Bataryalar geri dönüşüme hazır mı?
Elektrikli otomobiller, akıllı telefonlar, elektrikli ev aletleri, nükleer santraller ve hatta savunma sanayinde dahi kullanılan lityum-iyon bataryalar, geleceğin en önemli güç kaynakları olma yolunda emin adımlarla ilerliyor. 2020 yılında değeri yaklaşık 40,5 milyar dolar olan lityum-iyon pil pazarının, 2030 yılında 91,9 milyar dolar büyüklüğe ulaşması bekleniyor. Büyümedeki en önemli sebep olarak ise lityuma dayalı elektrikli araçların artan popülaritesi gösteriliyor. Ancak artan talebin ortaya çıkardığı bir sorun var; anlık ve hızlı tüketim çağına ayak uyduran bu bataryaların son kullanma tarihi gelince ne olacak?
İlk olarak 1991 yılında Sony tarafından ticarileştirilen lityum iyon piller, son dönemde enerji yoğunluğu, güvenlik, şarj süresi, maliyet, ağırlık ve diğer yönleri sayesinde nikel metal pillere göre aranan bir alternatif haline geldi. Üzerine bir de iklim değişikliği ile mücadele ve yeşil dönüşüm hedefleri kapsamında Avrupa Birliği’nin karbonsuzlaşma hedefi de ortaya çıkınca, lityum-iyon piller, geleceğin enerji kaynakları olma yolunda hızlı adımlarla ilerledi.
Lityum iyon pillere yönelik artan talep, 2015 ile 2020 arasında inşa halindeki veya planlanan pil fabrikası sayısını 4’ten 181’e kadar çıkardı. Çin, 2020 yılında küresel pazara giren pillerin yaklaşık yüzde 77'sini üreterek lityum iyon pil üretiminin güç merkezi haline geldi. Her ne kadar Avrupa, lityum iyon pil üretim tesislerine kapsamlı yatırımlar planlıyor olsa da, öngörülebilir gelecekte Çin, küresel lityum iyon pil üretiminin hakimi olma yolunda emin adımlarla ilerliyor. Öyle ki, 2025 yılına kadar dünyadaki lityum iyon pillerin yaklaşık yüzde 65'ini Çin'in üretmesi beklenirken, Avrupa’nın ise üretimin yüzde 25'ini oluşturacağı tahmin ediliyor.
Pazarın büyümesi ile beraber batarya kapasitesi de her geçen gün büyümeye devam ediyor. Şu an bir bataryanın ortalama kapasitesi 653 gigawatt saatken, 2030 yılında 2 bin 731 gigawatt saate kadar çıkması tahmin ediliyor. Yani böylece küresel pazara giren lityum iyon pil kapasitesinin, tüketici elektroniği, kişisel mobilite çözümleri ve elektrikli otomobillerin artan benimsenme oranlarının etkisiyle 2020 ile 2030 yılları arasında 10 kattan fazla artması bekleniyor.
Bir batarya ile 150 bin KM
Avrupa Birliği’nin karbonsuzlaşma hedefi doğrultusunda 2035 yılında trafiğe çıkacak tüm binek ve hafif ticari araçların karbon emisyonunda sıfıra ulaşma hedefi de bu artışı destekliyor. Çünkü otomobil pazarındaki bu dönüşüm lityum-iyon pillerle mümkün olacak. Yakıtlı araçların aksine yüksek seviyeli bataryalardan güç alan lityum-iyon bataryalı araçların sayısı 2023’ün ilk yarısında 9.54 milyon adete kadar ulaştı. Yani tüm dünyada bu yıl satılan her 5 araçtan 1’i elektrikli olurken Türkiye’de bu oran yüzde 8‘lere kadar çıktı. Sadece otomobil satışı ise geçtiğimiz yıla göre yüzde 45 artarak 6.05 milyon adete ulaştı. batar
Her bataryanın ömrü de kendi içinde değişiklik gösteriyor ve elektrikli bir araç bataryası yaklaşık 150 bin km yol alabiliyor. Örneğin; Tesla 8 yıl 192 bin km, BYD 8 yıl 200 bin km, MG 7 yıl 150 bin km, TOGG, BMW ve Mercedes ise bataryalarına 8 yıl ve 160 bin km garanti veriyor. Ancak ilk aşamada tam kapasite kullanılan bu bataryalar, zaman içinde görevini minimum seviyelere düşürüyor. Bataryalar kullanıldıkça, enerji tutma kapasitelerinde düşüş yaşanıyor ve bu düşüş, otomatik olarak araçların menziline de olumsuz yansıyor. Böylece zaman içinde 400 km menzili olan bir araç, 200 km menzillere kadar düşebiliyor. ENSİA Başkanı Alper Kalaycı’ya göre bataryaların şarj tutma kapasiteleri başlangıçtaki değerinin yüzde 80 ila yüzde 60'ı arasına düştüğünde, araç şirketlerinin garanti kapsamı bitmediyse ücretsiz, bittiyse de ücretli değişimin başlaması gerekiyor.
Yeni bir çöp yığını mı oluşacak?
2025 yılına kadar 3,4 milyondan fazla küresel bir batarya dağı oluşturması beklenen bu bataryaların, geri dönüşüm aşamasında ne olacağına dair resmi bir hamle ve açıklama kimseden gelmedi. Ancak Dünya Ekonomik Forumu yöneticileri bataryaların dönüşümünden ziyade depolanmasından yana. Ama bu depolama bir batarya yığını şeklinde de olmayacak. Geri dönüşüm fikri ilk akla gelen fikir olsa da, bataryaların geri dönüştürülmesi ve tekrar tekrar kullanılması elektrikli arabalar için pek olası durmuyor. Bunun yerine ileride kullanılmak üzere depolanması, özellikle güneş enerjisi teknolojisinde güneşi depolamak ve ihtiyaç duyulan gece saatlerinde sisteme dâhil etmek üzere yeniden kullanılması daha makul. Çünkü eskiyen bataryalar kapasitelerinin yaklaşık yüzde 80’ini korumaya devam ediyor.
Öyle ki, yeniden sisteme dâhil edilen bir binek araç bataryası yılda 200 gigawatt saat kapasite sağlayabiliyor. Ortalama bir ev ise 2-3 kilowatt saat arasında enerji kullanıyor. (1 gigawatt = 1 milyon kilowatt) Yani 1 gigawatt saat ile elektrik tedarik edildiğinde 500 bin ev, 200 gigawatt saatle ise 100 milyon evin enerji ihtiyacı sağlanabilecek.
Ayrıca bataryalar, alternatif depolama amacıyla kullanılamıyorsa da kobalt, lityum tuzları, paslanmaz çelik, bakır, alüminyum ve plastik gibi değerli malzemeleri ayrıştırılarak, sisteme yeniden dahil edilebilecek.
Uygun hale getirilen bu elementler ise batarya üretiminin artması ile ortaya çıkacak element arzına da destek olacak. Çünkü uzmanlara göre doğal kaynakların bu talepleri karşılamada yetersiz kalacağı zaman da yaklaşıyor. Exitcom Genel Müdürü Murat İlgar’a göre özellikle e-mobilitenin yaygınlaşması bu gelişmeyi etkileyen bir faktör. İlgar, “2016 yılının yıllık elektrikli araç satışları, 2023’ün bir günlük elektrikli araç sayısına tekabül ediyor. Bu bağlamda elektrikli araçların toplam maliyetinin yüzde 40’ını oluşturan pillerin ham maddelerine olan ihtiyaç da ciddi oranda artış gösteriyor” diyor.
Kritik ham madde yasası
Avrupa Birliği, pillerin ham maddelerini koruma altına almak için ise bu yıl içinde AB Kritik Ham madde Yasası’nı hayata geçirdi. Yasaya göre batarya içinde yer alan kobalt ve grafit kritik ham maddeler, mangan, lityum ve nikel stratejik ham maddeler olarak listeleniyor. Yasa sayesinde bataryaların geri dönüşüm kısmında bu önemli ham maddelerin kaynakları korunurken, hem ülke ekonomisine katkı sağlanacak hem de zararlı elementlerin doğaya karışmasına engel olunacak.
AB’nin yeni Batarya Direktifi ise pil üretiminde geri dönüştürülmüş malzeme kullanımının minimum seviyelerini belirledi. Böylelikle üreticiler 18 Ağustos 2031 yılından itibaren 2 kWh üzerindeki endüstriyel pillerin üretiminde minimum yüzde 16 kobalt, yüzde 6 lityum ve yüzde 6 nikel kullanmak zorunda kalacaklar. Bu oran 18 Ağustos 2036 yılından itibaren minimum yüzde 26 kobalt, yüzde 12 lityum ve yüzde 15 nikel olarak yükseliyor. Bu şartları sağlamayan pillerin AB içerisinde satışı mümkün olmayacağı için üreticiler bugünden önlemlerini alıp tedarik zincirlerini garanti altına almaya başladı.