By 
Lityum iyon piller günümüzde elektrik şarjını tutmak ve gücü verimli bir şekilde iletmek için en iyi seçenekler arasında kabul ediliyor. 2025 yılına kadar, dünyadaki toplam lityum talebinin 2018 yılından üç kat daha yüksek (150 bin ila 190 bin ton) olması bekleniyor. 2100 yılına kadar, bu talebin yılda 400 bin ila 700 bin tona kadar yükselebileceği tahmin ediliyor.
Teorik olarak, yeryüzünde bu ihtiyacı karşılamak için yeterli lityum olduğu kabul ediliyor. Günümüzde çıkarılması ekonomik olduğu düşünülen rezervlerin kabaca 20 milyon ton (Mt) olduğu biliniyor.
Son yıllarda lityum gereksiniminin artması nedeniyle yaklaşık 90 Mt daha yeni rezerv bulundu. Ancak buna karşın günümüzde üretimde bir darboğaz yaşanıyor. Çünkü yeni madenler ve üretim tesisleri açmak yavaş ve pahalı; bu nedenle de lityuma talebin önümüzdeki on yılda üretimi aşabileceği düşünülüyor.
Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), 2030 yılına kadar ülkelerin Paris İklim Anlaşmasına uygun sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşabilmek için mücadele ederken lityum endüstrisinin, ülkelerin ihtiyaçlarının yalnızca yarısını karşılayabileceğini tahmin ediyor (Grafik 1).
Grafik 1: Lityum üretimi önümüzdeki yıllar içinde talebi karşılayamayacak. Yeni madenler, pillerin ve diğer yeşil teknolojilerin kullanımı yoluyla sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmak için dünyanın ihtiyaç duyacağı lityumu tedarik edecek kadar hızlı açılmıyor. Kaynak: Nature / UEA
Ayrıca mevcut lityum madenlerindeki üretim metotları da tartışmalı… Yıllar içinde çok az değişikliğe uğradı. Genelde çevreye zarar veren mekanik ve kimyasal işlemlerle işletilen lityum madenleri oldukça da verimsiz…
Geleneksel olarak 1100ºC’ye kadar ısıtılan cevher daha sonra asit ile liçe tabii tutularak içindeki lityumun serbest kalması sağlanıyor. Daha sonraki aşamada istenmeyen metaller, daha fazla ısı ve reaktif gerektiren yarım düzine kimyasal reaksiyon kullanılarak ayrılıyor.
Ayrıca lityumun kimyasal olarak işlenmesi çok fazla enerji ve su tüketiyor: 1 ton lityum tuzu üretmek için 60 megawatt saat elektrik ve 70 metreküp suya gereksinim var. Lityum üretim süreci içinde çok fazla katı atık ve emisyonlar ortaya çıkar. Bir örnek vermek gerekirse 1 ton lityum üretmek için atmosfere 3 ile 17 ton arasında karbondioksit salınır. Ayrıca lityum madenlerinin katı ve sıvı atıkları da çok fazladır.
Grafik 2: Lityum madenciliği ve üretiminden kaynaklanan emisyonlar ve atıklar. Kaynak: Nature
Lityum üretiminin çevre ve insan sağlığı açısından zararları yoğun enerji kullanımı, sera gazı emisyonlarını artırması, fazla suya gereksinim duyulması ile de sınırlı değil. Lityum rezervlerinin çoğu Batı Avusturalya, Güney Amerika, Tanzanya gibi uzak bölgelerde… Bu bölgelerde üretim yapılması; su kaynaklarının sınırlılığı, küresel iklim krizine bağlı aşırı sıcaklar ve seller nedeniyle oldukça zor.
Ayrıca bu bölgelerden lityum veya cevherin de nakli çevre açısından yeni riskler ortaya çıkarıyor. Üstelik bu bölgelerde atık havuzlarına bırakılan cevher atıkları, arsenik, talyum ve krom gibi ağır metallerin yanı sıra lityum cevherlerinde de bulunan radyoaktif elementler olan uranyum ve toryum içeriyor.
Diğer yandan genelde madenciliğin yetersiz güvenlik, sağlık ve çevre önlemlerinin alınmaması, insan hakları ihlalleri yaşanması gibi diğer olumsuz yönleri lityum madenleri içinde geçerli… Bu nedenle lityum madenciliği şirketlerinin, yeni madenler ve lityum üretim noktaları bulmadan önce mevcut maden ve üretim noktalarında çevre ile işçilerin ve yerel sakinlerin sağlığını korumak için güçlü çevresel, sosyal ve yönetişim taahhütlerini yerine getirmesi de gerekiyor.
Günden güne artan lityum talebini çevre ve insan sağlığı sorunları yaratmadan karşılayabilmek için bilim adamları yeni yöntemler arıyor. Bu yöntemlerin başında ise lityum üretim metotlarının değiştirilmesi geliyor. Bugün uygulanan karmaşık kimyasal yöntemler yerine bilim insanları lityumun asidik çözeltilerden doğrudan ekstraksiyonu üzerinde çalışıyor. Bu yöntem daha az hammadde gerektiriyor. Ayrıca bu yeni yöntem ile çok daha az su ve enerji tüketebilir.
Ancak bu yeni yöntem henüz kullanıma giremedi. Geri kazanım, lityumun elektrokimyasal yöntemlerle yeraltı maden galerilerinde doğrudan üretimi diğer tartışılan yöntemlerden… Geri dönüşüm ile 2040 yılında lityum talebinin yüzde 10’nunun karşılanabileceği hesaplanıyor.
Son dönemde bilim insanlarının üzerinde çalıştığı diğer bir metot ise ham cevherin kullanımı… Pil üreticileri şu anda lityum-iyon elektrot malzemelerini saf lityum kullanarak sıfırdan sentezliyor. Elektrotların daha az işlenmiş veya hatta cevherlerin kendileri gibi hammaddelerden yapılması, çok fazla kimyasal işlemi ortadan kaldırır. Bugün değil ama gelecekteki elektrot kimyaları bir gün bunu mümkün kılabilir.
Küresel iklim krizinin önlenmesi için Paris İklim Anlaşmasına uyum önemli… Bu nedenle önümüzdeki dönemde günden güne elektrikli araçların kullanımı artacak. Bir örnek vermek gerekirse Avrupa Birliği ülkeleri 2035’de elektrikli olmayan araçların üretimini yasaklayacak. Ancak bundan gereken faydanın sağlanması elektrikli araç pillerinin üretimi için çok önemli olan lityumun; daha az su ve enerji kullanarak, daha az sera gazı emisyonlarına neden olarak üretilmesine bağlı… Aksi halde elektrikli araçların kullanımı, fosil yakıtların yerini elektriğin alması başta küresel iklim değiştirilmesinin yavaşlatılması olmak üzere çevre ve insan sağlığı açısından beklenen olumlu katkıyı yapamayacak.
Comments