Türkiye’nin Otomobili İçin Türkiye’nin Madenleri Sait Uysal
saituysal@gmail.com Sektör Profesyoneli
Ülkemizin Devrim otomobillerini örnek gösterebileceğimiz 60 yıllık yerli otomobil üretim isteği, Türkiye’nin Otomobili Girişim Grubu (TOGG)’nun kurulması ve ilgili yatırımlara başlanmasıyla isteğin ötesinde, gerçekleşmeye yakın bir hedefe dönüştü ve bu hedef kapsamında Türkiye’nin otomobilinin yeni teknolojileri de içeren elektrikli araç olması gibi önemli bir karar alındı.
Bu vizyon projesinin, başarılı bir şekilde hayata geçmesi, sadece iç piyasada değil Dünya piyasalarında da pazar payı elde etmesi, Türkiye ekonomisine çok ciddi katkılar sağlayacak ve hatta ekonomik olarak Türkiye’nin bir üst lige çıkmasına bile vesile olabilecektir. Bunun belki de en iyi örneğini elektrikli otomobil denince akla gelen Tesla otomobillerine baktığımızda görebiliriz. Tesla geçmişinde ciddi sıkıntılar yaşamış, birkaç defa iflasın eşiğine gelmiş bir firma olmasına rağmen 700 milyar1 dolar pazar değerine ulaşmış ve bunu 2020 yılında sade 500 bin2 araç satarak başarabilmiştir. Ülkemizin 2020 Gayri Safi Yurtiçi Hasılasının 720 milyar dolarlar3 civarında olduğu düşünülecek olursa TOGG’da bir Tesla başarısı ortaya konabildiğinde sağlanabilecek fayda, ülkemizi ekonomik büyüklük olarak iki katına çıkarabilecek bir potansiyeldedir.
TOGG gibi elektrikli araçların geleneksel araçlardan temelde 3 farkı vardır;
• İçten yanmalı motor yerine elektrikli motor
• Yakıt yerine elektrik kullanması ve bu elektriğin depolandığı pil
• Bu pillerin ve sistemin kontrol ve yönetilmesini sağlayan özel yazılımlar.
Yazılımlar dışında, elektrik motor ve pillerin üretilmesinde birçoğu kritik ya da stratejik olarak da adlandırılan teknoloji hammaddeleri kullanılır. Bu aşamada bu teknoloji hammaddelerinin bulunması, çıkarılması ve üretilmesinde madencilik devreye girer. TOGG’un dünya çapında bir başarıya ulaşabilmesi için madencilik sektörü gerekli teknoloji hammaddelerinin yerli kaynaklardan karşılanmasını sağlayarak ciddi bir rol üstlenebilir. Yerli kaynakların geliştirilmesi temelde iki açıdan büyük önem taşır. Bunlardan en önemlisi ve birincisi arz güvenliğinin sağlanmasıdır.
Bilindiği gibi elektrikli araçlarda temel motivasyon iklim değişikliği ve küresel ısınmanın önüne geçilebilmesi için karbondioksit emisyonunun azaltılmasıdır ve elektrikli araçlar temiz enerji politikalarının bir parçasıdır. Bu kapsamda Dünya Bankası’nın yapmış olduğu “İklim Hareketi için Mineraller: Temiz Enerji Geçişinin Mineral Yoğunluğu (Minerals for Climate Action: The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition)4 “çalışmasında bu çevreci hedefler için ciddi üretim artışlarına gidilmesi gerektiği ortaya konmaktadır. Grafit, lityum, kobalt gibi özellikle elektrikli araç bataryalarından kaynaklanacak talep artışının da etkisi ile bu hammaddelerdeki talebin 2018 toplam dünya üretiminin 5 katına ulaşacağı öngörülmektedir. Örneğin sadece grafit üretiminin buna yetişebilmesi için önümüzdeki otuz yıl içerisinde her yıl 2018 yılı üretiminin %17’si kadar yeni üretimin devreye alınması gerekir. Bu durumda en büyük tehlike hızlı talep artışına aynı oranda üretim artışıyla cevap verilememesi olacaktır. Sonuç olarak önümüzdeki yıllarda batarya ve elektrikli araç üretim fabrikalarınız olsa dahi bunların üretim yapmasını sağlayacak hammaddelere erişim ve arz güvenliği en büyük sorun olarak karşımıza çıkacak.
Şekil 1 Dünya Bankası Hammadde talebi öngörüsü
Yerli kaynakların geliştirilmesinin ikinci temel önemi ise maliyetler sebebiyledir. Birçok firmanın elektrikli araçlar geliştirdiği haberleriyle hemen hemen her gün karşılaşıyoruz. Önümüzdeki yıllarda rakiplerin bir adım ötesine geçebilmek ve yoğun rekabetin yaşanacağı pazarda başarılı olabilmek ve tutunabilmek adına yeni teknolojiler geliştirmekle beraber rekabet
edebilirlik ciddi önem taşıyacak. Tesla gibi firmalar hem arz güvenliğini sağlamak hem de maliyetleri düşürebilmek adına dikey entegrasyona giderek madencilik alanında da yatırım yapmaya hazırlandıklarını duyuruyorlar.
McKinsey’ın son yapmış olduğu çalışmada5 örneğin 100 Eur/kWh olan NMC 811 batarya fiyatının aslında %80 civarı bir fiyat primi içerdiği, batarya hammadde maliyetinin aslında 55 Eur/kWh civarında olduğu belirtilmekte. 100 kWh bir batarya paketi taşıyan araçta bu neredeyse araç maliyetinin 6 bin dolarının batarya üretici fiyat primi olarak karşımıza çıkması demektir ki kendi hammaddesi ile kendi bataryasını üreten dikey entegre bir otomobil firması bu primi ödemek zorunda kalmayarak, bunu otomobil fiyatlarında indirim olarak kullanabilir ve ciddi bir pazar avantajı yakalayabilir.
Şekil 2 Mckinsey Hammadde Maliyet / fiyat primi çalışması
Ayrıca grafiğe baktığımızda NMC türü batarya paketinin en düşük maliyetinin 75 Eur/kWh, en yükseğinin de 100 Eur/kWh olduğu görülüyor, buradan bir ortalama ile NMC türünde bir bataryanın ortalama 87,5 Eur/kWh maliyeti olduğu bununda mevcut kurlarla 106 US$/kWh’a denk geldiği hesaplanabilir.
Bir elektrikli otomobili oluşturan maliyet unsurlarına bakıldığında da aşağıdaki grafikten de açıkça görüleceği üzere bir elektrikli aracın en büyük maliyet unsuru, maliyet içerisindeki payı %30’ları bulabilen batarya paketidir.
Batarya paketi ise hücre denilen aslında küçük bataryaların belli sayıda gruplanarak oluşturulan modüllere dönüştürülmesi ve bu modüllere de gerekli kablolama ve soğutma gibi sistemlerin de eklenerek bir pakete dönüştürülmesidir.
Şekil 3 Elektrikli Araç Maliyet Unsurları 6
Batarya hücresi ise temel olarak;
• Negatif kutbu oluşturan anot,
• Pozitif kutbu oluşturan katot,
• Anot ve katodun birbirine temasını keserek kısa devreyi engelleyen bir seperatör,
• Lityum iyonlarının anot ve katot arasında geçişini sağlayan, taşıyıcı görevinde elektrolit sıvıdan oluşur.
Anot kısmı genelde doğal ve sentetik grafit ya da bunlara bir miktar silikonun eklenmesi ile oluşturulan karışımlardan oluşur.
Katot kısmı ise oldukça farklı türde kimyasal karışımlardan oluşan ama son dönemde ağırlıklı olarak nikel ve kobaltın kullanıldığı karışımlardır.
TOGG’a gelecek olursak, yaptığı açıklamalarda7 batarya hücrelerinin Farasis Enerji’den alınacağı, batarya modüllerinin ve paketlerinin Türkiye’de bir ortak girişim ile geliştirilip üretileceği, ayrıca TOGG’un ilk aşamada yılda 175 bin araç üreteceği ve bu üretimini 2035 yılında 1 milyon adede çıkaracağı duyuruldu. TOGG’da tam olarak hangi bataryaların kullanılacağını bilmesek de Farasis’in ağırlıklı olarak nikel, mangan ve kobaltın kullanıldığı kısaca NMC olarak adlandırılan türde batarya ürettiği biliniyor8. NMC türünde katot içeren bataryalar da NMC 523, NMC 622 gibi içerisindeki hammadde miktarına göre çeşitlilik gösterir ve örneğin NMC 523 denildiğinde, batarya katot karışımında 5 birim nikel, 2 birim mangan ve 3 birim kobalt olduğu anlaşılır. Genel anlamda bataryalarda gerekli hammaddeleri de aşağıdaki tabloda özetleyebiliriz;
Bunun dışında TOGG’in 300 km ve 500 km olmak üzere iki menzil alternatifi sunacağı da duyurulmuştu10. Batarya kapasiteleri hakkında detaylı bir bilgi verilmemekle beraber piyasada ki mevcut araçlarla bir kıyaslama yapılacak olursa11 300 km için 55kWh, 500 km için 100 kWh batarya paketi ihtiyacı olacağı varsayımı yapılabilir. Hangi araçtan ne kadar üretileceği şu an için belli olmadığından, iki batarya paketinin ortalaması alınarak, bir TOGG’da 77,5 kWh’lik batarya olacağı kabulü yapılabilir.
Daha önce McKinsey’in yapmış olduğu NMC türünde bir bataryanın ortalama 106 USD/kWh batarya maliyeti olduğunu hesaplamıştık. Bu durumda TOGG’un batarya maliyetleri konusunda aşağıdaki şekilde bir sonuç ortaya koyabiliriz;
Türkiye’nin otomobilinde sadece bataryalar için Türkiye’nin madenlerini geliştirip kullanılabilir hala getirmediğimiz takdirde 2025 yılından itibaren her yıl yaklaşık 1,5 milyar dolar, 2035’ten itibaren de her yıl 8 milyar doların üzerinde bir kaynağı yurtdışına aktarmamız gerekecek. Bunun önüne geçebilmek için Türkiye’nin hangi madenlerinden ne kadar üretmemiz gerekli gibi bir soru sormak yerinde olacaktır. Bu sorunun cevabını da yukarıdaki veriler baz alınarak aşağıdaki şekilde hesaplayabiliriz
Lityum Piller İçin Gerekli Hammaddeler gr/kWh Olarak9 (Metal olarak)
NMC 111 NMC 523 NMC
622 NMC 712 NMC
811 NCA LCO NMC Ortalama
Nikel 397 590 610 675 750 670 0 604.4
Kobalt 398 230 190 96 89 130 959 200.6
Mangan 371 350 200 193 90 0 0 240.8
Lityum 150 140 130 163 195 100 113 155.6
Grafit 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200
ADAC Elektrikli Araçlar Gerçek Hayat Menzil ve Tüketimi 2021
Model ADAC
Ecotest Menzili [km]
ADAC Ecotest tüketimi [kWh/100
km]
Batarya Enerjisi (OEM Verisi) [kWh]
Kullanılabilir Batarya Enerjisi [kWh]
Tam Şarj için gerekli enerji [kWh]
Tesla Model X 100D 451 24 100 100 108.3
Porsche Taycan 4S
Performance Plus 400 23.6 93.4 (83.7
net) 83.7 95.2
Renault Zoe R135 Z.E. 50 (52
kWh) Intens 335 19 52 52 64.3
Mercedes EQC 400 AMG Line 335 27.6 80 80 93
Tesla Model 3 Standard
Range Plus 305 19.5 53 53 60
Nissan Leaf e+ Tekna (62 kWh) 300 22.7 62 62 68.4
TOGG 300 km Menzil (Tahmini) 300 55
TOGG 500 km Menzil (Tahmini) 300 100
Yıl Üretim Hedefi
(adet) Ortalama Batarya Maliyeti (US$/
kWh)
Ortalama 77.5 kWh batarya
için toplam
2025 175,000.00 $ 106.00 $ 1,437,625,000.00
2035 1,000,000.00 $ 106.00 $ 8,215,000,000.00
(Not: 155,6 gr Li olarak verilen veri Lityum karbonata dönüştürüldüğünde (5.323 katsayı ile çarpıldığında) 828.6 gram olmakta).
Görüleceği üzere 2025 yılından itibaren en çok ihtiyaç duyulacak olan yıllık 16 bin ton civarında batarya kalitesinde grafit ve sonrasında yıllık 11 bin ton civarında lityum karbonattır. Devam eden on yıl içinde de bu üretimleri 5 kat artırmamız gerekecek.
Elbette ki bu hammaddeleri sadece cevher olarak üretmek yeterli olmayıp, bunların yüksek saflığa çıkarılması için gerekli proseslerin de geliştirilmesi gerekecek. Katma değerli ürün burada kilit konumda olacak. Bu konuda küçük bir örnek vermek gerekirse, Türkiye İMMİB verilerine göre 2020 yılında yaklaşık 350 bin ton nikel cevheri ihraç ederek yine yaklaşık 17 milyon dolar ihracat geliri elde etmiş, nikel cevheri ortalama satış fiyatı bu verilerle 49 dolar/ton olarak görünüyor. LME nikel metal fiyatları13 16 bin dolar/ton civarında, dolayısı ile TOGG’un ilk aşamada ihtiyaç duyacağı nikel için her yıl 130 milyon dolar, 2035’ten sonra ise her yıl sadece nikel için 750 milyon dolar harcanması gerekecek.
Bununda ötesinde batarya hammaddelerine yönelik bir ekosistemin oluşturulması dünya pazarından da pay alınmasını sağlayacaktır. Uluslararası Enerji Ajansının (IEA) yaptığı tahminlere göre 2030 yılında 145 milyon elektrikli aracın yollarda olabileceği, hatta hükümetlerin uluslararası iklim ve enerji hedeflerini hızlandırmaları durumunda bu rakamın 230 milyonu bulabileceği tahminleri yapılıyor14. Tüm bunların gerçekleşmesi durumunda yüzlerce milyar dolarlık hatta trilyonlarca dolarlık bir elektrikli araç ve batarya pazarı ortaya çıkacaktır. Dolayısı ile bu alana yapılacak yatırımlarla çok da uzun olmayan vadelerde ciddi ekonomik faydalar sağlanabilecektir.
Sonuç olarak TOGG’un başarılı olması ve dünya çapında rekabet edebilirliği sağlanabilirse, ortaya çıkacak sonuç Türkiye’nin orta gelir tuzağından kurtulup bambaşka bir ekonomik seviyeye ulaşmasını sağlayabilir ve madencilik sektörü geliştireceği projeler, prosesler ve üreteceği katma değerli ürünlerle buna ciddi bir katkı ortaya koyabilir. Bu hem Türkiye’nin elektrikli otomobiller alanındaki çabasına destek verirken, aynı zamanda ciddi bir ithalatın önüne geçerek ve hatta ciddi bir ihracat potansiyeli ile yerli kaynakları yüksek fiyatlı katma değerli ürünlere dönüştürerek ülke ekonomisine ayrıca ciddi katkılar sağlamış olacak.
Kaynaklar
1. www.bloomberg.com/quote/TSLA:US
2. www.cnbc.com/2021/01/02/tesla-tsla-q4-2020-vehicle-delivery-and-production-numbers.html
3. data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Donemsel-Gayrisafi-Yurt-Ici-Hasila-IV.-Ceyrek:-Ekim---Aralik,-2020-37180 4. pubdocs.worldbank.org/en/961711588875536384/Minerals-for-Climate-Action-The-Mineral-Intensity-of-the-
Clean-Energy-Transition.pdf
5. www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/building-better-batteries-insights-on- chemistry-and-design-from-china
6. www.slideshare.net/AlecShutze/hot-commodity-in-the-electric-vehicle?from_action=save 7. www.togg.com.tr/Dosyalar/Press/togg-farasis-press-release.pdf
8. www.greencarcongress.com/2018/09/20180910-farasis.html
9. Eftekhari A., Future Lithium-ion Batteries, The Royal Society of Chemistry, 2019, sf 327 10. /www.togg.com.tr/content/otomobil
11. www.adac.de/
12. /www.imib.org.tr/links/istatistikler/202012.htm
13. www.lme.com/en-GB/Metals/Non-ferrous/Nickel#tabIndex=0
2025 Üretim
Hedefi 2035 Üretim Hedefi 175,000 1,000,000 Ortalama NMC
(gr/kWh)
Ortalama 77.5 kWh batarya için toplam (ton)
Ortalama 77.5 kWh batarya için toplam (ton)
Nikel (Saf Metal olarak) 604.4 8,197.18 46,841.00
Kobalt (Saf Metal olarak) 200.6 2,720.64 15,546.50
Mangan (Saf Metal
olarak) 240.8 3,265.85 18,662.00
Lityum (LCE) 828.26 11,233.26 64,190.06
Grafit 1200 16,275.00 93,000.00
14. www.ntv.com.tr/otomobil/2030da-145-milyon-elektrikli-arac-yollarda,-QmEIuGn8EKClpM0e5SY_Q Bu makalenin yer aldığı 95. sayımıza buradan ulaşabilirsiniz:
https://madencilikturkiye.com/wp-content/uploads/2018/09/Madencilik-Turkiye-Dergisi-Sayi-95-nsdu723eg2.pdf
