Ümit Batmaz  & Batarya Zirvesinin Düşündürdükleri

Bataryalı otomobillerin artık pazarın geleceğini oluşturduğunu biliyoruz. Bu bağlamda her ülkenin yeni oluşan enerji denkleminde kendisine uygun bir strateji çizmekte olduğunu da gözlemliyoruz.

Benim yazılarımda genellikle Avrupa Birliği’nin nasıl bu konuyu yönettiğini anlatmaya çalışıyoruz. Bunun sebebi Türkiye'nin en önemli otomotiv ihracat pazarının Avrupa Birliği olması aynı zamanda Türk araç tescil ve tadilat yönetmeliklerinin Avrupa Birliği ile uyumlu şekilde ilerlemesidir. Ancak dünyanın diğer kalan kesimlerinde de elektrikli araçlarla ilgili yönetmeliklerin ve pazardaki gelişmelerin 2030 - 2040 aralığında pazarın neredeyse tümünü ele geçirecek şeklinde düzenlendiğini görüyoruz. Amerika Birleşik Devletleri'nin CHIPS ACT adı altında devreye aldığı düzenleme ve teşvikler, 2030 yılı itibariyle kuzey amerika'nın kendisine yeterli bir batarya ve saç yarı iletken imalat kapasitesine sahip olmasını öngörüyor. Çin Halk Cumhuriyeti yine aynı şekilde kendisine ait batarya ham madde ve yenilenebilir enerji teknolojileri alanında kendisine yeterli aynı zamanda dünya pazarında da egemenlik talep edecek kadar yüksek kapasiteyi geliştiriyor.

Böyle bir denklemde, İstanbul'da düzenlenen batarya teknolojileri zirvesi Türkiye'nin bu alanda nerede olduğunu ve neler yapılması gerektiğini açık biçimde gözler önüne serdi. Önemli noktalardan bir tanesi, Türkiye'nin lityum iyon batarya hücre imalat kapasitesinin otomobil imalatı için henüz yatırıma mazhar olmadığı yönündeydi. Türkiye'de halen imalat yapan 2 adet batarya hücre imalat ünitesinin var olduğunu biliyoruz. Bunlardan bir tanesi daha önceki yazılarımızda da sözünü ettiğimiz Kayseri'de kurulu olan ASPİLSAN, diğeri ise Ankara'da kurulu POMEGA tesisleri olarak istanbul'daki zirvede tekrar edildi. Ne var ki bu 2 tesis de ürettikleri hücreleri otomobil dışındaki uygulamalara verebiliyorlar. Yani bugün için Türkiye’de otomobil sektörünün ihtiyacına yanıt verecek bir batarya hücre fabrikası bulunmuyor. Bunun yanısıra aslında hücreyi oluşturan bileşenlerin de sanayisi henüz gelişmemiş durumda görünüyor. Örneğin NMC katod için gerekli olan hammaddeleri veya katod ve anod arasında elektronların geçişine izin verecek separatör tedarik etmek için yine ithalata bağımlılık zorunludur. Nikel konusunda iki adet önemli rafineri var Türkiye’de. Ancak manganez ve kobalt bileşiklerinin Türkiye’de ölçekli şekilde tedarik sağlayacak rafinerisi bulunmuyor. Nihayetinde bu durum ham madde tedariğinde dışarıya bağımlılık demektir.

Konu lityum bataryalara geldiğinde, lityum bileşikleri tedariğinin durumuna bakmadan olmaz. Orada da Türkiye’nin ihtiyacına uygun seviyede bir üretim imkanının halen geliştirilmediğini görüyoruz. 60 kW kapasiteli ortalama bir otomobil bataryası için ne kadar lityum gerektiği, bataryanın kimyasal yapısına ve hücre teknolojisine bağlı olarak değişir. Bununla birlikte, lityum iyon bataryalarda kullanılan yaygın bileşenlerden yola çıkarak bir tahmin yapılabilir. Hızlıca tahmin yürütmek için lityum iyon bataryaların tipik olarak her kilovat-saat (kWh) enerji kapasitesi başına yaklaşık 0.3 ila 0.4 kg lityum içerdiğini söyleyebiliriz.. Bu değer, bataryanın türüne (örneğin, Lityum Nikel Manganez Kobalt Oksit (NMC) veya Lityum Demir Fosfat (LFP)) göre değişiklik gösterebilir. Ancak sonuçta : 60 kWh kapasiteli bir bataryada yaklaşık 0.3-0.4 kg/kWh lityum bulunur. Bu da bize 60 kWh kapasiteli bir otomobil bataryası için ortalama 18 ila 24 kg lityum gerektiğini hesaplama imkanı verir. Türkiye’de mevcut kapasiteye bakarsak, Eti Maden tarafından Eskişehir'in Seyitgazi ilçesine bağlı Kırka'da kurulan tesisin, 2020 yılında açılarak Eti Maden'in sahip olduğu bor tesislerinden elde edilen sıvı atıklardan lityum üretimi gerçekleştirdiği bilgisine ulaşırız. Bu tesis, yılda 10 ton lityum üretim kapasitesine sahipmiş. Yani tüm senedeki imalatı 10 000 kilogram bölü 18 kg dediğimizde kaç tane otomobile yetecek lityum sağlayabileceğini anlarız. Hesabı yapınca; yaklaşık 550 araç buluyoruz. Kısacası, lityum konusunda da büyük bir boşluk bariz biçimde görülüyor.

Zirvenin dilinin ingilizce olması ve katılımcıların bir kısmının yurt dışındaki firmalardan geliyor olması, toplantının içeriğinde önemli miktarda bilgi alışverişinin gerçekleşmesine izin verdi. Aynı zamanda dışarıdan gelen katılımcıların verdikleri teknolojik bilgilerle Türkiye'de bu anlamda teknoloji geliştirmeye daha fazla ihtiyaç olduğu hissedildi. Teknoloji geliştirme konusunda ileride olmayan türk sanayisi ve üniversitesi'nin bataryada paketleme alanında yol aldığı görülüyor. Birçok batarya paketleme firması ürünlerini sergilemenin yanı sıra farklı teknolojileri de paylaştılar. Sözü edilen yeni teknolojilerden bir tanesi özellikle otomobil firmalarının tercih ettiği hücreden paketi doğrudan montaj teknolojisi idi. Aşağıdaki şema da göreceğiniz gibi, bugünkü mevcut teknolojide önce hücreler üretiliyor, hücreler modüllerde toplanıyor ve modüller bir araya getirilerek bir batarya paketi oluşturuluyor. Bizim otomobile taktığımız nihai ürün batarya paketi oluyor. Aslında bu mantık diğer tüm batarya uygulamaları için de geçerli olarak düşünülebilir. Benzer şekilde 2 tekerlekli yeni nesil ulaşım araçlarında da aynı şekilde paketleme yapılabiliyor. Otomobilciler bugün hücreden bataryaya doğrudan montaj istiyorlar. Tabii söz konusu yöntem hem imalat açısından büyük kolaylık olacak hem de maliyetleri önemli biçimde aşağıya çekecek.

NMC Nedir ? "NMC" ismi, bataryanın katotunda kullanılan üç ana elementin ilk harflerinden gelir: Nikel (Ni), Manganez (Mn) ve Kobalt (Co). NMC bataryalarının hammaddeleri şunlardır Lityum (Li): Bataryanın temel bileşeni olup, iyon hareketiyle enerji depolama ve salınımından sorumludur. Lityum, bataryanın anodu ve katodu arasında iyonların hareket ettiği elektrolit içinde bulunur. Nikel (Ni): Katodun önemli bir bileşenidir ve bataryanın enerji yoğunluğunu artırır. Yüksek nikel oranı, bataryanın daha fazla enerji depolamasını sağlar. Manganez (Mn): Katodun kararlılığını artırmak için kullanılır. Manganez, bataryanın termal dayanıklılığını ve güvenliğini iyileştirir. Kobalt (Co): Kobalt, katot yapısının stabilitesini sağlayan bir diğer kritik elementtir. Aynı zamanda bataryanın uzun ömürlü olmasına ve şarj-deşarj döngülerinin iyileşmesine katkıda bulunur. Grafit: Genellikle bataryanın anod malzemesi olarak kullanılır. Lityum iyonlarını depolayan grafit, bataryanın enerji depolama kapasitesine önemli katkı sağlar. Elektrolit: Lityum iyonlarının anot ve katot arasında hareket etmesini sağlayan sıvı veya jel formunda bir bileşiktir. Genellikle organik solventler ve lityum tuzları içerir. Bakır ve Alüminyum Folyo: Elektronların anot ve katot arasındaki hareketini sağlayan iletken malzemelerdir. Bakır genellikle anot tarafında, alüminyum ise katot tarafında kullanılır.