İklim değişikliğiyle ilgili güvenilir bilgileri yaygınlaştırmayı hedefleyen İklim Masası‘yla olan işbirliğimiz çerçevesinde, Prof. Dr. Etem Karakaya‘nın yeşil dönüşüm için gerekli mineral ve hammaddelerin tedarik sıkıntılarını tartıştığı makalesini yayımlıyoruz.

*

Yeşil teknolojilerin geliştirilmesi ve etkin olarak kullanılabilmesi için gereken kritik mineral ve hammaddelerin (KMH) çıkarılması ve işlenmesi, başta Çin olmak üzere, ekonomik ve siyasi açıdan riskli bölgelerde yoğunlaşıyor. Yeşil dönüşüm çerçevesinde KMH’lere artan talep göz önünde bulundurulduğunda bu durum, ciddi bir tedarik riski yaratıyor.

Uluslararası Enerji Ajansı ’na (IEA) göre nikel ve kobalt gibi KMH’lere yönelik talebin 2040 yılına kadar iki kat, grafite olan talebin dört kat, lityuma talebin ise dokuz kat artması bekleniyor. Ancak KMH madenciliği; Latin Amerika, Asya ve Afrika’da yoğunlaşmışken, işleme konusunda Çin tek hakim ülke olarak öne çıkıyor. Özellikle Çin ve ABD arasındaki ticaret savaşları sonrası sıkılaşan kısıtlamalar da göz önüne alındığında, bu tekelleşmelerin taşıdığı riskler daha da netleşiyor.

Bu yüksek talep, tedarik sorunu yaşanmadan karşılanabilmesi için KMH’lara yönelik küresel yatırımların bir an önce hayata geçirilmesi gerekiyor. Bloomberg Yeni Enerji Finansmanı’na (BNEF) bu yatırımların miktarının yüzyıl ortasına kadar 2,1 trilyon dolara ulaşması gerekiyor.

Düşük karbonlu teknolojiler için KMH’lere ihtiyaç var

Enerji dönüşümü; demir-çelik, bakır ve alüminyum gibi standart malzemelerin yanı sıra KMH kullanımında da artış gerektiriyor. Dolayısıyla enerji dönüşümü perspektifinden bakıldığında bir mineralin veya hammaddenin ekonomik önemi, yeni yeşil teknolojiler üretmek için ne kadar gerekli olduğuna bağlı. Nitekim net sıfır hedeflerine ulaşmak, ancak güneş panelleri ve rüzgar türbinleri, elektrikli araçlar ya da enerji depolama pilleri gibi düşük karbonlu teknolojilerin geliştirilmesi ile mümkün olacak.

Bu yeşil enerji teknolojilerinin geliştirilmesi ve etkin olarak kullanılması için kritik mineral ve hammaddelere büyük ihtiyaç var. Örneğin piller için lityum, kobalt, grafit ve manganez gerekirken, rüzgar ve güneş enerjisi teknolojileri ise neodimyum, praseodimyum, disprozyum, indiyum, galyum ve silikon metal gibi çeşitli nadir toprak elementleri (NTE) ve hammadde gerekiyor.

İhtiyaç duyulan malzemelerin sayısı ve türü, temiz enerji teknolojileri arasında büyük farklılık gösterse de bazı malzemeler neredeyse tüm temiz teknolojiler için zorunlu. Bunlara örnek olarak bakır, kobalt, nikel, grafit, lityum, alüminyum ve çelik gösterilebilir.

Madencilik sonrası süreç Ar-Ge ve uzmanlık gerektiriyor

Ne var ki enerji dönüşümü için ihtiyaç duyduğumuz bu materyallere yalnızca madencilik yoluyla erişilemiyor. Doğadan çıkarıldıktan sonra, rafinasyon veya işleme denilen süreçler çok fazla teknik bilgi (know-how) ve uzmanlık gerektiriyor.

Doğadan kaya olarak çıkarılan malzeme, gang denilen işe yaramaz kısmından ayrıştırılarak cevher mineraline dönüştürülüyor. Ardından ise arılaşma ile saf metal haline getiriliyor. Bu, teknolojik uzmanlığın oldukça elzem olduğu, ciddi Ar-Ge gerektiren bir alan.

Dolayısıyla kritik minerallerin tedarik zinciri dinamikleri, madencilikten rafinasyon ve işlemeye ve nihayetinde son kullanım ürünlerine dahil edilmesine kadar tüm yaşam döngüsünü kapsıyor.

Kritik mineral ve hammaddelerin doğadaki arzı kıt değilse de, ‘kritik’ olarak isimlendirilmelerinin somut bir nedeni var: Tedarik zinciri riski içermeleri. Bu risk, bir mineralin veya hammaddenin fiziki kıtlığına işaret edebildiği gibi, pazar yoğunluğu nedeniyle yaşanabilecek bir arz sorununu da içeriyor.

KMH’lerin ise çıkarılması ve işlenmesi, belirli coğrafyalarda yoğunlaşmış durumda. Buralar aynı zamanda ekonomik ve siyasi açıdan riskli bölgeler. Dolayısıyla, enerji dönüşümü nedeniyle KMH’lere artan talep de göz önünde bulundurulduğunda, bu durum ciddi bir tedarik riski yaratıyor.

Hızla artan talep karşılanamayabilir

Küresel elektrifikasyon ve enerji sektöründe düşük emisyon teknolojisinin yoğunlaşması nedeniyle KMH’lara yönelik talebin ciddi ölçüde artması bekleniyor. IEA’nın net sıfır senaryosularına göre nikel, kobalt ve nadir toprak elementlerine yönelik talep 2040 yılına kadar iki katına çıkacak. Grafite olan talep neredeyse dört kat artabilir. Elektrikli araçlar ve batarya talebindeki devasa artış nedeniyle, özellikle lityuma olan talebin dokuz kat daha fazla olması bekleniyor.

Net sıfır hedefleri nedeniyle KMH’lere yönelik küresel olarak gözlenen bu talep artışı, arzın da artırılmasını gerektiriyor. Ne var ki ülkelerin ciddi arz açığı ile karşı karşıya olduğu görülüyor.

Bu çerçevede karşılaşılabilecek ilk risk, madencilik sektöründe arama, çıkartma ve rafinasyon faaliyetlerinin ne ölçüde yapılabileceğine ilişkin. Düşünce kuruluşu Enerji Dönüşümleri Komisyonu’na (Energy Transitions Commission, ETC) göre 2050 yılına kadar KMHlere ve demir-çelik, bakır, alüminyum gibi metallere olan ihtiyaç 6,5 milyar tona ulaşacak. Öte yandan madencilik faaliyetleri, 2012 yılından bu yana azalma gösteriyor ve öngörülen bu talebi karşılayacak seviyede değil. Dahası, türüne bağlı olarak, kritik mineral ve hammaddeler için sıfırdan geliştirilen bir madencilik projesinin faaliyete geçmesi 10-15 yıl sürüyor. Tam da bu nedenle, KMHlere yönelik küresel yatırımların, tutarlı ve güçlü teşvik politikaları ile birlikte, bir an önce hayata geçirilmesi gerekiyor.

Kritik minerallerin çoğunu birkaç ülke çıkartıyor

Mevcut durumda en önemli KMH’ler, çoğu Latin Amerika, Asya ve Afrika’da bulunan birkaç ülkede yoğunlaşmış durumda. Örneğin lityumun yüzde 90’ını yalnızca Avustralya, Şili ve Çin çıkartıyor; lityumun işlenmesinden ise %99’undan yine bu üç ülke sorumlu. Kobalt rezervlerinin yüzde 74’ü, tek başına Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nde yer alıyor. Nikel’in yaklaşık yarısı Endonezya’da üretilirken, grafit ve nadir toprak elementi rezervlerinin yaklaşık yüzde 70’i yalnızca Çin’de bulunuyor. Bu tablo, petrol ve doğalgaz endüstrisinde yıllardır bahsedilen, Petrol İhraç Eden Ülkeler Örgütü (OPEC) ve benzeri tekelleşmelerden bile daha vahim bir durumu ifade ediyor. Hem bu ülkelerin genelde ekonomik ve siyasi olarak riskli bölgelerde olması hem de sıkı devlet kontrolleri ve regülasyonlar uygulaması, ciddi tedarik riski oluşturuyor.

KMH’lerde hakim ülke Çin

Çıkartılan maden cevherlerinin işlenmesinde ise daha da ciddi bir tekelleşme söz konusu; bu süreçlerde Çin, neredeyse tek hakim ülke olarak öne çıkıyor. Örneğin kobalt rezervleri baskın olarak Kongo’da iken, yapmış olduğu anlaşmalar dolayısıyla Çin, bu ülkedeki en büyük 10 kobalt maden rezervinden yedi tanesini kendi ülkesine getirerek işliyor. Kobalt’ın yüzde 74’ü tek başına Çin’de rafine ediliyor. Benzer şekilde, lityumun yüzde 65’i nadir toprak elementlerinin %90’ı ve grafitin neredeyse tamamı, tek başına Çin’de işlenip rafine ediliyor.

Dikkat edilirse, işleme ve rafinasyon konusunda başta Amerika Birleşik Devletleri (ABD) ve Avrupa Birliği (AB) olmak üzere, karbonsuzlaşma konusunda çok iddialı hedefler belirlemiş batı ülkeleri neredeyse hiç yoklar.

Stratejik akılla Çin, yaklaşık 10 yıl önce bu materyallerin önemini gördü ve madenlere sahip birçok ülke ile anlaşmalar imzaladı. Daha önemlisi, temiz enerji teknolojilerinde kullanılacak hale gelmeleri için gereken rafinasyon ve işleme sürecini kendi ülkesinde yapmaya başladı. Bu konuda uzmanlık ve altyapı geliştirmeye büyük yatırımlar yaptı. Bu stratejik önceliklendirme, Çin’in KMH pazarındaki hakimiyetini sağlamlaştırdı ve bu kritik minerallerin küresel tedarik zinciri üzerinde önemli bir kontrol sağladı.

Bugün Çin, KMH’lerin işlenmesinde ABD ve AB gibi gelişmiş ülkelerin kat be kat ötesinde. Batılı ülkeler, yeşil teknolojilerden savunma ürünlerine kadar birçok teknolojik malda kullanılan KMH girdilerinin çoğu için ithalata bağımlı durumda.

KMH rezervlerinin ve işlemesinin birkaç ülkede yoğunlaşması, ihracat kısıtlamları ve yabancı yatırımcı için sınırlı erişim ile birleşince, küresel piyasaları tedarik kesintisi riskine maruz bırakıyor. Örneğin 2010 yılında Çin, nadir toprak elementlerine ihracat kısıtlamaları getirdi. ABD ile yaşanan ticaret savaşları sonrasında ise bu kısıtlamaları daha da sıkılaştırdı. Endonezya ise 2019’da nikel ve diğer kritik hammaddeler için yeni kontroller uygulamaya başlayarak ihracatı sınırladı. Ayrıca ham nikelin kendi ülkesinde rafine edilmesini zorunlu kıldı.

Madenlerin çıkarılmasında çevresel ve sosyal riskler var

Ne var ki mevcut haliyle KMH madenciliği, çevresel ve sosyal riskleri de beraberinde getiriyor. Söz konusu hammaddelerin yoğun olarak çıkarıldığı ülkelerde çevresel mevzuat kuvvetli değil ve güçlü emisyon azaltım düzenlemeleri yok. Bu nedenle madenciliğin ciddi kirliliği yol açması söz konusu.

Sosyal riskler bağlamında en çarpıcı örnek, yıllarca süren silahlı çatışmalardan sağ çıkmak için mücadele eden Demokratik Kongo Cumhuriyeti’ndeki durum. Kobalt rezervlerinin çoğu, kadınların ve çocukların erkeklerden de daha düşük ücretlerle, üstelik temel güvenlik ekipmanlarından yoksun çalıştığı bu ülkeden geliyor. Temel önlemlerin eksikliği nedeniyle birçok kobalt madencisi, son derece yüksek seviyelerde toksik metallere maruz kalıyor.

Çin’den ders alınabilir

Karbonsuzlaşma konusunda iddialı hedefleri bulunan ABD ve AB başta olmak üzere batı ülkeleri, KMH’lerin tedariğinde oldukça başarısız ve zor bir durumda kaldı. Çin’in KMH konusunda tek hakim ülke olması nedeniyle oluşan risklere karşı acil çözüm üretme çabaları başladı. Bu konuda doğru adımlar atabilmek için nerede yanlış yapıldığından dersler çıkarmak ve Çin’in geliştirdiği politikaları incelemek gerekiyor.

Bugün güçlü bir entegre tedarik zincirine sahip olan Çin, KMH’lere devlet düzeyinde, kar-maliyet boyutuna fazla dikkat etmeden, yoğun şekilde yatırım yaptı. Dahası, seçtiği sektörlerde güçlü sanayi politikaları belirledi ve Ar-Ge çalışmaları konusunda her türlü finansal desteği ve teşviği sağladı. Bunun neticesinde, madencilikten rafinasyona ve işlemeye kadar tüm süreçlerde teknoloji ve uzman geliştirdi; yüksek verimlilik ve üretkenlik elde ederek orta vadede küresel bir rekabet avantajı sağladı.

2050’ye kadar 2,1 trilyon dolarlık yatırım gerekiyor

Günümüzde temiz enerji dönüşümünün hızı, yeterli kritik mineral ve hammadde arzının sağlanmasıyla doğrudan ilişkili. Bu nedenle tedarik riskine karşı hükümetleri, şirketleri ve araştırma kurumlarını içeren koordineli bir yaklaşım oluşturmak hayati önem taşıyor. Yerel ölçekte bu çabaların, madenlerin keşif ve çıkarma kapasitelerini artırmaya, teknolojik ilerlemeleri teşvik etmeye ve ortaya çıkan projelerin sermaye ihtiyaçlarını karşılamaya odaklanması gerekiyor. Teknolojik inovasyon, hem doğadan çıkarma ve işleme tekniklerininin hem de geri dönüşüm ve döngüsel ekonomi yaklaşımlarınının geliştirilmesini sağlar. Ülkeler ayrıca çabalarını birleştirerek, bilgi paylaşarak ve uluslararası işbirliğini teşvik ederek arz riskine bağlı kırılganlıkları azaltabilir.

KMH sektörü için yatırım konusu büyük bir sorun çünkü bir yandan öngörülen tedarik açığı genişlerken bir yandan da yeni tesislerin tam anlamıyla faaliyete geçmesi en az 10 yıl alıyor. BNEF’in son raporuna göre ise yüzyıl ortasında net sıfır emisyon hedefine ulaşmış bir dünyanın taleplerini karşılamak için 2,1 trilyon dolarlık yeni madencilik yatırımına ihtiyaç var. Ön maliyetler için ciddi miktarda sermayeye ihtiyaç duyulan bu gibi yatırımları, hükümetlerin rehberliği ve desteği olmadan gerçekleştirmek mümkün değil. Teknolojik engelleri aşmak ve rekabetçi üretim seviyelerine ulaşmak için özellikle araştırmaya, altyapıya ve insan sermayesine önemli yatırımları yapılması gerekiyor.

Batı, tedarik kaynaklarını çeşitlendirmeye çabalıyor

Son yıllarda gelişmiş ülkelerin KMH konusundaki endişeleri de artıyor. Bu nedenle bir dizi politikayı hayata geçirmeye başladılar. ABD’deki Enflasyonu Azaltma Yasası’ndan (IRA) AB’nin Kritik Hammaddeler Yasası’na (CRMA) kadar, tedarik kaynaklarını güvence altına almayı ve çeşitlendirmeyi amaçlayan kapsamlı politika seçenekleri sunuldu.

ABD’deki IRA, başka ülkelerden elde edilen malzemelerin kullanımını kısıtlamayı hedefliyor. AB’deki CRMA ise hiçbir ülkenin, Avrupa’nın kullandığı herhangi bir kritik mineral veya hammaddenin yıllık tüketiminin %65’inden fazlasını tedarik etmemesini şart koşuyor. Diğer büyük KMH tüketicisi ülkeler ise tedarik kaynaklarını çeşitlendirmeye çalışıyor ve bunun için uluslararası işbirlikleri kurmayı deniyor.

ABD ve AB ülkeleri öncülüğündeki Batı ülkelerinin yakın zamandaki bir diğer inisiyatifi, KMH’lere erişimi güvence altına almak ve Çin’in hakimiyetine karşı koymak için çok taraflı bir strateji olarak başlattıkları Maden Güvenliği Ortaklığı. 

Maden Güvenliği Ortaklığı, üyelerine istikrarlı bir hammadde tedariği sağlamayı amaçlayan ulus ötesi bir birlik. Türkiye’nin de dahil olduğu 14 ülkeden oluşan bu koalisyon, teknoloji sektörünün ihtiyaç duyduğu kritik hammaddeleri sağlayacak projeler için finansman ağı oluşturup sektöre daha fazla yatırım yapmaları için özel yatırımları ve madencileri desteklemeyi amaçlıyor.

Türkiye, kendi KMH listesini oluşturmalı

2022 yılında Türkiye, Eskişehir Beylikova’da 694 milyon tonluk nadir toprak elementi rezervi bulunduğunu açıkladı. Bunun, Çin’de yer alan 800 milyon tonluk rezervin ardından dünyanın en büyük ikinci rezervi olduğu belirtildi. Türkiye’nin enerji sektöründeki konumunu pekiştireceği ifade edildi.

Resmi açıklamalar, Türkiye’nin yılda 570 bin ton maden işleme kapasitesiyle, nadir toprak elementleri alanında dünya çapında bir oyuncu haline gelebileceğine işaret ediyor. Bu rezerv, küresel tedarik riskine de büyük katkı sağlayabilecek düzeyde. Ancak kritik mineraller konusunda veri sunan uluslararası kuruluşlar, henüz Türkiye’nin rezervlerini küresel toplam içine dahil etmiyor.

Oysa dünyada bilinen 17 nadir toprak elementinden 10 tanesinin Beylikova Maden Sahası’nda bulunduğu belirtiliyor. Bu rezervlerin yüksek miktarda olması ve işlenip rafine edileceğinin resmi kaynaklar tarafından beyan edilmesi oldukça önemli. Türkiye’nin kendi yeşil dönüşüm ihtiyaçlarını karşılayabilmesi ve küresel ölçekte etkili bir oyuncu olabilmesi için kapsamlı strateji ve planlama çalışmaları yapması gerekiyor.

Her şeyden önce Türkiye’nin, aynı ABD ve AB’nin yaptığı gibi, NTE’lerin özelliğine göre kendi kritik madenler listesini oluşturması ve envanterini çıkarması lazım. İlgili rezervlerin ve işlenmesi durumunda yaratılacak ekonomik değerin, farklı senaryolar altındaki fayda-maliyet analizlerini yapmasını beklemeliyiz. Bu kritik mineralleri verimli bir şekilde işleyip rafine etmesini sağlayacak ölçek ekonomilerini, maliyet avantajlarını hesaba katan, entegre tedarik zincirlerine sahip, geniş bir işleme tesisine ihtiyaç var. Ayrıca NTE’lerin işlenmesi ve rafinasyonu ciddi teknik bilgi (know-how) gerektirdiği için, bu konuda nitelikli insan gücü ve altyapı desteği sağlanması önem taşıyor. Son olarak, bunların dünya pazarlarına güvenli bir şekilde ulaştırılması, uluslararası işbirliği anlaşmalarıyla sağlanmalı. Bu gibi strateji plan ve işbirlikleri aracılığıyla Türkiye, NTE tedarik zincirinde önemli bir konuma gelebilir.

*

Kaynak Makale: Karakaya, E., Alataş, S. and Hiçyılmaz, B (2024) “Critical Raw Materials in the Clean Energy Transition: Evaluating Circular Economy and Investment Strategies for Mitigating Supply Risk”, Book Chapter, Editor Elizabeth Keenan and Shabliy Elena “Sustainable Energy Development: Technology and Investment”, Lexington Books, Maryland, USA, 2024.