Yeni rekabet alanı: Lityum-iyon piller

Lityum iyon piller, taşınabilir elektrik ve elektronik cihazlara ve özellikle de elektrikli arabalara yönelik artan talep nedeniyle gün geçtikçe daha da önem kazanıyor. Negatif (anot) ve pozitif (katot) elektrotlar arasında hareket eden lityum iyonları tarafından şarj edilen ve boşaltılan lityum-iyon piller, düşük maliyetli, yeniden doldurulabilir ve hafif özellikte oldukları için diğer güç kaynaklarına oranla daha fazla tercih ediliyor. Geleneksel pillere oranla daha hızlı şarj olan ve daha uzun süre kullanılan lityum iyon pillerin birden fazlasının bir araya gelmesi ile de bataryalar oluşuyor. 26 yıl önce Sony'nin CCD-TR1 video kamerasında satışa sunulan ilk lityum iyon piller, yüksek enerji yoğunlukları sebebiyle cep telefonu, diz üstü bilgisayar, küçük ev aletlerinde ve salgıladıkları düşük seviyedeki karbondioksit gazı salınımı sebebiyle de çevre bilincine sahip tasarımcılar ve tüketiciler tarafından tercih edildi. Günümüzde ise lityum-iyon bataryalar, elektronik scooterlardan, işitme cihazlarına kadar pek çok elektrikli araçlarda kullanılmasıyla itici güç haline geldi. Hal böyle olunca her geçen gün daha fazla elektronik cihaza bağımlı olan dünya, daha fazla lityum iyon pile de ihtiyaç duymaya devam ediyor.

Çin, zirvedekini yerini koruyor

• Lityum-iyon pil denildiğinde akla ilk gelen ülke Çin. Dünyadaki üretimin neredeyse yüzde 70’ine sahip olan Çin, 2023 yılında bir önceki yıla göre yüzde 25 artışla 940 GWh lityum-iyon pil üretimine ulaştı.

2023 yılında lityum iyon pil ihracatı bir önceki yıla göre yüzde 33 artışla 63,1 milyar dolara yükseldi. Çin’i bu denli güçlü kılan ise 1990’lı yıllarda Avrupa ülkelerinin kimyasal oranı oldukça yüksek olan pil üretimini, Doğu Asya ülkelerine bırakması oldu. Büyük bir gücün temellerini atan bu olay, ilerleyen yıllarda Çin’in lityum-iyon pillerin kritik önemini anlamasıyla daha da büyüyen bir pazarı oluşturdu. Avrupa’da ise son birkaç yıldır 100 milyar euroluk yatırımlar yapılmaya devam etse de Çin uzun bir süre zirvedeki yerini korumaya devam edecek gibi gözüküyor. Nano teknoloji sayesinde hayata geçen pillerin içerisinde çok fazla hammadde bulunması, nadir metaller konusunda zayıf olan Avrupa’yı geride bıraktı. Aynı zamanda üretim aşamasında salgılanan karbondioksit emisyonu, Avrupa karbon emisyonu kararlarına da uymuyor. Üretim aşamasında ihtiyaç duyulan yüksek enerji ise Avrupa’daki enerji krizine ters düşüyor. İşin içine mühendis ve istihdam sorunu da eklenince Avrupa, lityum-iyon piller konusunda vitesi bir türlü yükseltemiyor.

Türkiye ithalatçı konumdan ihracatçı konuma geçiyor

Türkiye’nin lityum iyon batarya ithalatı elektrikli otomobil üretimi öncesinde 150 milyon dolar seviyesindeydi. Ancak, elektrikli otomobiller için gerekli batarya gereksinimi ve yenilenebilir enerji depolama pazarının hızla büyümesiyle bu rakam katlanarak arttı.

2022 yılında 573 milyon doların üzerinde olan Türkiye’nin lityum-iyon pil ve batarya ithalatı, 2023 yılında 1,06 milyar dolara yükseldi. 2022 yılında 10,5 milyon dolar olan pil ihracatı ise 2023 yılında 39,7 milyon dolara çıkararak dört kat artırdı. EPDK'nın Depolamalı Enerji üretim lisansları ve elektrikli araç üretimleriyle birlikte, Türkiye’nin lityum-iyon pil ve batarya talebinin 2030'a kadar 10 milyar doları aşabileceği tahmin ediliyor.

Türkiye’de şu anda 3 model lityum-iyon pil hücresinden 2 modeli üretiliyor. Bunlardan biri 1 GWh üretim kapasitesine sahip silindirik model, diğeri ise 3 GWh üretim kapasitesine sahip prizmatik model. 2026 yılı itibarıyla hedeflenen 20 GWh üretim kapasitesine sahip Pouch (kese) model pil hücresi üretimiyle de 2026 yılında pil hücresi üretim kapasitesi toplamda 24 GWh'ye ulaşacak. 2023 yılında 39,7 milyon dolar değerindeki ihracat ise Romanya, Ukrayna, Almanya, Azerbaycan, Hollanda ve Fransa’nın da aralarında olduğu toplamda 110 ülkeye gerçekleşti. Yeni pazar hedefinde ise Amerika ve İngiltere var. Şu anda Türkiye’de faal durumda çalışan yaklaşık 100 tesiste lityum-iyon batarya üretimi gerçekleşiyor.

İlk girişim Aspilsan'dan

Türkiye’deki ilk girişimi yaklaşık 130 milyon dolarlık bir yatırımla Avrupa’nın ilk silindirik lityum iyon pil tesisi özelliğiyle ASPİLSAN enerji gerçekleştirdi. Sonrasında Kontrolmatik, lityum-iyon fosfat grubundan prizmatik pil üretti.

• Gemlik’te 607 bin metrekarelik arazide inşa edilen ve 120 ülkeye ihracat yapması hedeflenen Türkiye’nin ilk batarya fabrikası Siro’nun ise önümüzdeki iki yıl içerisinde faaliyete geçmesi bekleniyor.

Togg’un içerisinde sadece Togg için üretim yapan Siro ise Türkiye’nin ilk yerli otomobilinin üretimi ile beraber üretimine hız kesmeden devam ediyor.

Özellikle lityum, nikel ve grafit gibi önemli aktif maddelere olan talebin, 2030 yılına kadar 400 bin tondan 6 milyon tona çıkması bekleniyor. Dünya genelinde şu anda 2,6 TWh seviyesinde olan batarya üretim kapasitesinin 2030'a gelindiğinde 3,5 katına, yani 9 TWh'a ulaşması bekleniyor. Bu talep artışının Türkiye için de geçerli olduğuna değinen PİLDER Yönetim Kurulu Başkanı Kadem Usta, bu sürecin yerli üretimle karşılanması gerektiğine dikkat çekiyor. Usta, “Bu doğrultuda, geçtiğimiz hafta Sanayi ve Teknoloji Bakanı Mehmet Fatih Kacır’ın pil ve batarya üretimi için yeni teşviklerin hazırlığında olduğunu açıklaması, yatırımların hızlandırılması adına önemli bir adım olacak.

• Yerli üretim ve yatırımları teşvik etmek amacıyla geçtiğimiz yılbaşında lityum-iyon pillerine yüzde 30 İlave Gümrük Vergisi (İGV) getirilmesiyle de bu yönde önemli adımlar atıldı.

Biz de PİLDER olarak, ülkemizdeki üretim ve geliştirme potansiyelini artırmak için aktif bir şekilde sinerji oluşturmaya çalışıyoruz” dedi.

Tedarik sorunları Türkiye'ye avantaj sağlayabilir

Hem lityum pil hem de lityum batarya üreten dünyadaki sayılı teknoloji şirketlerinden birisi olan ASPİLSAN Enerji, ürün gamını zenginleştirmeye devam ederken, yeni kimyalarda, yeni geometrilerde, yeni kapasitelerde piller ile pil üretim yeteneklerini ve çeşitliliğini de geliştirmeyi hedefliyor. Bunun yanında Milli Muharip uçak KAAN’ın bataryası başta olmak üzere nitelikli paket üretimleri de yapıyor. Pilden bataryaya kadar uzanan yeteneği ile pazarda tek oyuncu olduklarını söyleyen ASPİLSAN Enerji Genel Müdürü Prof. Dr. Ahmet Turan Özdemir, “2022 yılında ülkemize kazandırdığımız lityum iyon pil üretim tesisimizle dışa bağımlılığın büyük ölçüde önüne geçmeyi başarmışken, 2024 yılı içinde önemli bir pil ihracatçısı olma hedefiyle çalışmalarımızı yürütüyoruz. Ürettiğimiz piller, uluslararası standartları karşılamakla birlikte, bölgedeki ilk üretici olmamızın ve Uzak Doğu’da tedarikte yaşanan sıkıntıların, büyümek istediğimiz pazarlarda bize yardımcı olacağını değerlendiriyoruz” dedi.

Avrupa’da yakın dönemde bir dizi yeni yatırım ile özellikle elektrikli araç pazarında önemli kapasite artışları da sağlanmaya devam ediyor. Özellikle Macaristan, uluslararası büyük üreticilerin ilgi ve yatırımlarını çekmeye devam ederken, Türkiye’nin de bölgesinde batarya üreticisi olma hedefi devam ediyor. Avrupa Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri pil değer zincirini tahsis etmek ve bağımsız tedarik zincirini kurmak üzere ham maddeden geri dönüşüme kadar büyük bir yatırım seferberliği başlattı. Özdemir’e göre Türkiye’deki özendirici mekanizmaların da bu kapsamda genişletilmesi gerekiyor. Özdemir, “ASPİLSAN Enerji olarak dünyadaki bu değişimin farkındayız ve üretim teknolojisini yakından takip ederek yatırımlarımızı devam ettirme gayreti içindeyiz” diyor.

Türkiye, çevreci pil üretecek

• 2021 yılında TÜBİTAK BIGG ödülünü kazanarak kurulan Tayko Pil ise Türkiye’de üretimi olmayan CR2032 sınıfı pil üretimine odaklandı. TÜBİTAK 1512, melek yatırımcı ve yarışmalardan elde edilen tüm gelirleri Ar-Ge harcamaları için kullanan firma, kuruluşundan itibaren 50 bin doların üzerinde bir yatırıma ulaştı.

Prototip üretimi tamamlanan CR2032 sınıfı lityum piller, başta otomobillerin uzaktan kumandası olmak üzere, oyuncaklarda, saatlerde, bilgisayarlarda ve daha birçok elektronik cihazda kullanılıyor. CR2032 sınıfı lityum piller sayesinde pilin kimyasında nano kalınlıkta seramik yüzey kaplaması, pil katot kristal yapısına bor elementi katkısı ve bitkilerden elde edilen bağlayıcının pil yapımında kullanılmasıyla hem pil ömrünün uzatılması hem de Türkiye’de çevreci pil üretimi hedefleniyor.

Şu an laboratuvarda prototip üretimi yapılan pillerin performansının piyasada bulunan ve pazar lideri konumunda olan markalarla benzer seviyede olduğunu söyleyen Togg’un pil üretiminin geliştirilmesinde de aktif rol oynayan Tayko Pil CEO’su Dr. Tayfun Koçak, premium olarak üretilen seramik kaplama ve bor elementi katkılı pillerin standart ürünlere göre yüzde 20 oranında daha uzun ömürlü olduğuna değiniyor. Seri üretime de 2024 sonu itibarıyla geçmeyi planladıklarını ekliyor.

Lityum – iyon piller ne kadar güvenli?

Bu piller etkili ve verimli bir güç kaynağı sağlarken, hasar gördüklerinde, yanlış kullanıldıklarında, şarj edildiklerinde veya saklandıklarında aşırı ısınma, alev alma ve hatta patlamaya yol açma olasılıklarını da barındırıyor.

• Kaza sırasında en az darbe alması açısından dört tekerin ortasında konumlanan bataryaların içerisinde yanmayı geciktirici ve tepkimeyi yavaşlatıcı kimyasallar yer alıyor.

Bataryanın yüzde 50’den fazla ısınması halinde de araç içi uyarı sistemleri sayesinde ikazlar devreye giriyor. Olası yangın durumunda da su bazlı yangın söndürücülerden ziyade özel lityum-iyon jel söndürücülerin tercih edilmesi gerekiyor.