Gökyüzünü Elektrikleştirmek – Hava Üstü EV’ler Ne Zaman Gerçekleşecek?

Yer tabanlı elektrikli araçlar şu anda çok popüler. Daha önce paylaştığımız gibi, küresel EV satışları geçen yıl neredeyse 14 milyon seviyesine ulaştı, bu da küresel elektrikli filo sayısını 2023’te 40 milyona çıkardı.

Peki ya gökyüzü? Hava üstü EV’lerde herhangi bir ilerleme kaydediliyor mu? Evet, kaydediliyor, ancak bunlar hâlâ karayolu EV’leri kadar popüler ya da yaygın olarak benimsenmiş değil.

İlerlemelerinin durumuna derinlemesine bakmadan önce, önce ne olduklarını görelim. Hava üstü elektrikli araçlar, elektrik gücü kullanan uçan uçaklardır. Hem pilotlu hem de pilotsuz hava araçlarını içerir ve dikey olarak kalkıp inerler.

Havacılığın iklim değişikliğinin %3,5 sorumluluğu olduğu ve 2021’de Çevre Koruma Ajansı (EPA) bir sera gazı emisyon standardı sadece uçaklar için yayınladığı göz önüne alındığında, hava üstü EV’lere yönelik ilgi giderek artmaktadır.

Fosil yakıtlar yerine bu uçaklar elektrikle çalışıyor; Birleşmiş Milletler Dünya Enerji Konseyi temsilcisi Mogale Modisane’in belirttiği gibi:

“Sadece havacılığı daha sürdürülebilir kılmakla kalmaz, aynı zamanda uçakların ürettiği gürültü kirliliği ve karbon emisyonlarını da büyük ölçüde azaltır.”

Modisane, hava üstü EV’lerin motorlarının, “yanıcı muadillerine kıyasla daha sessiz ve daha pürüzsüz bir yolculuk” sağlayan batarya paketleriyle beslendiğini ekledi.

Kentsel Hava Mobilitesinin Ortaya Çıkışı

Bu yeni hava taşıma modunun başlıca örneklerinden biri, elektrikli dikey kalkış ve iniş (eVTOL) uçaklarıdır. Yani, aslında uçak değiller; daha çok teslimat dronlarından kentsel hava taksilerine kadar çeşitlilik gösterirler.

Kentsel hava mobilitesi (UAM) söz konusu olduğunda, bu elektrikli uçaklar gerçeğe çok yakın yenilikler arasında. Bu on yılın sonuna kadar binlerce eVTOL’un havada olacağı öngörülüyor. 

Uygun fiyatlı, sessiz, güvenli ve çevre dostu olarak övülen bu araçlarla, önümüzdeki birkaç yıl içinde birine binmeniz mümkün olabilir, gerçekten.

Özellikle Orta Doğu, e-VTOL operasyonları için en hızlı büyüyen bölgelerden biri haline geliyor. Burada, Birleşik Arap Emirlikleri ve Suudi Arabistan geleceğin hava seyahatinde öncü konumda.

ABD merkezli e-VTOL üreticisi Joby, Dubai Karayolu ve Ulaşım Otoritesi (RTA) ile 2026’da hava taksi hizmeti başlatmak için bir anlaşma imzaladı; ilk operasyonlar gelecek yıl başlayacak. Başka bir ABD eVTOL uçak sağlayıcısı, Archer Aviation (ACHR ), Abu Dabi ile 2025 sonuna kadar Emirlikler genelinde elektrikli hava taksi uçuş operasyonlarını başlatmak için bir anlaşma imzaladı.

Bu arada Çinli üretici EHang, bu yılın başlarında Abu Dabi’de pilotlu olmayan bir e-VTOL uçak olan EH216-S’nin ilk yolcu taşıyan demo uçuşunu tamamladı. 

McKinsey uzmanlarına göre, 2030 yılına kadar yolcu AAM (İleri Hava Mobilitesi) sektöründeki önde gelen şirketler, dünyanın en büyük havayollarından daha kısa ve daha az yolcu taşıyan, günlük çok daha fazla uçuş sunabilir.

Bu bağlamda, ABD Federal Havacılık İdaresi (FAA) geçen hafta hava taksileri işletmek için nihai kuralları yayınladı. FAA belirtti ki hava taksileri Gelişmiş Hava Mobilitesi (AAM) uçuşları kapsamına giriyor. Bunlar yüksek derecede otomatik, elektrikle çalışıyor ve dikey kalkış ve iniş yeteneklerine sahip, diye açıkladı ajans.

FAA, bunların aynı zamanda ‘güç kaldırma’ araçları olduğunu ve hem uçakların hem de helikopterlerin unsurlarını taşıdığını belirtti. Başlangıçta helikopterlerin şu anda kullandığı mevcut seyahat yolları ve iniş yapıları kullanılacak, yeni kurallar ise pilotların tek bir uçuş kontrol setiyle eğitim almasına izin verecek. 

FAA Yöneticisi Mike Whitaker, güç kaldırmalı uçakların “neredeyse 80 yılda ilk yeni uçak kategorisi” olduğunu ve yeni kuralların ABD’de yaygın AAM operasyonlarını destekleme kapısını açacağını söyledi.

Bu sektörü ilerletmek için, geçen ay FAA, Wright Electric ve NASA, DOE, DOD gibi ortaklarına, Fueling Aviation’s Sustainable Transition (FAST) programı kapsamında 3,34 milyon dolar hibe verdi. Bu hibe aracılığıyla FAA, 100’den fazla yolcu taşıyabilen büyük elektrikli uçaklar için yeni bir batarya sınıfı geliştirmeyi hedefliyor; bu, havacılık endüstrisinin karbon emisyonlarının %90’ından fazlasını oluşturuyor.

Yeni Alanlar Açılıyor

Havacılık endüstrisini karbonsuzlaştırma yarışı kızıştıkça, şirketler artık yolcu uçaklarını tamamen elektrik gücüyle çalıştırmanın yollarını arıyor.

E9X, yeni tasarlanmış bir elektrikli uçaktır; tasarımı Hollanda’daki Elysian havacılık girişimi ve Delft Teknoloji Üniversitesi tarafından kavramsallaştırıldı. Uçak, tek bir şarjla daha fazla yolcu (90) taşıyabilir ve daha uzun menzile (500 mil’e kadar) ulaşabilir; bu, daha önce mümkün olduğundan daha fazladır.

Bu tahminler, kilogram başına 360 watt-saatlik teorik bir batarya paketi üzerine dayanıyor. Buna karşılık, Tesla (TSLA ) bataryalarının yoğunluğu 272 ile 296 Wh/kg arasında.

Uluslararası Temiz Ulaşım Konseyi (ICCT) kıdemli araştırmacısı Jayant Mukhopadhaya’ya göre, elektrikli bataryanın ağırlığı bu uçakların ana sınırlaması; geleneksel ticari bataryalar, jet yakıtına göre pound başına yaklaşık 50 kat daha az enerji depoluyor. Sonuç olarak, Boeing 737 büyüklüğündeki bir uçağı güçlendirmek için yaklaşık 35 ton bataryaya ihtiyaç duyulur.

“Yüksek yoğunluklu batarya teknolojisi şu anda karşılaşılan zorluklardan biridir, çünkü üretimin ölçeklendirilmesi ve yoğunluğun daha da artırılması yaygın benimsenme için kritik öneme sahiptir.”

– Simay Akar, IEEE’de kıdemli üye

Batarya birincil endişe olmakla birlikte, tasarım da kritik. Bu nedenle, E9X uçağının kanatları gövdeye göre son derece büyük, bu da aerodinamik verimliliğini artırıyor. 

“Elektrikli bir uçağın, bugünün (en başarılı) uçakları gibi görüneceğini varsaymamalısınız.”

– Reynard de Vries, Elysian’da tasarım ve mühendislik direktörü

Ayrıca, bataryalar gövdeye değil kanatlara yerleştirilecek, çünkü bunlar uçağın ağırlığının büyük bir kısmını oluşturur ve ağırlık “kaldırma gücünün üretildiği yere” konulmalıdır.

E9X şu anda sadece bir konsept ve en az 2033’e kadar uçuşa geçmeyecek. Ancak, Aviation Alice gibi başka elektrikli yolcu uçakları da var; prototipi 2022’nin sonlarında test edildi ve tam üretim hedefi 2027. Eviation Alice ise sadece dokuz yolcu ve iki mürettebat taşıyacak şekilde tasarlanmış ve yaklaşık 250 deniz mili menzile sahip.

Dolayısıyla, elektrikli uçakların açık sınırlamaları var; ancak uçuş sırasında karbon ayak izini önemli ölçüde azaltma yetenekleri göz ardı edilemez. tahmin edildiğine göre, elektrikli uçaklara geçiş CO2 emisyonlarını %88’e kadar azaltabilir. Bu da artan ilginin nedeni.

Teknoloji milyarderleri Elon Musk bile, zaten EV’lerin ve batarya enerji depolama cihazlarının tasarımı, üretimi ve satışıyla ilgileniyor ve batarya destekli elektrikli uçakların potansiyelini ve olasılığını tartışıyor. Şu anda bataryalar “menzil açısından çok sınırlı” olsa da, Musk beş yıl içinde bunların uygulanabilir olabileceğine inanıyor.

Bunun için bataryaların enerji yoğunluğunun iyileşmesi gerekiyor; şu anda jet yakıtının gerisinde. Musk ekledi:

“(Ancak), elektrik motorları çok daha hafiftir ve depolanan enerjiyi harekete, içten yanmalı motorlardan daha iyi dönüştürür.”

Bu arada Çin batarya devi Contemporary Amperex Technology Co Ltd (CATL), geçen yıl piyasaya sürülen ultra yüksek yoğunluklu “kondanse bataryalar”ı kullanarak 4 tonluk bir uçağı başarıyla uçurduğunu duyurdu. Bu batarya paketleri, piyasadaki diğer tüm bataryalardan iki kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahip; 500 Wh/kg.

Bu kondanse bataryalar, özellikle havacılık sınıfı olacak şekilde, güvenliği göz önünde bulundurarak ve temiz uçakların menzilini artırmak için tasarlandı. Şirket, 2027 veya 2028’de hizmete girecek, 8 tonluk bir elektrikli uçağın 1.240-1.865 mil menzile sahip olmasını bekliyor.

Gelişmiş Batarya Teknolojisi Arayışı

Şirketler gelişmiş hava mobilitesi (AMM) alanını değiştirmeye başladı ve hükümet net kurallar sunmaya başladı, araştırmacılar ise en büyük zorluğu ele alarak hava üstü EV’ler için yeni bataryalar geliştiriyor.

Daha temiz ulaşımı gökyüzüne taşımak için, Enerji Bakanlığı (DOE) Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) araştırmacıları yeni enerji yoğun malzemeler geliştirdi ve bu malzemelerin zorlu koşullarda bozulmasını anlamaya çalıştı.

Hava üstü EV’ler sadece uçan arabalar değil. Bu nedenle, araştırmacılar eVTOL’lerde elektrikli araba bataryalarının kullanılmasının uyarlanamayacağını, şu ana kadar baskın yaklaşım olmasına rağmen, sonucuna vardılar.

“eVTOL programı, daha önce gördüklerimizden çok farklı gereksinim ve yeteneklere sahip tamamen yeni bir batarya türü yaratma konusunda benzersiz bir fırsat sunuyor.”

– Baş araştırmacı Ilias Belharouak, ORNL Kurumsal Bursiyeri

Çalışma, eVTOL bataryalarının güç ve performans taleplerinin dayanıklılık ve ömürlerini olumsuz etkilediğini buldu. Bunun nedeni, elektrikli araba bataryalarının eşit bir hızda boşalması iken, eVTOL bataryalarının yükselme, süspansiyon ve iniş gibi farklı uçuş aşamaları için farklı güç miktarları gerektirmesidir.

“Bu, batarya güvenliği, döngü ömrü ve yüksek sıcaklıklardaki stabilite arasındaki etkileşimle ilgili soruları yanıtlamamızı, yüksek güç kısa patlamalarına ihtiyaç ile uzun menzilli uçuş için enerji rezervleri arasında denge kurmamızı gerektiriyor.”

– Belharouak

Araştırma ekibi lityum-iyon bataryalar geliştirdi ve ardından eVTOL’un tırmanma aşamalarında test etti. Ayrıca, ORNL tarafından geliştirilen yeni bir elektrolit test edildi; bu elektrolit, en yüksek güç gerektiren aşamalarda daha fazla kapasite koruyarak daha iyi performans gösterdi. Ekip şu anda elektrolit ve diğer batarya bileşenlerinde daha fazla iyileştirme üzerinde çalışıyor.

Bu yılın başlarında, Chalmers Teknoloji Üniversitesi araştırmacıları da rapor etti ki, ticari olarak mevcut iki kişilik tamamen elektrikli bir uçak olan Pipistrel Alpha Electro’nun ilk yaşam döngüsü değerlendirmesini yaptılar ve bunu fosil yakıtlı versiyonuyla karşılaştırdılar.

Çalışma, yaklaşık 1.000 uçuş saatinden sonra elektrikli uçağın iklim etkisi açısından fosil yakıtlı uçağın gerisinde kaldığını belirtti. Uçağın tahmini ömrü ise en az 4.000 saat.

Çalışmaya göre, bataryaların daha da geliştirilmesi, elektrikli uçakların yaşam döngüsü etkilerini azaltmada büyük bir adım olacak.

Çalışmanın baş yazarı Rickard Arvidsson, lityum-iyon bataryaların sürekli geliştirilmesi ve hâlâ geliştirme aşamasında olan lityum-sülfür bataryaları gibi yeni batarya teknolojilerine işaret etti; bu teknolojiler, elektrikli uçakların çevresel performansını iyileştirerek fosil yakıtlı olanlara tercih edilmesini sağlayabilir.

Bataryaların kritik rolü ve hem ticari hem de askeri uçak teslimatlarının artmasıyla, uçak batarya pazarının büyüklüğünün 2023’te 4,26 milyar dolardan 2031’de 11,9 milyar dolara artması bekleniyor. Ve hava üstü EV’ler daha fazla ilgi gördükçe, bu pazar büyüklüğü daha da artmalı.

Hava Üstü EV’leri Gerçeğe Dönüştürmek İçin Çalışan Şirketler

Şimdi, bu alanda ilerleme kaydeden sektörün önde gelen bazı isimlerine bir göz atalım; McKinsey’in Ekim 2024 analizine göre, bu alanda açıklanan fonlarda bir yavaşlama görülüyor. 

Finansman, 2021’de 6,8 milyar €’lik bir zirveye ulaştıktan sonra azalmaya başladı. Bu fon 2023’te 3,9 milyar €’ye düştü ve bu yıl da benzer olması bekleniyor. Düşüş, “özellikle kötü bir zamanda” gerçekleşiyor; çünkü çoğu şirket hâlâ tip sertifikasyonu için gerekli “geliştirme, prototipleme ve test” süreçlerini tamamlamaya ihtiyaç duyuyor; bu da 1-2 milyar € gerektiriyor.

Bu ortam zaten şirketleri etkilemeye başladı. O halde, bu şirketlere daha derinlemesine bakalım;

1. Joby Aviation

$3,78 milyar piyasa değerine sahip şirket, ticari yolcu hizmeti için tasarlanmış elektrikli hava taksileri geliştiriyor. Uçakları bir pilot ve en fazla dört yolcu taşıyabilir; maksimum menzil yaklaşık 100 mil ve hızlar 200 mph’ye kadar. Joby, zaten 30.000 milin üzerinde kapsamlı uçuş testleri yaptı ve şu anda Ohio, Dayton’da bu uçakları üretmek için bir fabrika kurma sürecinde.

Yazı yazıldığı sırada hisseleri $5,27 seviyesinde işlem görüyor, YTD %2,75 düşüşte. EPS (TTM) -0,49 ve P/E (TTM) -10,85. Q2 için net zararını $123 milyon olarak bildirdi; nakit ve kısa vadeli yatırımları $825 milyon. Şirket, gelecek yıl sonuna kadar bir tip sertifikası almayı hedefliyor; bu, FAA sertifikasyon sürecinin dördüncü aşamasının %37’si tamamlanmış demek.

Uber ve Delta ile ortaklıkları olan şirket, yakın zamanda ortak hisse senetlerinden $200 milyon satmak için bir halka arz başlattı. Bu ayın başında, Joby Aviation’ (JOBY ) ın en büyük dış hissedarı Toyota, elektrikli taksisinin sertifikasyonu ve ticari üretimini desteklemek için ek $500 milyon yatırım duyurdu.

2. Archer Aviation (ACHR )  

$1,2 milyar piyasa değerine sahip Archer, kentsel hava mobilitesine odaklanıyor ve Maker adlı elektrikli bir hava taksisi inşa ediyor. Şirket, şu anda Georgia’da Midnight eVTOL’lerinin üretimini desteklemek için bir tesis inşa ediyor.

Şu anda hisseleri $3,41 seviyesinde, YTD %44,45 düşüşte. EPS (TTM) -1,2 ve P/E (TTM) -2,78.

2Q24 için CEO Adam Goldstein, belirtti ki, göstergesi sipariş defteri neredeyse $6 milyar seviyesinde, işletme giderleri $121,2 milyon ve net zarar $106,9 milyon. Çeyrek için nakit ve nakit benzerleri $360,4 milyon. 2024’ün ikinci yarısının başında, Chrysler ana şirketi Stellantis, Archer Aviation’a ek $55 milyon yatırım yapacağını açıkladı.

3. Lilium  

$88 milyon piyasa değerine sahip bu şirket, yenilikçi kanallı elektrikli yönlendirilmiş itiş teknolojisi kullanan bir eVTOL jet geliştiriyor. Elektrikli itiş sistemlerinin montajı dahil önemli ilerlemeler kaydettiler ve önümüzdeki yıllarda ilk uçuşların gerçekleşmesiyle ticari dağıtıma hedefliyorlar.

Hisseleri şu anda $0,1391 seviyesinde, YTD %88,41 düşüşte. EPS (TTM) -0,16 ve P/E (TTM) -0,88. Q1 2024 Paydaş Mektubu’nda Lilium, belirtti ki, ilk Lilium Jet’lerinin üretimini ilerletiyor, batarya paketi üretimine başlıyor ve ticari sipariş hattı 780’den fazla uçakla büyüyor.

Son zamanlarda, Alman şirketin $50 milyonluk kredi garantisi, federal hükümet tarafından reddedildi. Bunun ardından, hava taksi firması, bir dosyada belirtti ki, iki ana yan kuruluşu Lilium GmbH ve Lilium eAircraft GmbH, operasyonlarını sürdürmek için yeterli ek fon toplayamadıkları için önümüzdeki günlerde iflas başvurusunda bulunacak.

4. Vertical Aerospace  

$109,67 milyon piyasa değerine sahip Vertical Aerospace (EVTL ), hava taksi hizmetleri için tasarlanmış VA-X4 eVTOL uçağı üzerinde çalışıyor. Şirket, sertifikasyon elde etmeye odaklanmış ve test programında ilerlemeler kaydetmiş.

Yazı yazıldığı sırada hisseleri $5,74 seviyesinde, YTD %16,57 düşüşte. EPS (TTM) -4,23 ve P/E (TTM) -1,36. Geçen ay şirket, duyurdu ki, hisse başına işlem fiyatını artırmak için 1’e 10 ters hisse bölünmesi yapacak.

30 Haziran 2024 itibarıyla şirket, $84 milyon nakit ve nakit benzerleri raporladı. Yılın ilk yarısı için Vertical, $25 milyon işletme zararı verdi ve bir sonraki nesil pervane geliştirmesi için Aerospace Technology Institute (ATI) tarafından $10 milyonluk Birleşik Krallık hükümet hibesi aldı.

5. Surf Air Mobility

Bu, $24,53 milyon değerindeki bir şirket; geleneksel uçuş hizmetleri yürütürken aynı zamanda Cessna Grand Caravan’ın elektrikli bir versiyonunu geliştiriyor ve filosuna elektrikli ve hibrit-elektrik güç aktarma organları eklemeyi planlıyor.

Hisseleri YTD %83,96 düşüşte, $1,74 seviyesinde işlem görüyor. EPS (TTM) -88,16 ve P/E (TTM) -0,02. Ağustos ayında Surf Air Mobility (SRFM ), 1’e 7 ters hisse bölünmesi duyurdu.

2Q24 için, rapor etti $32,4 milyon gelir ve $11,8 milyon ayarlanmış EBITDA zararı. Net zarar ise $27 milyon oldu; bu rakam, elektrifikasyon ve yazılım teknolojisi için Ar-Ge yatırımları, hisse bazlı tazminat ve işlem maliyetlerini içeriyor.

Sonuç

Gördüğümüz gibi, hava üstü elektrikli araçlar (EV’ler) hızla ilerliyor ve bizi daha temiz, daha sessiz ve daha verimli bir havacılık dönemine yaklaştırıyor. Kentsel hava mobilitesindeki eVTOL’lardan deneysel elektrikli yolcu uçaklarına kadar bu gelişmeler, gökyüzünde elektrifikasyonun potansiyelini gösteriyor. 

Batarya yoğunluğu ve uçak tasarımı gibi zorluklar devam etse de, araştırmacıların ve şirketlerin yenilikleri, elektrikli havacılığın yakında ulaşımın ayrılmaz bir parçası olabileceğini gösteriyor. Hükümetler ve endüstriler iklim endişelerini ele almak için birlikte çalıştıkça, hava üstü EV’ler karbon emisyonlarını azaltmada ve hava seyahatini daha sürdürülebilir bir geleceğe dönüştürmede kritik bir rol oynayabilir.

2027’ye kadar hava taksilerinin $4 trilyon gelir elde edeceğini öğrenmek için buraya tıklayın.