Elektrikli araçlar modüler batarya takas sisteminin finansal ve genel performansının satın alma kararı üzerindeki etkisi: AHP ve MOORA yöntemlerine dayalı araç seçimi uygulaması
The impact of financial and overall performance of electric vehicles modular battery swap system on purchase decision: Vehicle selection based on AHP and MOORA methods
Yazar: MUHAMMED SEFA ONUR ŞENOCAK
Danışman: DOÇ. DR. KAYA TOKMAKÇIOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İşletme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İşletme = Business Administration
Dizin: Analitik hiyerarşi süreci = Analytical hierarchy process ; Batarya = Battery ; Elektrikli araçlar = Electric vehicles ; MOORA yöntemleri = MOORA methods ; Satın alma kararı = Purchasing decision ; Çok kriterli karar verme = Multi criteria decision making

Özet:
Karbon emisyonun giderek arttığı ve konunun tüm dünyada ve akademide gündemin önemli bir parçası haline geldiği görülmektedir. Giderek artan emisyon salınımı dünyanın iklimini değiştirmekte ve dünya üzerinde yaşayan tüm canlıları ve ekosistemi tehdit etmektedir. Karbon emisyonunu azaltmak için yapılması gereken en önemli şeylerden biri fosil yakıt kullanımını azaltmaktır. Fosil yakıt kullanımını artıran nedenlerden biri olarak karşımıza çıkan otomobil kullanımı ise her geçen gün artmaktadır. Dünya nüfusunun giderek artması ve mobilite ihtiyacının buna paralel olarak artması otomobil gibi fosil yakıt kullanan mobilite araçlarının sayısının da artmasına sebep olmaktadır. Tüm bu sebepler ve gelişen teknolojilerle beraber fosil yakıt kullanan mobilite araçlarının sayısının azaltılması için birçok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmalardan en önemlisi fosil yakıt kullanan araçlar yerine karbon emisyonu sıfır olan elektrikli araçların üretilmesi ve yaygınlaştırılmasıdır. Özellikle otomobillerde yeni üretilen birçok modelin fosil yakıt kullanan versiyonlarıyla beraber elektrikli olanlarının da satışa çıktığı görülmektedir. Yapılan araştırmalar elektrikli araçların tercih edilmesindeki en büyük engellerden birinin aracın menzili olduğunu göstermektedir. Bununla beraber satın alma maliyeti ve bataryaların yenileme maliyeti de kullanıcıların sorun olarak gördüğü kriterlerdir. Çalışmanın en temel amacı elektrikli araçların yaygınlaşmasına katkı sağlayacak bir model oluşturulmasıdır. Uygulanacak olan batarya takas sisteminin finansal ve genel performansının, geleneksel sistemler ile karşılaştırıldığında kullanıcının satın alma kararını nasıl etkilediği sorgulanmıştır. Sistemin sonuçlarının, kullanıcıların satın alma kararlarına etkisi AHP ve MOORA yöntemleri kullanılarak hesaplanmış, iki farklı yöntemin sonuçlar üzerindeki etkisi sorgulanmıştır.
Tasarlanan bu model mevcut teknolojilerin izin verdiği kapsamda, menzilin içten yanmalı motorlu araçlar da olduğu gibi akaryakıt istasyonlarından 10 dakika içerisinde hızla artırılması prensibine dayanarak oluşturulmuştur. Modelde elektrikli araçların bataryalarının %60'lık kısmı modüler olarak tasarlanmış, bu %60'lık kısım için şarj istasyonu ve noktalarında 10 dakika içerisinde boş-dolu batarya takasının yapılarak menzilin içten yanmalı motorlu araçlarda olduğu gibi kısa sürede artırılması hedeflenmiştir. Modelde araçların %60'lık kısmının modüler olması ve takas sistemi ile edinilmesinden dolayı, temel amaca ek olarak modüler bataryalı elektrikli araçların klasik elektrikli araçlara göre bakım maliyetinin ve satın alma maliyetinin de düşmesi amaçlanmıştır. Tasarlanan bu modelin insanların satın alma kararı ve araç seçimi üzerindeki etkisinin ölçümlenebilmesi için uygulama alanı Türkiye seçilmiştir. Çalışma kapsamında zorunlu durumlar dışındaki tüm veriler güncel ve Türkiye'deki fiyatlardan seçilmiş, tüm hesaplamalar buna göre yapılmıştır. Çalışma kapsamında insanların araç satın alma kararını etkileyen dört ana kriter belirlenmiştir. Bu kriterler satın alma maliyeti, yakıt maliyeti, bakım maliyeti ve menzildir. Kapsam olarak kriterlerin seçilmesinde menzil hariç finansal kriterler ön plana çıkarılmıştır. Menzilin istisna olması, tasarlanan batarya takas sisteminin ana amacının menzil problemini çözmeyi hedeflemesidir. Bu kriterlere göre satın alma tercihinin ölçümlenebilmesi için ise üç adet alternatif belirlenmiştir. Bu alternatifler, içten yanmalı motorlu araçlar (Alternatif A), elektrikli araçlar (Alternatif B) ve modüler bataryalı elektrikli araçlar(Alternatif C) olarak sıralanmıştır. Alternatiflerin belirlenen örnek araçların verileri ile satın alma maliyetleri, yakıt maliyetleri, bakım maliyetleri ve menzilleri hesaplanmıştır. Kullanıcıların belirlenen dört ana kriterden hangilerine daha fazla önem verdiğinin ölçülmesi için 52 katılımcıya, belirlenen anket uygulama kriterlerine göre anket uygulanmıştır. Anketin sonuçları ile kriterler arasında önem ağırlıkları oluşturulmuştur. Anket sonuçlarında oluşan ağırlıklar ile beraber alternatiflerin seçimi için AHP ve MOORA yöntemleri uygulanmıştır. AHP yöntem çıktılarına göre içten yanmalı motorlu araçlar 1. sırada, modüler bataryalı elektrikli araçlar 2. sırada, elektrikli araçlar ise 3. sırada yer almıştır. MOORA yöntemi çıktılarına göre de aynı şekilde içten yanmalı motorlu araçlar 1. sırada, modüler bataryalı elektrikli araçlar 2. sırada, elektrikli araçlar ise 3. sırada yer alacak şekilde sıralanmıştır. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, çalışmanın amacında sorgulanan ilk sorunun cevabı, uygulanan batarya takas sisteminin finansal ve genel performansının, geleneksel sistemler olan içten yanmalı motorlu ve elektrikli araçlar ile karşılaştırılmasının insanların satın alma kararı üzerinde etkisinin pozitif yönde olacağı şeklinde verilebilir. Tasarlanan modüler bataryalı araçların, klasik elektrikli araçlara göre kullanıcılar tarafından daha çok seçileceği görülmüştür. Tasarlanan sistem ana amaç olarak menzil sorununa çözüm alternatifi oluştursa da aynı zamanda ek olarak satın alma maliyetlerini kısmen, bakım maliyetlerini ise önemli ölçüde düşürerek pozitif etki sağlamıştır. Pozitif etkilere rağmen tasarlanan modüler bataryalı elektrikli araçlar, içten yanmalı araçların tercih sırasını değiştirecek ölçüde kullanıcı satın alma kararını etkileyememiştir. AHP ve MOORA yöntemlerinin sonuçları satın alma tercihi sıralamasını değiştirmemiş, sonuçların tutarlı şekilde benzer çıktığı görülmüştür.

Abstract:
It is seen that carbon emissions are increasing and the issue has become an significant part of the agenda all over the world and in academia. Increasing emissions are changing the world's climate and threatening all living things and ecosystems on Earth. One of the most important things to be done to reduce carbon emissions is to reduce the use of fossil fuels. Automobile use, which is one of the reasons that increase fossil fuel use, is increasing day by day. The increase in the world population and the parallel increase in the need for mobility cause the number of mobility vehicles that use fossil fuels such as automobiles to increase. With all these reasons and developing technologies, many studies are being carried out to reduce the number of mobility vehicles using fossil fuels. The most important of these efforts is the production and popularization of electric vehicles with zero carbon emissions instead of vehicles using fossil fuels. Especially in automobiles, it is seen that electric versions of many newly produced models are on sale along with their fossil fuel versions. Research shows that one of the biggest obstacles to the preference for electric vehicles is the range of the vehicle. In addition, the purchase cost and the replacement cost of the batteries are also criteria that users see as a problem. The main objective of the study is to create a model that will contribute to the widespread adoption of electric vehicles. It is questioned how the financial and overall performance of the battery swap system to be implemented affects the user's purchase decision compared to traditional systems. The results of the system on the users' purchasing decisions were calculated using AHP and MOORA methods, and the effect of two different methods on the results was questioned.
The designed model is based on the principle of rapidly increasing the range within 10 minutes from gas stations, as in internal combustion engine vehicles, within the scope allowed by existing technologies. In the model, 60% of the batteries of electric vehicles are designed as modular, and it is aimed to increase the range in a short time as in internal combustion engine vehicles by exchanging empty-full batteries within 10 minutes at charging stations and points for this 60%. Since 60% of the vehicles in the model are modular and acquired through the barter system, in addition to the main purpose, it is aimed to reduce the maintenance cost and purchase cost of modular battery electric vehicles compared to conventional electric vehicles. To measure the impact of this designed model on people's purchase decisions and vehicle choices, Turkey was chosen as the application area. Within the scope of the study, all data, except for mandatory cases, were selected from current and Turkish prices, and all calculations were made accordingly. Within the scope of the study, four main criteria affecting people's vehicle purchase decisions were identified. These criteria are purchase cost, fuel cost, maintenance cost, and range. In selecting the criteria in terms of scope, financial criteria were prioritized except for range. The exception of the range is that the main purpose of the designed battery swap system is to solve the range problem. To measure the purchase preference according to these criteria, three alternatives were identified. These alternatives are internal combustion engine vehicles (Alternative A), electric vehicles (Alternative B), and modular battery electric vehicles(Alternative C). The purchase costs, fuel costs, maintenance costs, and ranges of the alternatives were calculated with the data of the sample vehicles. To measure which of the four main criteria users attach more importance to, 52 participants were surveyed according to the survey application criteria. With the results of the survey, importance weights were created among the criteria. AHP and MOORA methods were applied for the selection of alternatives with the weights formed in the survey results. According to the outputs of the AHP method, internal combustion engine vehicles ranked 1st, modular battery electric vehicles ranked 2nd and electric vehicles ranked 3rd. According to the MOORA method outputs, internal combustion engine vehicles ranked 1st, modular battery electric vehicles ranked 2nd and electric vehicles ranked 3rd. When all the results are evaluated, the answer to the first question posed in the purpose of the study can be given as that comparing the financial and overall performance of the implemented battery swap system with the traditional systems of internal combustion engines and electric vehicles will have a positive impact on people's purchasing decisions. It has been observed that the designed modular battery vehicles will be preferred by users over conventional electric vehicles. Although the designed system provides an alternative solution to the range problem as the main purpose, it has also provided a positive effect by partially reducing the purchase costs and significantly reducing the maintenance costs. Despite the positive effects, the designed modular battery electric vehicles could not influence the user purchase decision to change the order of preference of internal combustion vehicles. The results of the AHP and MOORA methods did not change the purchase preference ranking and the results were consistently similar.