Güneşten Elektrik; Kaygı ve İmkan’a devam

Baha Kuban

Geçen yazıda bıraktığımız yerden devam edelim. Başta iklim değişikliği ile mücadeledeki yeri olmak üzere güneşten elektrik üretiminin faydaları saymakla bitmez...  Ancak, üç kategoride toplayabileceğimiz ve özellikle çok büyük ölçekte üretimin gerçekleşmesi durumunda ortaya çıkabilecek kaygı uyandırabilen sorular olduğuna da işaret etmiştik; fotovoltaik gözelerin üretiminde kullanılan çeşitli toksik malzemelerin üretim ölçeği ile birlikte sarf miktarlarının artması, farklı fotovoltaik (FV)teknolojilerde  eser miktarlarda kullanılan hammaddelerde rezerv sıkıntıları ve yeryüzünün albedosu (yansıtabilirliği) ile ilişkili  kaygılar.

Birinci soruda, yani FV üretiminde esas olarak bir yarı-iletken cihaz  imalatı olması itibarıyla, kütlesel üretimi yapılan sayısız yarı-iletken esaslı elektronik cihaz ve alete  benzer bir şekilde çeşitli toksik kimyasal ve gazların kullanıldığını belirtmiş, ancak bu sorunun ‘güvenli elektronik cihaz üretimi’ sınıfında bir tehdit olduğunu ve doğrudan fotovoltaik üretimi ile ilişkili olmadığını belirtmiştim. Buna karşılık, üretimde kullanılan hammaddelerde rezerv sıkıntıları,  mevcut enerji tedarik sistemini tamamen dönüştürmenin önüne kuşkusuz farklı türden bir engel koymaktadır.

İkinci soruya ışık tutmak için  Avrupa Birliği’nin Ortak Araştırma Merkezi JRC’nin bu yıl yayınladığı bir Rapor’a göz atalım. “Stratejik Enerji Teknolojilerinde Kritik Metaller” (Critical Metals in Stratejik Energy Technologies) Raporu, AB’nin düzenli olarak güncellediği ve enerjide düşük karbon bir sektör yaratmak için gerekli olduğunu düşündüğü adımları ve yol haritalarını içeren bir doküman. FV üretimi açısından önemli olan In, Ag, Te, Ga, Se, Cd, Sn  gibi metallerin yanısıra toplam 14 madde incelemeye alınmış . AB Raporu, olası büyüme senaryoları eşliğinde bu malzemelerin fiyatları ve coğrafi dağılımları üzerinden bir   tavsiye listesini de içeriyor.  164 sayfalık Rapor, konuya ilgi duyanlar açısından son derece ayrıntılı bir analiz sunuyor. Bizim amaçlarımız açısından  özellikle FV teknolojilerde (c-Si ve ince film) kullanılan malzemeler açısından yapılan değerlendirmeler önemli.

AB, 2020 ve 2030 yılı enerji tedarik senaryolarındaki FV güç kurulumlarında ‘yüksek ‘ seçenek için sırasıyla, 360 ve 630 GW kurulum öngörmüş.  Bunun gerçekleşmesi için Avrupa’da,  2011-2020 arasında yılda yaklaşık 32 GW, 2021-2030 arasında ise yılda yaklaşık 27 GW fotovoltaik kurulumu yapılacağı düşünülüyor. Yüksek senaryonun gerçekleşmesi durumunda, örneğin ince film FV için önemli malzemeler arasındaki indiyum’un 2020’deki toplam dünya üretiminin yaklaşık yüzde 11’inin, Telluriyum’un ise 2020’deki toplam dünya üretiminin yüzde 30’unun tüketeceği hesaplanmış. Bu rakamlar kuşkusuz rezerv darboğazlarına işaret ediyor, ki bu değerler yalnızca AB üretimine ilişkin. CPV olarak kısaltılan  yoğunlaştırılmış fotovoltaik güç sistemlerinde kullanılan galyum ihtiyacı bile dünya rezervlerinin yüzde 2.5’una denk geliyor. Bu rakamların hesaplanmasında 2020 için yüzde 80 c-Si (kristal Si FV teknolojisi) ve yüzde 20 ince film FV teknolojisi varsayımı yapıldığını da belirtmekte fayda var, zira ince film kullanım oranlarının artması ile yukarıdaki değerlerin çok artması sözkonusu olabilir. Bu arada, ince filmde rezerv sıkıntıları daha önemli gibi görünmekle birlikte c-Si fotovoltaik teknolojileri açısından da özellikle kalay ve gümüş tedariğinde benzer ve azımsanmayacak bir kısıt olduğu söylenebilir.

Stratejik enerji planlarının rezerv kısıtları yüzünden tehdit altında olduğunu düşünen AB, farklı seçenekler içeren analizler de yapmış . Bunlara göre özellikle sıvı-kristal elektronik ekran ve enerji – etkin nitelikli pencere camları gibi ürünlerde kullanılan In  ve Sn gibi malzemelerin geri-kazanılması mümkün görünüyor. Bugün ekranlarda kullanılan indiyum elementinin geri-kazanım oranı yüzde 1’in altında ve bu ürünlerde dünya indiyum üretiminin yüzde 74’ü kullanılıyor. AB raporunun önerdiği diğer strateji  bu malzemelerin daha az sıkıntılı olanlar ile ‘ikamesi’ . Gelecek yazıda devam etmek üzere.  

 
 
* Bu yazı ilk olarak Cumhuriyet Gazetesi Bilim-Teknik ekinde yayınlanmıştır. 
 

Yazar Hakkında
X

Malzeme Bilim ve Mühendisliği’nde doktorası bulunan Baha Kuban, 25 yıl özel sektörde araştırmacı olarak daha sonra da teknoloji ve yenilik yönetimi, iş geliştirme alanlarında çalışmıştır. Sektörel teknoloji stratejileri, yenilenebilir enerji politikaları, güneş–elektrik sektörü teknoloji-pazar  gelişmelerini yakıdan izleyen Kuban’ın güncel ilgi alanları, iklim değişikliği stratejileri, eko-inovasyon, firma ve kentsel iklim eylem planlarıdır.