Uzun mesafe taşımacılıkta elektrikli araçların Türkiye'de potansiyeli
The potential of electric vehicles in long-distance transportation in Turkey
Yazar: LEVENT ÖZLÜ
Danışman: PROF. DR. DİLAY ÇELEBİ GONIDIS
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İşletme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ulaşım = Transportation ; İşletme = Business Administration

Özet:
Çevre kirliliği konusunda öncelikle gelişmiş ülkelerde başlayan hassasiyet dünya geneline yayılmaktadır. Özellikle küresel ısınma konusunda oluşan farkındalık, ülkeleri bu konuda stratejiler oluşturmaya ve hedefler koymaya teşvik etmektedir. Küresel ısınma konusunda sera gazı salınımı önemli bir faktördür. Ulaşım sektörünün sera gazı salınımında önemli bir payı bulunmaktadır. Yüksek emisyonlu dizel ve benzinli araçlar yerine düşük emisyonlu elektrikli araçlar (EA) ulaşım sektörü nedeniyle oluşan sera gazı salınımına bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Bu nedenle AB hedefleri içinde EA'larla ilgili net hedeflerin olması şaşırtıcı değildir. İncelenen kaynaklarda, EA sayıları konusunda Türkiye için hedeflere rastlanmamıştır ancak Türkiye'deki EA'lar konusunda stratejilerin ve hedeflerin belirlenmesi elzemdir.
Şehir içi taşımacılık konusunda akademik çalışmalar son dönemde giderek artmaktadır ancak özellikle uzun mesafe yük taşımacılığında EA'lar konusunda çalışmalar daha kısıtlı sayıdadır. EA'larla ilgili tüm paydaşların doğru strateji ve hedefleri belirleyebilmeleri için konunun bütün unsurlarıyla ilgili akademik çalışmalara ihtiyacı bulunmaktadır. 
Tez çalışmasında, uzun mesafe yük taşımacılığını temsil eden ve sera gazı emisyonlarında önemli pay sahibi olan kamyonların satın alma karar süreçleri incelenmektedir. Bu çalışma kapsamında, pilot bölge Türkiye için, sera gazı emisyonlarının azaltılması için umut vaat eden AEK'ların benimsenmesi konusunda;
•	Engellerin tanımlanması ve limit değerlerinin belirlenmesi,
•	Ekonomik faktörlerin tanımlanması ve bu faktörlerin AEK satın alma kararını nasıl etkilediğinin ortaya konulması,
•	Sosyal faktörlerin tanımlanması ve bu faktörlerin AEK satın alma kararı üzerindeki etkisinin belirlenmesi,
•	AEK satın alma karar süreci modelinin oluşturulması hedeflenmektedir.
Tez çalışması ile devlet kurumları ve lojistik firmalarının oluşturacakları stratejilere, hedeflere ve operasyonel kararlara katkı sağlanması amaçlanmaktadır.
Literatür araştırmasında, EYA'ların benimsenmesi konusunda etkili faktörlerin belirlenmesi yönünde çok sayıda nitel analiz incelenmiştir ancak uzun mesafe yük taşımacılığında satın alma karar sürecini ortaya koyan nicel modellerle karşılaşılmamıştır. Dünyadaki ve Türkiye'deki EYA verileri incelendiğinde, zaman serisi analizleri veya çok etmenli analizler gibi niceliksel teknikleri uygulayabilecek yeterli sayıda veri bulunmadığı görülmektedir. Satın alma karar sürecini modellemede insan karar alma sürecini en iyi yansıttığı düşünüldüğü için bulanık mantık kullanılmıştır. 
Kontrollü geri bildirim yoluyla bir grup uzman arasında fikir birliğine varılmasını kolaylaştırarak kolektif yargının güvenilirliğini sağladığı için Delphi yönteminin kullanılmasına karar verilmiştir. Uzman grup, uluslararası nakliyeci firmaların üst düzey yöneticileri, lojistik derneklerinin üst düzey yöneticileri ve lojistik alanında uzmanlığı olan akademisyenlerden oluşturulmuştur. 
Her bir uzman ekip üyesiyle bireysel çevrimiçi toplantılar düzenlenmiş ve bu toplantılarda literatür özetleri paylaşılmıştır. Ekip üyeleriyle yapılan değerlendirmelerde, çıktı değişkeni, Türkiye'deki akülü elektrikli kamyon (AEK) satın alma oranı olarak belirlenmiştir. AEK'ların tek rakibi olarak şu anda pazara hakim olan içten yanmalı motorlu kamyonlar (İYMK) dikkate alınmıştır. Çalışmada AEK satın alma oranını belirleyen girdi değişkenleri üç başlık altında ele alınmaktadır: (1) engeller, (2) algılanan ekonomik fayda ve (3) algılanan sosyal fayda. 
Uzman ekiple engeller başlığında dört faktörde ve bu faktörlerin limit değerlerinde mutabık kalınmıştır: AEK sürüş menzili (>=500 km), Şarj istasyonu sayısı/Benzin istasyonu sayısı (>=0.5), AEK bakım hizmeleri kalitesi (=İYMK bakım kalitesi), AEK mevzuatının açıklığı ve etkinliği (Mevzuatın yayınlanması ve uygulamaya alınması). 
AEK satın alma oranının ana belirleyicisi olan algılanan ekonomik fayda başlığında uzman ekiple iki faktörde mutabık kalınmıştır: Toplam Sahip Olma Maliyeti (TSM) oranı AEK/İYMK, Seyahat süresi (SS) oranı AEK/İYMK. Her bir ekonomik faktör için dilsel ifadeler ve bu dilsel ifadelerin bulanık kümeleri uzman ekiple netleştirilmiştir. Hem hesaplama basitliği, hem bilgi gösterimi arasındaki denge nedeniyle, bulanık kümeler için üçgen şekli seçilmiştir. TSM oranı ve SS oranı dilsel ifadelerinin her bir kombinasyonu için bulanık kurallar yine uzman ekibin mutabakatıyla oluşturulmuştur.  Bulanık kümeler, bulanık çıkarım çerçevesinde girdi değişkenlerini çıktılara dönüştürürler. Hesaplama kolaylığı nedeniyle bulanık çıkarım gerçekleştirmek için Sugeno çıkarımı tercih edilmiştir. Algılanan ekonomik fayda formülü Sugeno çıkarımı ile oluşturulmuştur. 
Algılanan sosyal fayda başlığında iki faktörde mutabık kalınmıştır: AEK için toplumda olumlu algı, AEK'nın sera gazı emisyonlarını azaltması. Sosyal fayda faktörleri için dilsel ifadeler doğrudan belirlenmemiştir.  Sosyal faktörlerin AEK satın alma kararını etkilemesine rağmen, bunun öncelikle ekonomik faktörlerden kaynaklandığı kabul edilmiştir. Algılanan ekonomik fayda ile belirlenen AEK satın alma oranına her bir sosyal faktörün nasıl ve hangi oranda etki edeceği uzman ekiple tartışılmıştır. Sosyal faktörlerin, algılanan ekonomik fayda ile belirlenen AEK satın alma oranını sınırlı bir oranda arttıracağında konsensüs oluşmuştur. Uzman ekiple yapılan değerlendirmelerde, algılanan ekonomik fayda ile belirlenen AEK satın alma oranını her bir sosyal fayda faktörünün %10 olmak üzere toplamda %20 oranında arttıracağında mutabakat sağlanmıştır. 
Çalışma kapsamında oluşturulan AEK satın alma karar süreci üç adımda özetlenebilir. Birinci adımda engeller başlığında incelenen dört faktörden herhangi birinin limit değerleri aşılamazsa AEK satın alma oranları %0 seviyesine yakın, çok düşük oranlarda kalacaktır. Engeller başlığında belirlenen tüm faktörlerin limit değerleri aşıldığı takdirde, algılanan ekonomik fayda, AEK satın alma oranının genel seviyesini belirleyecektir. Algılanan ekonomik fayda tarafından belirlenen AEK satın alma oranlarını sosyal faktörler belirlenen oranlarda arttıracaktır. Ekler kısmında açıklayıcı bir örnek uygulama, modelin, farazi varsayımlar kullanılarak yapılan hesaplamalarını göstermek amacıyla sunulmuştur.
AEK'ların satın alma maliyetinin önemli bir kısmını akü maliyetleri oluşturmaktadır. Yakın gelecekte, akü maliyetlerindeki azalma beklentisine paralel olarak AEK'ların TSM bazında İYMK'larla rekabet edebilir hale gelebileceği beklenmektedir. Yarı römorklara yönelik çekicilerin karşılaştırılmasında, AEK'ların, seri üretildiğinde, İYMK'lara göre önemli bir maliyet avantajı sağlayacağını gösteren çalışmalar bulunmaktadır. Diğer taraftan, AEK'nın benimsenmesinin önündeki engeller arasında bulunan sınırlı sürüş menzili konusunda ultra hızlı şarj teknolojisinin geliştirilmesi ve şarj ağlarının genişletilmesinin menzil endişelerini azaltabileceği düşünülmektedir. Literatürde uygulama deneyimi konusunda karşılaşılan makalelerde, kullanıcıların AEK'lar için tatmin edici teknik performans bildirdikleri aktarılmakta, aracın sessizliği, konforlu ve keyifli bir sürüş deneyimi sunması olumlu bir özellik olarak vurgulanmaktadır. Zaman içinde toplumdaki çevre hassasiyetlerinin artacağı yönündeki beklentilerin de AEK'ların benimsenmesine katkı sağlayacağı tahmin edilmektedir. Engeller, ekonomik faktörler ve sosyal faktörlerle ilgili beklenen pozitif gelişmeler AEK satın alma oranlarının önümüzdeki yıllarda artacağı tahminlerini güçlendirmektedir.

Abstract:
Society's awareness about environmental pollution started in developed countries and is spreading throughout the world. Awareness about global warming encourages countries to create strategies and set targets on this issue. Greenhouse gas emissions are an important factor in global warming. The transportation sector has a significant share in greenhouse gas emissions. Instead of high-emission diesel and gasoline vehicles, low-emission electric vehicles (EV) stand out as a solution to greenhouse gas emissions caused by the transportation sector. Therefore, there are clear targets regarding EVs within the EU goals. In the literature review, no government targets were found for Turkey regarding the number of EVs, but it is essential to determine strategies and targets regarding EVs in Turkey.
Academic studies on urban transportation have been increasing recently, but studies on EVs, especially in long-distance freight transportation, are limited. In order to determine the right strategies and goals for EVs, academic studies on all elements of the subject are essential.
In this thesis, the procurement decision processes of trucks, which represent long-distance freight transportation and have a significant share in greenhouse gas emissions, are examined. Within the scope of this study, below mentioned goals are aimed for the pilot region Turkey regarding the adoption of promising BETs for reducing greenhouse gas emissions.
•	Identification of barriers and determination of limit values,
•	Identifying economic factors and revealing the relationship between economic factors and BET procurement decision,
•	Identifying social factors and determining the impact of these factors on the BET procurement decision,
•	Creation of BET procurement decision process model.
This thesis study aims to contribute to the strategies, objectives and operational decisions of government institutions and logistics companies.
In the literature research, many qualitative analyzes were examined to determine the effective factors in the adoption of EFVs, but quantitative models revealing the procurement decision process of BET were not encountered. When EFV data in the world and in Turkey are examined, it is seen that there is not enough data to apply quantitative techniques such as time series analysis or multi-factor analysis. For this reason, fuzzy logic was used in modeling the purchasing decision process as it is thought to be the best method that reflects the human decision-making process.
It was decided to use the Delphi method because it ensures the reliability of the collective judgment by facilitating consensus among a group of experts through controlled feedback. The expert group is composed of senior managers of international freight forwarders, senior managers of logistics associations and academicians with expertise in the field of logistics.
Individual online meetings were held with each expert team member and literature summaries were shared in these meetings. In the evaluations made with the team members, the output variable was determined as the battery electric truck (BET) procurement ratio in Turkey. Internal combustion engine trucks (ICET), which currently dominate the market, were taken into account as the only competitors of BETs. In the study, the input variables that determine the BET procurement rate were discussed under three headings: (1) barriers, (2) perceived economic benefit and (3) perceived social benefit.
An agreement was reached with the expert team on four factors under the heading of barriers and the limit values of these factors: BET driving range (>=500 km), Number of charging stations/Number of gas stations (>=0.5), BET maintenance services quality (=ICET maintenance quality), Clarity and effectiveness of BET legislation (Publication and implementation of the legislation).
On the topic of perceived economic benefit, which is the main determinant of the BET procurement ratio, the expert team agreed on two factors: Total Cost of Ownership (TCO) rate BET/ICET, Travel time (TT) rate BET/ICET. For each economic factor, linguistic expressions and fuzzy sets of these linguistic expressions were clarified by the expert team. The triangle shape was chosen for fuzzy sets due to the balance between both computational simplicity and information representation. Fuzzy rules for each combination of linguistic expressions of TCO ratio and TT ratio were created by consensus of the expert team. Fuzzy sets transform input variables into outputs within the framework of fuzzy inference. Sugeno inference was preferred to perform fuzzy inference due to its ease of calculation. The perceived economic benefit formula was created by Sugeno inference.
Under the topic of perceived social benefit, two factors were agreed upon: Positive perception in society for BET, and BET's reduction of greenhouse gas emissions. Linguistic expressions for social benefit factors have not been directly determined. Although social factors influence the decision to purchase BET, it is accepted that this is primarily due to economic factors. How and to what extent each social factor would affect the BET procurement rate was discussed with the expert team. There is a consensus that social factors will increase the BET purchasing rate, determined by perceived economic benefit, to a limited extent. In the evaluations made with the expert team, it was agreed that the BET purchasing rate, determined by perceived economic benefit, would increase by 10% for each social benefit factor, by 20% in total.
The BET procurement decision process created within the scope of the study can be summarized in three steps. If the limit values of any of the four factors examined under the heading of barriers in the first step are not exceeded, BET procurement rates will remain at very low rates, close to 0%. If the limit values of all factors determined under the heading of barriers are exceeded, the perceived economic benefit will determine the general level of BET procurement rate. Social factors will increase BET procurement rates which is set by perceived economic benefit, at determined rates. An explanatory sample application is presented in the appendices to demonstrate the model's calculations using hypothetical assumptions.
Battery costs constitute a significant part of the procurement cost of BETs. In the near future, it is expected that BETs will be able to compete with ICETs on a TCO basis, in parallel with the expectation of a decrease in battery costs. When comparing tractors for semi-trailers, there are studies showing that BETs, when mass produced, will provide a significant cost advantage over ICETs. On the other hand, it is thought that the development of ultra-fast charging technology and the expansion of charging networks can reduce range concerns regarding the limited driving range, which are among the barriers to the adoption of BET. In the articles about application experience, it is stated that users reported satisfactory technical performance for BETs. The silence of the vehicle and its provision of a comfortable and enjoyable driving experience are also emphasized as a positive feature. It is estimated that environmental sensitivities in society will increase over time and contribute to the adoption of BETs.