Katalog

www.iku.edu.tr BİLİM KÜLTÜR VE EĞİTİM Anahtar Enerji Teknolojileri ve Enerji Kritik Elementler2 Doç.Dr. Nihal SARIER (İstanbul Kültür Üni.) B ilimsel ilerlemeler, bu elementlerin anahtar enerji teknolojilerde kullanımını arttırırken, bir yandan da ihtiyacı karşılayabilmek için büyük miktarlarda üretilmeleri gereği ortaya çıkmaktadır. EKE’lerin büyük bir kısmı çok az miktarlarda üretilmektedir. Örneğin galyum (Ga) un dünya genelinde üretimi 140 ton, germanyum (Ge) un üretimi 152 ton, platin (Pt) in üretimi 255 ton civarındadır. (Tablo 1). Titanyum (Ti) ve bakır (Cu) elementleri de anahtar enerji teknolojilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, Tablo 1’de görüldüğü gibi titanyum ve bakırın yıllık üretim miktarları EKE olarak tanımlanan elementlere kıyasla oldukça fazladır. Bu nedenle bu iki kıymetli metal EKE tanımı dışında tutulmaktadır. EKE tanımı teknolojik değişimlere bağlı olarak zaman içinde değişen dinamik bir tanım olarak ele alınmaktadır. ENERJİ KRİTİK ELEMENTLER LİSTESİNİN DİNAMİKLİĞİ Örneğin 1940’larda, nükleer fizyon (çekirdek bölünmesi) teknolojileri “anahtar enerji teknoloji” olarak yükselirken, o günlerin EKE’leri doğal uranyum, ağır hidrojen (döteryum) ve saflaştırılmış grafit (karbon) olarak öne çıkıyordu. Günümüzde uranyum, döteryum ve karbon dünya pazarlarında halen fiyatı ve temini bakımından kritik elementler olarak değerlendirilmekle birlikte, EKE sınıflandırmasının dışında bırakılmaktadırlar (bkz. Şekil 4). 2050’lere gelindiğinde “sürdürülebilir kalkınma” yaklaşımının gelişerek yaygınlaşacağı beklentisiyle, EKE’ler listesine girip çıkan elementler olacağı tahmin edilmektedir. Tıpkı 1940’larda nükleer enerji üretimine gösterilen ilgi gibi, günümüz ekonomilerinde su, rüzgâr, deniz, jeotermal ve güneş enerjisini kullanacak sistemlerin geliştirilmesi bilimsel, teknolojik ve ekonomik çalışmalarda ilgi odağı olmaya devam edecek, EKE’lerin kullanımı yaygınlaşacak, bu bağlamda dünya enerji pazarında “enerji kritik elementlere” olan talep giderek artacaktır. Kaynaklar: 1. Green, M. L., Espinal, L., Traversa, E., & Amis, E. J. (2012). Materials for sustainable development. MRS Bulletin, 37(04), 303309. 2. Hurd, A. J., Kelley, R. L., Eggert, R. G., & Lee, M. H. (2012). Energycritical elements for sustainable development. MRS bulletin, 37(04), 405410. Tablo 1. Bazı EKE’lerin güncel üretim miktarı, pazardaki talep durumu ve 2030’da beklenen talep Hammadde [EKE] Güncel üretim [ton] 152 581 140 16.800 255 1.384 19.051 62.279 267 7.211.000 15.093.000 Güncel talep [ton] 28 234 28 4.000 çok az 551 5.342 12.820 23 15.397 1.410.000 2030 yılında beklenen talep[ton] 603 1.911 220 27.900 345 1.410 15.823 26.860 77 58.148 3.696.070 Galyum Indiyum Germanyum Neodmiyum Platin Tantalum Gümüş Kobalt Palladyum Titanyum Bakır 3. Jaffe, R., Price, J., Hitzman, M., & Slakey, F. (2011). Energy Critical Elements. Aps Panel On Public Affairs & The Materials Research Society. 4. Lewis, L. H., & JiménezVillacorta, F. (2013). Perspectives on permanent magnetic materials for energy conversion and power generation. Metallurgical and Materials Transactions A, 44(1), 220. Kaynak: ECE’s for EU, TransAtlantic Workshop Rate Earth Elements and other Critical Materials for a Clean Energy Future, Boston, 3 Aralık 2010 Şekil 4: Enerji kiritik elementlerin güncel rezerv ve dünya pazarlarındaki fiyat durumu CBT 143213 /29 Ağustos 2014 Şekil 3: Bazı EKE’lerin Avrupa ülkelerindeki rezervleri