Küresel yarışın nadir gücü: Nadir toprak elementleri

Nadir toprak elementleri (NTE), periyodik tabloda bir arada bulunan ve 19 kimyasal elementten oluşan grup olarak ifade ediliyor. İtriyum, lantan, seryum, praseodimyum, neodimyum, prometyum, samaryum, skandiyum gibi metallerden oluşan nadir toprak elementlerinin tamamı metal olduğu için de bu gruba genellikle "nadir toprak metalleri" adı veriliyor.

NTE’lerin, kelime anlamındaki ‘nadir’den dolayı az bulunur olduğu düşünülse de aslında bu metaller, ana tabloda kendine yer bulamayıp elde edilmesi zor olduğu için nadir metaller olarak ifade ediliyor. Nadir metallerin birçoğu da dünyadaki diğer elementlerden çok daha fazla bulunabiliyor.

Topraktan çıkarılması 3 ila 13 yıl arasında değişim gösteren NTE’ler özellikle yüksek teknolojili katma değerli ürünlerin üretiminde kullanılıyor. Bilgisayarda, GPS sistemlerinde, bataryalarda, kamera lenslerinde, rüzgar tribünlerinde, füze kontrol sistemlerinde, akıllı telefonlarda, savunma sistemlerinde, hava araç parçalarında, tıpta ve insanların her gün kullandığı birçok cihazda yer alıyor. Dünyada nadir yer metallerinin bir numaralı ülkesi Çin. Çin’in özellikle Bayanoba denilen madeninde çok ciddi anlamda nadir yer metali üretimi yapılıyor. Avustralya, Brezilya, Kanada, Rusya, Güney Afrika, Tanzanya, Grönland gibi ülkeler de nadir yer metallerine sahip olan ülkeler arasında yer alıyor. Aynı zamanda Japonya, bugün dünyanın en fazla nadir yer metalini kullanan ülkesi konumunda. Çin ve Tayvan şimdilerde Japonya’ya yaklaşsa da Japonya teknolojisinden dolayı en fazla nadir metallere ihtiyaç duyan ülkelerde zirveyi koruyor.

NTE kimdeyse güç ona geçiyor

İTÜ Maden Fakültesi Dekanı Mustafa Kumral’a göre insanlar tarih boyunca altın, su, toprak ve madenler yüzünden savaşmış ve savaşmaya da devam ediyor. Günümüzde teknolojinin en önemli yapı taşını oluşturan nadir metaller, ülkeler arasındaki anlaşmalar vesilesi ile ithal edilmeye devam ediyor. Kumral bu konuda Japonya ve Çin örneğini gösteriyor. Bundan yaklaşık 10 yıl önce Japonya ve Çin’in anlaşamadıkları bir sebep, nadir yer metallerine kadar ulaşıyor ve Çin’in Japonya’ya ihraç ettiği nadir yer metallerini kesme uyarısı, teknolojik faaliyetlerinden dolayı nadir toprak metallerine bağımlı olan Japonya’ya geri adım attırıyor. Kullandığı uç teknolojide madenlere bağımlı olan Japonya, Kumral’a göre Çin’e boyun eğmek zorunda kalıyor.

Dünyanın yüzde 60’ı Çin’den çıkıyor

Şu anda Çin, dünyadaki nadir toprak metallerinin yüzde 60'ını üretse de yaklaşık yüzde 90'ını işliyor. 44 milyon MT (metrik ton) ile en yüksek nadir toprak mineral rezervine sahip olan Çin, aynı zamanda 2022'de 210 bin MT üretim yaparak açık ara dünyanın önde gelen nadir toprak üreticisi oldu. Çin, zirvedeki konumuna rağmen rezervlerinin yüksek kalmasına yönelik çalışmalarını sürdürüyor. 2012 yılında nadir toprak rezervlerinin azaldığını açıklayan Çin, 2016 itibarıyla hem ticari hem de ulusal stoklar oluşturarak yurt içi rezervlerini artırmayı başardı. Yasadışı nadir toprak madenciliğini engellemek için de bir dizi adım atan Çin, sert tedbirleri ile tedarik zincirini önemli ölçüde temizledi. Çin 2010 yılında ihracatını kesmesiyle küresel pazardaki nadir toprak fiyatlarının artmasına neden olurken bu durum başka ülkelerdeki maden arzını güvence altına alma telaşına da sebep oldu.

Vietnam’a Güney Kore’den destek

Nadir toprak rezervleri 22 milyon MT olan Vietnam’ın Çin ile olan kuzeybatı sınırında ve doğu kıyı şeridi boyunca yoğunlaşan çok sayıda maden yatağı bulunuyor. Vietnam’ın nadir toprak üretimi 2021’de 400 MT olsa da 2022’de önemli ölçüde artarak 4 bin 300 MT'a ulaştı. Temiz enerji kapasitesini geliştirmekle ilgilenen Vietnam, daha fazla nadir toprak metali üretmeye çalışıyor. Aralık 2022'de Vietnam Sanayi ve Ticaret Bakanlığı, nadir toprak metalleri ve diğer temel minerallere ilişkin iş birliğini artırmak ve küresel nadir toprak tedarik zincirinin güçlendirilmesine yardımcı olmak amacıyla Güney Kore Ticaret, Sanayi ve Enerji Bakanlığı ile bir anlaşma imzaladı.

Savaş Rusya’daki çalışmaları etkiledi

2023 yılında 21 milyon MT nadir toprak rezervine sahip olan Rus hükümeti, nadir toprak pazarında Çin ile rekabet edebilmek için 2020 yılında 1,5 milyar dolar yatırım yapmayı hedefledi. Ancak sonrasında Rusya'nın Ukrayna'yı işgali, ABD ve Avrupa'daki nadir toprak metalleri tedarik zincirinde olası aksaklıklar konusunda bazı endişelere yol açtı ve savaşın Rusya'nın ülke içindeki nadir toprak geliştirme planlarını da etkiledi.

Brezilya da büyümeye devam ediyor

2022'de 80 MT üretim ile büyük bir nadir toprak üreticisi olmayan Brezilya, 2023 yılında 10 milyon MT nadir toprak rezervine sahip oldu. 2012 yılında da ülkede 8,4 milyar ABD doları değerinde nadir toprak yatağı bulundu ve ülkedeki çalışmalar devam ediyor.

Kum madenlerinin yüzde 35’i Hindistan’da

Hindistan'ın nadir toprak rezervleri 6,9 milyon MT. 2022'de 2,9 milyon MT nadir toprak üreten Hindistan, önemli nadir toprak kaynakları olan dünyadaki plaj ve kum maden yataklarının yaklaşık yüzde 35'ine sahip. Geçtiğimiz yılın sonunda Hindistan Maden Bakanlığı, kritik ve nadir toprak minerallerin tedarikini güvence altına almak için akademik kurumlardan derin deniz ve yeşil madencilik de dahil olmak üzere madencilik teknolojisine yönelik araştırma ve geliştirme teklifleri talep etti.

ABD’den devlet desteği

ABD, 2023 yılında 1,8 milyon MT ile küresel nadir toprak rezervlerinde sekizinci sırada yer aldı. 2021 yılında Başkan Joe Biden, Amerika'nın yerel tedarik zincirlerindeki tıbbi cihazlar, bilgisayar çipleri ve diğer kritik kaynakların nadir toprak metallerine yönelik eksikliklerini gözden geçirmek için bir idari emir imzaladı. Aynı dönemde ABD Enerji Bakanlığı, nadir toprak metalleri ve kobalt ile lityum gibi pil metalleri için yurt içi tedarik zincirlerini araştırmak ve güvence altına almak için 30 milyon dolar değerinde bir girişim daha duyurdu.

Keşfedilmesi istenmeyen rezerv alanı: Grönland

Grönland'ın nadir toprak rezervlerinin sayısı ABD’ninkine yakın olmasına rağmen, ada ülkesi bunların üretime geçirilmesini istemiyor. Bir maden şirketinin arama yapmak istemesi üzerine Grönland hükümeti 2021 yılında uranyum arama, keşif ve çıkarmayı yasaklayan yasayı çıkararak projenin geliştirilmesini engellese de maden şirketi arama lisansı için mücadele etmeye devam ediyor. Kumral’ın da “son derece karşıyım” dediği Grönland’da bir nadir toprak metalinin ortaya çıkarılabilmesi için 3 bin metre buzulun eritilmesi gerekecek.

Beylikova iki seneye üretime geçecek

2022 yılında Eskişehir Beylikova'da keşfedilen 694 milyon ton nadir toprak metali rezervi, dünyada Çin’den sonra ikinci büyük rezerv alanı oldu. Thorium, florid, borit, lantana, sergium gibi madenleri barındıran rezerv alanın maksimum iki sene içerisinde işlenmesi bekleniyor. Kumral, bu bölgeden çıkarılan hammaddenin yine Türkiye’de ürün haline getirilmesi ile ülkeye büyük katkıları olacağını söylüyor. Bu katma değere örnek olarak ise dünya bor rezervinin yüzde 73’üne Türkiye’nin sahip olduğu bor madenini veriyor; “Bir üçgen düşünün, en altta bor madeni var ve o borun tonu 200 dolar. Orta katında tonu bin 500 dolar olan borikasit var. Üst katta ise tonu 15 bin dolar olan bor karbür var. Ancak bu rakam, bor karbürün yan sanayide kullanılan ürünlerine göre 3-4 milyon dolara kadar çıkabiliyor” diyor. Bu element grubunu bu kadar değerli kılan durum ise bahsi geçen metallerin fizikokimyasal ve kapasitif özelliklerine bağlı olarak ağır sanayi ve elektronik cihazlarda yüksek miktarda kullanılması gösteriliyor. Bu çok değerli metallerin sürekli olarak güncel piyasaya, üretime ve kullanım oranlarına göre de fiyatları değişiyor. Tabloda 1 dolardan 236 bin dolara kadar nadir toprak metali yer alırken libre fiyatı 236 bin dolar olan Skandiyum öne çıkıyor. En pahalı nadir toprak metali olan skandiyumdan petrol rafinelerinde izleme ajanı olarak faydalanılıyor. Skandiyum, alkali piller, yakıt ve egzoz sistemleri, motor parçaları, silah üretimi, spor malzemeleri, bisiklet gövde ve parçaları, koruyucu boyalar, böcek ilaçları, bitki tohumu çimlendirilmesi gibi pek çok alanda kullanılıyor. Ay ve Güneş'te dünyadan daha fazla miktarlarda bulunan bu metal, Eskişehir Beylikova’da da büyük oranda keşfedildi. Dünyada ise İskandinavya’da yaygın olarak bulunan tortveitit minerali, yaklaşık yüzde 45 oranında skandiyum oksit içeriyor.

2050 yılında en fazla hangi madene ihtiyaç duyulacak?

Kumral, 2050 yılında dünyada en fazla light denilen hafif nadir yer elementleri ile heavy denilen ağır nadir elementlere ihtiyaç duyulacağını söylüyor. Kumral, “Ardında da antimoğan, fosfor, bisbut ve şaşırılacak bir şekilde de magnezyuma ihtiyaç duyulacak. Magnezyum Türkiye’de de çok fazla bulunan madenler arasında yer alıyor. Farkındaysanız altın üst taraflarda bile yer almıyor” diyor.

Elektrikli araçlarda lityum bağımlılığı azalıyor mu?

Enerji bağımsızlığı, iklim değişikliği ve diğer sorunlar elektrikli ve hibrit araçların satışını artırdıkça pillere olan talep daha da hızlı artıyor ve her pilde de birkaç kg kadar nadir toprak bileşiği bulunuyor. Elektrikli arabaların olmazsa olmazı lityum iyon pillerin de bir alternatifi olduğunu söyleyen Kumral, “Masa kadar bir lityum pille 500 km yerine 5 bin km gitmek isteyeceğiniz için süreç sizi, vanadyum ya da manözyum kullanmaya yöneltecektir” diyor. Lityum ve manözyum ile bir grup olan vanadyum, Türkiye'de de bulunuyor. Vanadyum rezervi dünyada 9,5 milyon MT ile en fazla Çin, 7,4 milyon MT ile ikinci olarak da Avustralya’da bulunuyor. Kısaca, bataryada lityuma olan bağımlılık azalsa da Çin’e olan bağımlılık azalmayacak gibi gözüküyor.

Madenler tükenir mi?

Her madenin tükenme ihtimali olduğunu söyleyen ve madenleri yeryüzünün kanserleri olarak değerlendiren Kumral, kanser olan insan nasıl hücresi alındığında rahatlıyorsa, yerkürenin de madenleri alındığında rahatlayacağını söylüyor. Kumral, “Biz madenciler, o madenleri yerküreden çıkarıp aldığımızda hem dünya rahatlar, hem insanlar” diyor. Nihayetinde madenlerin de belli bir zaman sonra biteceğini ancak Türkiye'deki nadir yer metallerinin potansiyelinin en az 300-500 sene daha devam edeceğini ekliyor.