Elektrikli otomobiller ve pillerin gücü

Müfit Akyos Y
Elektrikli otomobiller ve pillerin gücü

Teknolojinin yükselen bir hızla gelişeceğini öngören Moore Yasası’na uygun gelişmeyen pil teknolojisini güdüleyen en önemli etmen, genelde içten yanmalı motorlu (ICE) araçlardan kaynaklanan sera gazı etkisini, özelde ise mega kentleri yaşanamaz duruma getiren emisyonun neden olduğu hava kirliliğini azaltmaktır.

Pille ilgili bilimsel ve endüstriyel çalışmalara önemli kaynakların ayrıldığı, çalışmalarda sürüş mesafesini, kullanım süresini, enerji çıktısını (Wh/kg) arttırmaya ağırlığı, dolum süresini ve maliyeti ($/kWh) azaltmaya odaklanıldığı ve bazı sonuçların alınmakta olduğu görülmektedir. Elektrikli otomobillerin (EV) maliyetinin %30’unu oluşturan pilli güç birimlerinde araştırmalar, Lityum-iyon (Li-iyon) piller ve pili oluşturan anot (silikon kullanma), katot (kobalt nano kafes yapılar) ve elektrolit (katı hal) üzerinde yoğunlaşmaktadır.

Malzeme bilimi ve nanoteknolojinin de katkısı ile geliştirilen Li-iyon piller tüketici elektroniğinde ve hibrit (HEVs), “plug-in” hibrit (PHEVs) ve EV’lerde kullanılmaktadır. Ancak bulunduğu 1880’den bu yana yapısı hemen hiç değişmeyen pil ile elektrik motorlarının ICE’lerin yerini alabilmesi için çözülmesi gereken birçok problemin olduğu da bir gerçektir. Üstelik bu sorunlar yalnızca teknolojik de değil.


EV üretiminde iddialı bütün firmalar şu sıralarda Kongo Demokratik Cumhuriyeti’nde (CDR) üst düzey yöneticilerin kapılarını aşındırmaktadırlar. Li-iyon piller için gereken temel madenler kobalt, lityum, manganez ve nikeldir. En önemlisi ise %60’ı Kongo CDR’de çıkartılan kobalttır (beşte birinin çocuk işçilerce ve resmi olmayan madenlerden çıkartılmaktadır). En büyük on kobalt üreticisinden yedisinin Çinli olduğu CDR’den çıkartılan kobalt Çin’deki rafinerilerde işlenmektedir. Tipik bir otomobil pili için gerekli olan 16 kg kobaltın fiyatı 600 $’ın altında iken (Mart 2016) 1,700 $’a (Eylül 2017) ulaşmış olup artmaya devam etmektedir. Gerçekçi bir senaryoda 2030 yılına kadar 30 milyon EV kullanılması durumunda bugünkünün üç katı kobalt gerekecektir. Bu durumda otomobilciler doğrudan madencilik sektörüne girmeye başladılar. Bazıları ise ilkel madencilikle elle üretim yapanlarla anlaşmanın peşinde.

Madenlerin kısıtlı oluşu az bulunur madenlerin kullanılmış pillerden geri kazanımı alanında araştırmaları öne çıkartmaktadır. Bugün için yıllık 6.000 ton olan geri kazanımın 2026 yılına kadar 30.000 tona çıkması öngörülmektedir. Artan talep nedeniyle bir başka araştırma alanı daha az kobalt kullanmak oldu. Şimdilik eşit miktarlarda nikel, manganez ve kobalt kullanılan pillerde (NMC 111), 2025 yılına kadar baskın bileşimin %80 nikel ve %10 kobalt ve manganez olması hedeflenmektedir.

EV’lerin yaygınlaşması özellikle büyük şehirlerde hava kirliliğinin azaltılmasında etkin bir araç gibi görünse de pillerin şarjı için gereken elektriğin üretimi yine fosil kaynakları olacak ise bu etkinin bütünde çok sınırlı kalacağı açıktır.

Bilimsel çalışmalar ve endüstriyel uygulamalar sonunda EV’lerin geleneksel otomobil sektörünü ve onun etrafında oluşan dev ekonomiyi orta erimde tahrip edeceği açıktır. EV’ler bizim gibi petrol kaynakları açısından dışa bağımlı ülkeler için de önem taşımaktadır. Emir komuta ile “yerli milli” otomobili geliştirir görünen babayiğitlerimizin de bu gelişmeler karşısında umarım ekonomik ve teknolojik güçlü senaryolar içeren stratejileri vardır. Piller elden şasi bizden diyorsanız pek umut yok gibi görünüyor.

Müfit Akyos

Bu yazı HBT'nin 119. sayısında yayınlanmıştır.

Müfit Akyos