milyar doların altına ulaşması bekleniyor Küresel olarak% 20 Belirtilen Politikalar Senaryosu'nda (STEPS) bu on yılın sonunda, belirtilen enerjiyle ilgili hedeflere ulaşmak için uygulanan politikaların sektör bazında değerlendirilmesini sağlar. Sonuç olarak, elektrikli otobüslerin 10 yılına kadar küresel otobüs stokunun %2030'undan biraz fazlasını oluşturması bekleniyor.

Bununla birlikte, küresel elektrikli otobüs pazarının 17'te 2024 milyar dolardan 37.5'a kadar 2030 milyar dolara çıkması ve %14.2'lik bir bileşik yıllık büyüme oranına (CAGR) ulaşması bekleniyor.

Bu eğilime paralel olarak, New York, Ithaca'da bir toplu taşıma operatörü olan Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT), yedi adet tamamen elektrikli otobüsün deneme sürüşü için finansman sağladı, ancak deneyim beklendiği kadar iyi olmadı. Otobüsler bölgenin engebeli arazisinde zorlandı ve soğuk havalarda menzilleri azaldığı için güvenilmezdi. Bu nedenle TCAT, pilot programlarından bilgi edinmek için Cornell araştırmacılarıyla bağlantı kurdu.

Cornell araştırmacıları bu görevi üstlendi ve otobüslerin soğuk havalarda gösterdiği düşük performansı ve bunun filolarının elektriklendirilmesini düşünen üreticiler, operatörler, politika yapıcılar, okullar, şehirler ve diğer gruplar üzerindeki etkilerini dikkatle değerlendirdi.

Elektrikli Otobüsler Soğuk Havada Neden Zorlanıyor: Temel Zorluklar

Pil elektrikli otobüsler (BEB'ler), sera gazı emisyonlarını azaltmada büyük potansiyel göstermiş ve toplu taşımayı temiz enerji alternatiflerine dönüştürmede önemli bir rol oynaması beklenmiş olsa da, yaygın olarak uygulanmalarını kısıtlayan zorluklarla karşı karşıyadırlar.

Bu teknik zorluklar arasında, özellikle soğuk hava koşullarında BEB'lerin sınırlı çalışma menzili önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır.

Mesele şu ki, yüksek voltajlı pil paketleriyle donatılmış diğer tüm EV'ler gibi, pil elektrikli otobüsler de optimum sıcaklığın altında çalışırken enerji verimliliğinde önemli bir düşüş yaşarlar. Bu özellikle sıfırın altındaki koşullar için geçerlidir ve bu da daha sonra toplam işletme maliyetinin ve menzil kaygısının artmasına yol açar.

Şehir içi toplu taşıma otobüslerinin yıllık ortalama 42,940 mil (tipik bir arabadan dört kat daha fazla) yol kat etmesi ve sabit güzergahlar ve programlarda çalışması nedeniyle, soğuk hava koşullarında elektrikli otobüs performansındaki değişkenlik, ulaşım taleplerinin karşılanmasında ciddi zorluklar yaratıyor.

Şarj planlama ve araç dağıtımındaki karmaşıklıkların yanı sıra, zorluklar arasında pil boyutunu seçme ve şarj altyapılarını planlama zorluğu da vardı. Tüm bu faktörler, dizel otobüslere kıyasla BEB'lerin ekonomik uygulanabilirliğini olumsuz etkileyebilir.

BEB'lerin soğuk havalarda çalışma menzilinin azalmasının nedeni birbiriyle ilişkili birçok unsurdan kaynaklanmaktadır.

En önemlisi, sıcaklığa duyarlı olan pil hücrelerinin kimyasal özellikleri, kapasitenin azalmasına ve daha düşük deşarj oranlarına yol açar. Pil hücrelerini optimum sıcaklıkta tutmak için pil termal yönetim sistemleri (BTMS) geliştirilmiştir, ancak bunlar bile çalışma koşullarına bağlı olarak enerji yoğun olabilir.

Ayrıca, havalandırma, ısıtma ve iklimlendirme (HVAC) sisteminden kaynaklanan artan enerji yükü de önemli ölçüde azaltılmış bir çalışma aralığına katkıda bulunmaktadır.

Frenleme sırasında enerji yakalayan rejeneratif frenleme sistemlerinin etkinliği, çeşitli teknik ve çevresel faktörler nedeniyle soğuk koşullarda tehlikeye girer. Bunun üstüne, olumsuz hava koşulları ve rota özelliklerinden etkilenen sürücü ve operatörlerin davranışları, BEB'lerin enerji verimliliğini önemli ölçüde etkiler. 

Bu nedenle, tüm bu insan ve mekanik faktörleri ayrıntılı olarak anlamak, soğuk havanın BEB'ler üzerindeki olumsuz etkilerini azaltmak için etkili stratejiler geliştirmek için esastır. Bu da, filo operatörleri için işletme maliyetlerini azaltır ve üreticilerin araç tasarımlarını daha iyi soğuk hava performansı için iyileştirmelerini sağlar.

Birçok çalışma, BEB'lerin enerji tüketimini simüle ederek ve ortam hava sıcaklığının gerçek dünyadaki etkisini araştırarak soğuk havanın BEB'lerin performansı üzerindeki etkisini ölçmeye çalışmıştır. 

Ancak, hedeflenen bölgesel operasyon stratejileri açısından kritik öneme sahip olan kırsal ve kentsel rotalarda rölantide kalma ve sürüş durumları gibi farklı, daha karmaşık senaryolar altında bu etkinin nasıl etkilendiğinin anlaşılmasında önemli boşluklar bulunmaktadır. 

Karmaşık rota planlamasında yalnızca batarya ısıtmasının, rejeneratif frenlemenin ve diğer önemli bileşenlerin enerji performansına katkıları yeterince tartışılmamış olmakla kalmayıp, aynı zamanda donma sıcaklıklarında önemli mesafeleri kapsayan gerçek dünya çalışmalarının da eksikliği bulunmaktadır. Dahası, soğuk havalarda BEB'lerin uygulanabilirliğiyle ilgili bilgiler sınırlıdır ve soğuk hava operasyon stratejileri için rehberlik yetersizdir.

Bu nedenle, Cornell Üniversitesi'nden araştırmacılar, soğuk havanın enerji tüketimi ve rejenerasyonu üzerindeki etkisini analiz etme görevini üstlendiler ve TCAT tarafından işletilen yedi akülü elektrikli otobüsten iki yıla yayılan gerçek verileri kullanarak BEB'leri parçaladılar. Bu BEB'lerin seyahatlerinin %40'tan fazlası 12 santigrat derecenin altında gerçekleşti. 

Etkiyi ölçmek için ekip, her yolculuk için rölanti, sürüş ve rejenerasyon sırasında enerji tüketimini tahmin etmek üzere ideal sıcaklıkları varsayarak Optimum Sıcaklık Bölgesi (OTZ) modelleri geliştirdi.

Tüketim artışına neden olan operasyonel faktörleri tespit eden araştırmacılar, otobüslerin işleyişini iyileştirmeye yönelik öneriler de sunuyor.

Soğuk Hava Etkisinin Elektrikli Otobüs Verimliliği Üzerindeki Miktarının Belirlenmesi

Daha önce açıkladığımız gibi, Cornell Üniversitesi araştırması, elektrikli otobüslerdeki pillerin 48°F ile 25°F arasındaki sıcaklıklarda soğuk havalarda %32'e kadar daha fazla enerji tükettiğini buldu. Bu piller ayrıca 27 ila 10°F arasındaki daha geniş bir sıcaklık aralığında neredeyse %50 daha fazla enerji tüketti.

Cornell Mühendislik'te Irving Porter Church Mühendislik Profesörü olan kıdemli yazar Max Zhang, enerji tüketimindeki bu ani artışın beklenmedik olduğunu söyledi ancak "herhangi bir ders iyi bir derstir. Bu, bir toplum olarak öğrenmemize ve daha iyisini yapmamıza yardımcı olur." diye ekledi.

Pilot filonun artan enerji tüketiminin niceliği, TCAT'den toplanan iki yıllık verilere dayanıyor ve bu, onu ABD'nin kuzeydoğusundaki elektrikli otobüslerin performansını değerlendiren ve analiz eden ilk kuruluş haline getiriyor

Bu şekilde, TCAT ve Cornell araştırmacıları içgörülerini birbirleriyle paylaşıyor ve veriler ve iş birliği yoluyla birbirlerinden öğreniyorlar. Zhang'ın ekibi, araştırma ilerledikçe TCAT yetkilileriyle tekrar tekrar bir araya geldi.

Özellikle TCAT'den elde edilen veri seti, New York'un Tompkins İlçesi'nde çeşitli koşullar altında çalışarak toplam 225,837 kilometrelik önemli bir mesafeyi kapsamıştır ve bu sayede önceki BEB çalışmalarından daha kapsamlı bir veri seti sağlamıştır.

Toplam mesafenin %4.7'si ortalama ortam sıcaklığında, yani sıfırın altında kaydedilirken, yaklaşık 50,000 mil veya 80,000 kilometrenin üzerindeki mesafe ise soğuk sıcaklıklarda, yani 0 °C ile 12 °C aralığında kaydedildi.

Rektörlüğün halkla ilişkiler sorumlusu Zhang'a göre:

“TCAT'ın bu bölgede lider olmasından faydalanıyoruz ve bu verilere erişebilmek gerçek bir ayrıcalık, böylece performansı gerçek zamanlı olarak görebiliyoruz. Öğrendiğimiz derslerden biri de bu otobüslerin daha soğuk iklimlere sahip eyaletler de dahil olmak üzere tüm ülke için tasarlanması gerektiğidir. Ayrıca bunların geleneksel dizel otobüslerden farklı olduğunu, farklı davranışlar sergilediklerini ve bundan yararlanmak için farklı stratejiler gerektirdiklerini gördük.”

Araştırmacılar öncelikle, trafik koşullarındaki değişiklikler gibi yalnızca sıcaklıkla ilgili olmayan faktörleri de hesaba katmak için araçların ideal sıcaklıklarda nasıl performans göstereceğini modellediler.

Bunun için, gerçek soğuk hava operasyonu sırasında olduğu gibi sıcaklığa duyarlı olmayan koşulları korurken, optimum sıcaklıklarda BEB performansını simüle eden yenilikçi bir OTZ temel modeli geliştirdiler.

Daha sonra bunu 40'tan fazla karmaşık rota ve programdaki gerçek performanslarıyla karşılaştırdılar. 

Araştırmacılar, pilin kendi kendine ısınmasının soğuk havalarda artan enerji kullanımının yarısını oluşturduğunu buldu. EV pilleri 75°F civarında en iyi performansı gösterir, bu nedenle başlangıçta ne kadar soğuk olurlarsa, onları ısıtmak için o kadar fazla enerji gerekir.

Otobüs kabininin ısıtılması da diğer ana nedendir. Özellikle şehir içi rotalarda gerçekleşen sık duraklamalar, kapıların birkaç dakikada bir açılıp kapanmasını gerektirir ve bu da akülerin kabinleri ısıtmak için daha fazla çalışması anlamına gelir.

"Tamamen elektrikli bir araçta, batarya araçtaki tek enerji kaynağıdır. Her şey ondan gelmelidir."

– Aynı zamanda Cornell Atkinson Sürdürülebilirlik Merkezi'nde kıdemli öğretim görevlisi olan Zhang

Araştırmacılar, rejeneratif frenlemenin düşük sıcaklıklarda daha az verimli olduğunu da buldular. enerji geri kazanım mekanizması Hareket halindeki bir aracın kinetik enerjisini, hemen kullanılabilecek veya gelecekte kullanılmak üzere depolanabilecek elektrik enerjisine dönüştürerek aracın hızını azaltır.

Bu mekanizma çoğu hibrit ve tamamen elektrikli araçta bulunur. Aracın fren balataları ve rotorlar arasındaki sürtünmeden dolayı yavaşladığı ve aracı ileriye iten kinetik enerjinin neredeyse tamamının kaybolmasına neden olan geleneksel bir frenleme sisteminin aksine, rejeneratif frenleme enerjinin %70'inden fazlasını geri kazanır.

Şimdi, bu sistem soğuk havalarda daha az verimli hale geliyor, bunun nedeni muhtemelen pilin hücreleri arasında eşit bir sıcaklık sağlamakta zorlanması. Sonuçta, elektrikli otobüslerin pili, daha uzun rotalara ve daha büyük yolcu kapasitelerine uyum sağlamak için standart bir EV pilinin yaklaşık sekiz katı büyüklüğünde.

Peki, soru şu: Soğuk havalarda akülü elektrikli otobüslerin performansını artırmak için ne yapılabilir? Araştırmacılar, akülerin performansını artırmak için otobüslerin kullanılmadığı zamanlarda kapalı alanda saklanmasını öneriyor.Uzun süreli rölantide kalma dönemlerinde ortam sıcaklığını daha sıcak tutmanın yanı sıra, operatörlere önerilen diğer kısa vadeli stratejiler arasında, aküyü hala sıcakken şarj etmek, kabine hava taşınımını azaltmak için yan kaplamalar takmak ve duraklamalarda kapı açma süresini sınırlamak yer alıyor.

Araştırmacılar, üreticiler için akü ısıtma ve HVAC sistemleri için optimize edilmiş tasarımlar önerdi. Çalışma ayrıca, politika yapıcıların teşvik yönergeleri oluşturmasına, uygulanabilirliği değerlendirmesine ve elektrikli toplu taşımanın rota önceliklerini belirlemesine yardımcı olabilir.

Daha geniş bir ölçekte ise çalışmanın ilk yazarı olan doktora öğrencisi Jintao Gu, bu araştırmanın elektrikli otobüsleri desteklemek için altyapıda değerlendirme ve daha fazla ayarlama yapılması ihtiyacını vurguladığını belirtti.

"Tüm otobüslerin programını optimize etmeye ve altyapınızın kapasitesini göz önünde bulundurmaya çalışmalısınız - kaç tane şarj istasyonunuz olduğunu ve kendi garajınızın olup olmadığını. Sürücüleri, sevk görevlilerini ve servis çalışanlarını eğitmelisiniz. Bence operasyonel ve altyapı perspektifinden, gelecekteki toplu taşıma sistemi planlaması için burada çok sayıda mesaj var."

– Gu

Ithaca'nın kırsal ve kentsel yolları, engebeli arazi yapısıyla birlikte araştırmacıların otobüslerin performansı hakkında çok daha fazla bilgi edinmelerini sağladı.

Bu, elektrikli otobüslerin soğuk havalarda kırsal rotalarda kentsel rotalara kıyasla daha az enerji kullanımı artışı gösterdiğini bulmalarına yardımcı oldu. Ona göre, bu tür bilgiler filo planlamacılarının rotaları elektrikli otobüslere atarken bilinçli stratejik kararlar almalarına yardımcı olabilir.

Elektrifikasyon Trendine Yatırım Yapmak

REV Group'un, geleneksel yakıtla çalışan araçların elektrikli araçlara dönüştürülmesi yönündeki artan eğilimden en fazla faydalanması muhtemeldir. özel ve eğlence amaçlı araçların tasarımcısı ve üreticisidir ve öncelikli olarak aşağıdaki ürünlerle Kuzey Amerika pazarına hizmet vermektedir:

• KME, E-ONE, Ferrara ve Spartan ER kapsamındaki yangın söndürme ekipmanları
• Lider, Horton, Yol Kurtarma, AEV ve Tekerlekli Koç markaları altındaki ambulanslar
• Laymor ve Capacity markaları altındaki terminal kamyonları
• American Coach, Lance Camper, Holiday Rambler, Renegade RV, Fleetwood RV ve Midwest Automotive Designs aracılığıyla karavanlar

REV Grubu (REVG ) 

2021'de REV Fire Group, 316 kWh otomotiv sınıfı akülere sahip Vector adlı tamamen elektrikli bir itfaiye aracı tanıttı. Ayrıca REV Ambulance Group, 105 kWh'ye kadar akü kapasitesi sunan ilk ABD tamamen elektrikli ambulansını duyurdu. Bu arada REB Group'un yan kuruluşu olan Capacity Trucks, hidrojen yakıt hücresini ve Lityum İyon (NMC) aküleri kullanan bir akülü elektrik terminali kamyonu üretti.

Şirket aynı zamanda otobüs üretim sektöründe de faaliyet gösteriyordu ancak geçen yıl pazardan çıkmaya karar vererek, Collins okul otobüsü markasını 1Ç24'te 303 milyon dolara Forest River'a, El Dorado National (ENC) transit otobüs bölümünü ise 4Ç25'te 52 milyon dolara Rivaz'a sattı. Bu karar, operasyonları basitleştirme ve karlılığı artırma girişiminin bir parçasıydı.

REV Group'un piyasa performansına gelince, 1.9 milyar dolarlık piyasa değeri olan şirket güçlü bir yükseliş trendi yaşıyor. Yazım tarihi itibarıyla REVG hisseleri 37.49 dolardan işlem görüyor ve bu yıl şu ana kadar %17.63 arttı. Hisse senedi fiyatı, sadece birkaç hafta önce ulaşılan tüm zamanların en yüksek seviyesi (ATH) olan 38.50 dolar civarında işlem görüyor.

Şirketin EPS (TTM) değeri 1.76, P/E (TTM) değeri 21.26 ve ROE (TTM) değeri %20.13 olup, temettü getirisi ise %0.64'tür.

Şirketin finansallarına gelince, REV Group 525.1'in ilk çeyreğinde 18.2 milyon dolar net satış, 0.35 milyon dolar net gelir veya seyreltilmiş hisse başına 36.8 dolar ve rekor seviyede düzeltilmiş FAVÖK (EBITDA) bildirdi. Sermaye harcamaları da 2025Ç10.5'teki 1 milyon dolardan 24Ç4.9'te 1 milyon dolara önemli ölçüde düştü.

CEO Mark Skonieczny, 2025'te başlayan bu rekorun "operasyonel uygulamamızın ve disiplinli yaklaşımımızın gücünü" gösterdiğini söyledi. "Bu performans, inşa ettiğimiz ivmeye olan güvenimizi pekiştiriyor ve bizi önümüzdeki yıl için iyi bir konuma getiriyor."

Şirketin güçlü mali pozisyonunu kullanarak hisse geri alımlarına yeniden başladığını belirten Skonieczny, "Mevcut değerlemede bunu sermayenin cazip bir kullanımı olarak görüyoruz" dedi.

REV Group, 1'in 2025. çeyreğinde, hisse başına ortalama 0.6 dolarlık bir satın alma fiyatıyla yaklaşık 19.2 milyon adet ortak hissesini 33.09 milyon dolara geri satın aldı. 31 Ocak 2025 itibarıyla, 290.2 milyon dolar ticaret işletme sermayesi, 108.4 milyon dolar net borç ve 31.6 milyon dolar nakit elde ettiğini bildirdi.

En Son REV Group (REVG) Hisse Senedi Haberleri ve Gelişmeleri

Sonuç: EV Toplu Taşımacılığında Soğuk İklim Engellerinin Aşılması

Dünya elektrikli araçlara geçiş yaparken, akülü elektrikli otobüsler sürdürülebilir toplu taşımacılığa ulaşmak için umut vadeden bir yol sunuyor. Ancak, daha soğuk iklimlerdeki performansları daha geniş çapta benimsenmelerini engelleyen kritik zorluklar sunuyor.

Bu zorlukların ele alınması, enerji kullanımının, operasyonel koşulların ve iklim etkilerinin karmaşıklığını anlamayı gerektiren ulaşım sektörünün karbondan arındırılması için olmazsa olmazdır. Cornell'in son kapsamlı araştırması, bu faktörlere ilişkin çok ihtiyaç duyulan içgörüyü sunarak operatörlerin, üreticilerin ve politika yapıcıların daha iyi ve daha bilgili bir anlayışla elektriklendirmenin vaatleri ve tuzakları arasında gezinmesine yardımcı oluyor ve böylece daha temiz bir toplu taşıma sistemine daha sorunsuz ve daha dayanıklı bir geçişin önünü açıyor.

Yatırım yapılabilecek EV hisse senetlerinin listesi için buraya tıklayın

Atıf Yapılan Çalışmalar:

^{1. Gu, J., Liao, Q. ve Zhang, KM (2025). Soğuk havanın akülü elektrikli toplu taşıma otobüsleri üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi. Ulaştırma Araştırması Bölüm D: Ulaştırma ve Çevre, 127, 104809. https://doi.org/10.1016/j.trd.2025.104809}