Kritik mineraller için geri dönüşüm önemlidir, ancak enerji dönüşümündeki geçiş talebini karşılamak için yeterli arz üretmeyecektir.
Oslo’nun birkaç kilometre dışında, Oslo Fiyordu kıyısındaki şık bir iş parkında, enerji dönüşümünde devrim yaratacak yeni bir temiz teknoloji çözümü bulduğunu iddia eden bir şirketin merkezi bulunuyor.
Söz konusu yenilenebilir hidrojen start-up’ı Hystar’ın kurucusu ve CEO’su Fredrik Mowill, “Sahip olduğumuz yeni patentli konsept, PEM elektrolizini kullanarak yeşil hidrojen üretmemizi sağlıyor, ancak bu mevcut standarttan çok daha az enerji gerektiren , çok daha ucuz ve çok daha güvenli bir süreç” diyor.
Şirket, standart bir elektrolizör membranının onda biri kalınlığında membran kullanan yeni bir tür elektrolizör tasarladı. Ayrıca, patlamaya neden olabilecek hidrojen ve oksijenin karışması tehlikesini azaltmak için elektroliz odasını havalandırıyor.
Hystar, Japon sanayi devleri Mitsubishi ve Nippon Steel’den büyük yatırım aldı ve şimdiden petrol devi Equinor ve gübre üreticisi Yara ile bir pilot proje üzerinde işbirliği yapıyor. Mowill, “Bizim gücümüz, egzotik yeni malzemeler veya üretim süreçleri içermeyen basit bir konsepte sahip olmamızdır” diyor.
Hystar’ın bir diğer önemli teknolojik gücü de, kritik mineral tedariki gibi her zaman çetrefilli bir konunun, özellikle de PEM elektrolizörlerinde anot yapımında kullanılan ancak yılda sadece sekiz ton civarında çıkarılan iridyum metalinin yönetilmesine yardımcı olmak için en başından beri öncelik verilen döngüsel malzeme yönetimidir.
Mowill, “Başından beri yaptığımız bir şey, platin ve iridyumun geri dönüştürülmesidir ki bu şimdiye kadar sektörümüzde önemli bir odak noktası olmamıştır,” diyor. “Platin ve iridyumun çok yüksek bir yüzdesini geri dönüştürüyoruz ve %90’dan fazlasını geri kazanabiliyoruz.” Firma bunu, dünyanın en büyük platin grubu metal (PGM) tüccarlarından biri olan yatırımcısı Mitsubishi Corporation ile işbirliği içinde yapıyor ve ayrıca otomotiv endüstrisindeki şirketlerle katalitik konvertörlerle yaptıkları çalışmalarda PGM geri dönüşümünden yararlanıyor.
Uluslararası Enerji Ajansı’na (IEA) göre, elektrik bileşenleri ve katalitik konvertörlerdeki PGM’nin nadirliği ve yüksek değeri, PGM geri dönüşümünün zaten rutin olduğu ve yaklaşık %60 geri dönüşüm oranına sahip olduğu anlamına gelmektedir. Enerji dönüşümü sırasında talep arttıkça, düşük PGM konsantrasyonu nedeniyle henüz metalleri için çıkarılmayan başka ikincil PGM kaynakları da (örneğin, birinci sınıf bujiler) vardır.
Kritik mineral sorunlarını çözmek için inovasyon
Politikacılar , enerji dönüşümü sırasında kritik mineral kaynakları konusunda haklı olarak endişe duymaktadır. IEA veri modellemesi, dünyanın Paris Anlaşması kapsamındaki iklim hedeflerine ulaştığı bir senaryoda, temiz enerji teknolojilerindeki lityum talebinin 2020 ile 2040 yılları arasında 40 kattan fazla artacağını göstermektedir. Kobalt, grafit ve nikel talebi yaklaşık 20 kat, manganez ve nadir toprak elementleri talebi ise yaklaşık 10 kat artacaktır.
Geri dönüşümün kritik mineral kaynaklarını destekleyebileceği konusunda umutlu olmak için nedenler var. Araştırma şirketi SINTEF’ten Christina Meskers, çoğu metalin “kalitesi etkilenmeden” geri dönüştürülebilme potansiyeline sahip olduğunu söylüyor. Bu, sistemde yüksek miktarda malzeme olduğunda ve geri dönüşüm teknolojileri ve tesisleri yeterince geliştiğinde, dünyanın geri dönüşümden de tedarik sağlayacağı anlamına geliyor.
IEA’ya göre, şu anda önemli bir geri dönüşüm oranına sahip olan sadece PGM değildir: altın, nikel, gümüş, bakır ve alüminyum da şu anda küresel geri dönüşüm oranı %40’ın üzerinde olan metaller arasındadır.
Dünya Bankası’na göre bazı ülkelerde alüminyum geri dönüşüm oranı %90’ın üzerindedir ve bu da gelişmiş bir politika ile durumun önemli ölçüde iyileştirilebileceğini göstermektedir. Alüminyum sadece solar PV gibi teknolojilerde önemli bir bileşen olmakla kalmaz, aynı zamanda geri dönüşüm yoluyla alüminyum eritme işleminden kaçınmak da çevre için son derece faydalıdır, çünkü eritme işlemi tek başına küresel emisyonların yaklaşık %3’ünden sorumludur.
Konunun yetkililerine göre, STEINERT gibi şirketler tarafından geliştirilen sensör tabanlı atık ayrıştırma teknolojileri ve Redwood Materials ve Li-Cycle gibi şirketlerin ABD’de pillerin geri dönüşümü alanında yenilik yapmak için milyarlarca dolar kamu fonu almasıyla kritik minerallerin geri dönüşümünde yenilikçilik gelişiyor.
ABD’deki Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda metal geri dönüşümü grup lideri olan Jeffrey S. Spangenberger, “Yedi yıl önce bu alana başladığımda pillerin geri dönüşümü oldukça küçük bir işti,” diyor. “Şimdi ise pil geri dönüşümü konferansları insanlarla dolup taşıyor ve ABD hükümeti de bu konuya eğilmiş durumda, çünkü enerji dönüşümünün ihtiyaçlarını karşılamak için yurt içinde çıkaracak yeterli materyalimiz yok.”
Kritik mineral geri dönüşümünün önündeki teknik engeller
Ancak geri dönüşüm, kritik minerallerle ilgili endişelere çare olmayacaktır. Bunun temel nedeni, malzeme talebinin önemli bir bölümünü karşılayacak yeterli ikincil hammaddenin bulunmamasıdır.
Spangenberger, “Şu anda sadece bir avuç elektrikli araç ve batarya kullanım ömrünün sonuna ulaştı” diyor. “Gerçekten önemli miktarda ikincil hammaddenin olduğu bir noktaya ulaşmamız için birkaç on yıl geçmesi gerekecek.”
Dünya Bankası analistleri, kullanım ömrü sonunda %100 geri dönüşüm olması halinde 2050 yılına kadar geri dönüştürülmüş kaynaklardan elde edilebilecek metallerin payını modellemiştir. Alüminyum, bakır ve nikel, ikincil kaynakların talebin yaklaşık %60’ını karşılayacağını görecektir.
Bu arada önemli miktarda arzın birincil kaynaklardan gelmesi gerekecektir (geri dönüşüm katkıda bulunana kadar) – ve her halükarda, teorik olarak ilginç olsa da, %100 geri dönüşüm Meskers’e göre “teknik ve kimyasal açıdan imkansız” bir durumdur.
Bazı metallerin geri dönüşüm oranlarının artırılmasının önünde ciddi teknolojik engeller de bulunmaktadır. Örneğin nadir toprak metalleri grubunu oluşturan 15 elementin küresel geri dönüşüm oranı sadece %1 civarındadır. Bu metaller genellikle mıknatıslar ve dokunmatik ekranlar gibi şeyler yapmak için diğer minerallerle birlikte karıştırılır ve bunları ayırmak geleneksel olarak hidroklorik asit gibi tehlikeli kimyasallar ve çok fazla ısı içerir.
Lityumun pillerden çıkarılması ve yeniden kullanılması da son derece emek yoğun ve pahalıdır, çünkü tipik olarak manuel olarak parçalanması gereken çok çeşitli pil formatları vardır. Chatham House’dan Livingstone, “Bu sürecin masraflı olması, genellikle insan sermayesinin ucuz olduğu yerlerde gerçekleşeceği anlamına geliyor ki bu da ESG ile ilgili başka endişeleri gündeme getiriyor” diyor.
Araştırma şirketi Wood Mackenzie kısa bir süre önce batarya metali geri dönüşümünü, “çok az değeri olan sıkıcı bir geri dönüşüm süreci” içeren, görünüşte “aşılamaz” bir zorluk olarak tanımladı. Spangenberger, birincil akü hammaddelerinin şu anda ikincil malzemelerden elde edilmeye çalışılmasından “çok daha uygun maliyetli” olduğu konusunda hemfikir.
Yararlı bir varlık, ancak her derde deva değil
Geri dönüşüm, enerji dönüşümü sırasında talep artarken yeni birincil metal arzına olan ihtiyacı ortadan kaldırmayacaktır, ancak daha kolay geri dönüştürülen metaller için oranlar iyileştirilir ve geri dönüşümü daha zor malzemeler için teknoloji geliştirilirse, o zaman yararlı bir varlık olduğu kanıtlanacaktır.
RMI’den Patrick Molloy, “Politika, daha uygun maliyetli daha iyi döngüsel çözümler bulmak için teknoloji ve inovasyonu teşvik edecektir” diyor. “Bu değerin farkına varılması sayesinde daha büyük bir döngüsellik derecesi göreceğiz.”
Diğer döngüsel stratejiler de, enerji verimliliği veya toplu taşıma teşvikleri gibi stratejileri artırarak yeni teknolojilere olan talebi azaltmanın yanı sıra, kullanım ömrü sonunda hala yaklaşık %80 kapasiteye sahip olan ve daha az enerji yoğun uygulamalarda kolayca kullanılabilen elektrikli araç pilleri gibi ürünlerin kullanım ömrünü uzatmak da dahil olmak üzere kritik mineral kaynaklarının desteklenmesine yardımcı olabilir.
NGO WWF’nin 2022 tarihli bir raporu, yukarıda bahsedilen teknikler kullanılarak malzeme yönetiminin geliştirilmesinin – geri dönüşümün yanı sıra – bugün ile 2050 arasında toplam malzeme talebini %50’den fazla azaltabileceğini modellemiştir.
İklim bilimciler artık sıfıra yakın atık elde etmeden net sıfıra ulaşmayı umut edemeyeceğinizi yaygın olarak kabul ediyor. Meskers, “Bu konular iç içe geçmiş durumda,” diyor. “Döngüsel ekonomiyi güçlendirmek için enerjiye, enerji geçişini sağlamak için de malzemelere ihtiyacınız var.” Geri dönüşüm tek başına kritik mineral sorununu çözemese bile, eğer dünya iklim ve ekolojik krizleri çözme hedeflerine sadık kalacaksa, temel bir odak alanı olmaya devam edecektir.
! Bu yazının hakları madenhabercisi.com’a aittir. Kaynak gösterilmeden kullanılmamalıdır !