Pan-Amerikan Lityum Süper Koridoru’nun İnşası

Neden Lityum Artık Stratejik Bir Pil Minerali

Elektrikli araçlar, ısıtma ve endüstrinin elektrifikasyonu ve genel enerji tüketimi arttıkça, enerji depolama ihtiyacı da artıyor. Bugüne kadar en yaygın çözüm, lityum-iyon pillerdir.

Lityumun enerji depolama için neden bu kadar güçlü olduğu, temel elektrokimyasal özelliklerine dayanır.

Lityum, sadece 3 proton içeren (3 atom numarasına sahip) en hafif katı elementtir.

Lityum atomlarının küçük boyutu, yalnızca dış kabuklarında bir elektronlarının olduğunu ve bu elektronun başka bir atoma geçtiğinde, atom başına muazzam bir elektrik potansiyel değişimi anlamına gelir.

Bu nedenle, diğer elementler daha kolay çalışılabilir veya daha ucuz olabilir, ancak lityum, pillerde yüksek performans ve yüksek enerji yoğunluğu için kullanılan git-gide artan bir atomdur.

Pil talebi patlıyor. Bir elektrikli araç, yüzlerce veya binlerce elektronik cihaza kıyasla birçok pil tüketir, bu nedenle ulaşımın elektrifikasyonu, EV devriminden önce tüm pil üretimini tarih boyunca bir dipnot olarak gösterecek şekilde yaptı.

Kaynak: Statista

Elektrikli araçların yanı sıra, veri merkezi yedekleme, grid stabilizasyon üniteleri ve yenilenebilir enerjinin ara sıra üretimi, artık daha fazla enerji depolama talebi yaratıyor.

Lityum, elektrifikasyon için köşetaşı element haline geldiğinden, bir ülkenin endüstrisini modernleştirebilmesi, ulaşımını yönetebilmesi ve ekonomisini karbonluktan arındırabilmesi konusunda kritik bir kaynak haline geliyor.

Bu nedenlerle, lityum artık ABD, Kanada, AB ve Japonya tarafından kritik bir mineral olarak sınıflandırılıyor.

Neden Amerikalar’da Lityum Yerelleştirilmesi Önemli

Çin’in Tedarik Zincirindeki Jeopolitik Hassas Bir Mineral

Piller için lityum, nadir topraklar gibi diğer birçok kritik mineral gibi, çoğunlukla Çin’de rafine ediliyor ve faydalı bileşenlere dönüştürülüyor.

Pil sınıfı lityum, en az %99,5, ancak genellikle %99,9, %99,99 veya hatta %99,999’luk bir saflığa ulaşır ve pil performansı ve dayanıklılığı için iyileştirilir.

Pil sınıfı lityum saflığı seviyesi elde edilmesi daha zor ve uzman altyapı ve uzmanlık gerektirir. Şu anda, lityumun küresel arzının yaklaşık %67’si Çin’de işlenmektedir.

Bu, Amerika ve Kanada’yı zor bir durumda bırakıyor, çünkü Çin’le ticaret savaşları ve jeopolitik gerilimler çok yoğundur.

Çin’in hakimiyeti kısmen, lityum sektöründe de diğer kritik minerallerde de dengelenmesi gereken Kuşak ve Yol Girişimi’nden kaynaklanmaktadır.

Amerika’nın Lityum Potansiyeli

Şanslıyız ki, Amerikalar lityumca çok zengindir. Aslında, bölge dünyanın en büyük lityum yataklarına sahiptir ve Avustralya da aynı şekilde dostane bir ülkedir. Böylece, soru, geri kalan tedarik zincirini, rafine etme ve pil ve elektrikli araç imalatından geri dönüşüme kadar getirmektir.

Lityumun en büyük kanıtlanmış rezervleri, dünyanın lityum rezervlerinin yaklaşık %50’sini temsil eden lityum üçgeninde (Bolivya, Arjantin ve Şili) bulunmaktadır.

Bu üç ülke birlikte, dünyanın lityum rezervlerinin neredeyse yarısını temsil etmektedir. ABD itself de büyük ölçüde geliştirilmemiş lityum yataklarına sahiptir.

Kaynak: UFine Battery

Japonya ve Avrupa’nın lityum kaynakları açısından zayıf olması, güçlü bir Pan-Amerikan lityum tedarik zinciri, Amerikan müttefiklerinin Çin’e bağımlılığını azaltmasına yardımcı olacaktır.

“Ham madde rafine ve işleme için daha fazla yatırım yapılması gerekiyor. Çin’den pil malzemesi tedariki için uzaklaşmak için.

CEA‘nın ESS Supply, Technology, and Policy raporuna

Yeni Politikalar: IRA Vergi İndirimleri ve ‘Dost-Shore’ Lityum

IRA (Enflasyon Azaltma Yasası), endüstriyel ve yeşil enerji politikasının nasıl organize edildiğini yönlendiren bir yasadır ve yerli lityum tedarik zincirini canlandırmak için tasarlandı.

Önemli olarak, “dost-shore” mineralleri gerektirir ve federal vergi indirimlerini kilitleyebilir. Eğer tedarik bu kriteri karşılıyorsa, proje geliştiricileri iki seçeneğe sahiptir:

• Yatırım vergi kredisi (48C kredisi, sermaye yatırımının %30’u vergi kredisi).
• Üretim vergi kredisi (45X kredisi), yerli üretilen pil hücreleri için kWh başına 35 $, yerli üretilen pil modülleri için kWh başına 10 $ ve kritik mineralleri madencilik ve elektrod aktif malzemeleri üretilmesi için %10 üretim maliyeti kredisi.

Kaynak: Kolumbia Üniversitesi

Bu yerli ABD hedefleri, lityum tedarik zincirinin daha büyük bir segmentine katkıda bulunmak isteyen Güney Amerika ülkelerinin endüstriyel politika hedefleriyle uyumlu.

Güney Amerika üreticilerinin ana çıkarı, lityum fiyatlarını stabilize etmek ve lityum pazarının acımasız iniş ve çıkışlarını sınırlamaktır.

Bu ortak çıkarlar, ABD ve lityum üçgeni ülkeleri arasındaki diplomatik ilişkilerin hızla iyileşmesiyle birlikte geliyor:

• Arjantin, ABD ile ticaret anlaşmasının neredeyse final olduğunu söylüyor.
• Yeni seçilen Bolivya Başkanı Paz, 17 yıllık aradan sonra ABD ile diplomatik ilişkileri yeniden başlatıyor.
• Batı madencilik devi Rio Tinto (RIO ) ve Şili devlet şirketi Enami Şili’de 3,2 milyar dolarlık bir lityum projesinde ilerleme kaydediyor.
  • Paralel olarak, AB ve Şili arasında geçici bir ticaret anlaşması yapıldı ve bu, enerji ve ham maddeler konusunda ayrı bir bölüm içeren ilk AB ticaret anlaşması oldu.

Bu nedenle, bu ülkelerin Çin’le bazı bağlarını koruyacakları muhtemeldir, ancak alıcılarını çeşitlendirme olasılığı, Pan-Amerikan Lityum Süper Koridoru fikrini çok çekici kılacaktır.

Pan-Amerikan Lityum Süper Koridoru’nun Ana Bileşenleri

Sola kaydırarak gezin →

Adım 1: Çıkarma

Lityum üçgeninde, üç farklı komşu bölge önemlidir:

• Şili’nin Salar de Atacama’sı.
• Arjantin’in Catamarca/Salta brineleri.
• Bolivya’nın Salar de Uyuni’si.

Tüm bu alanlar, çöl iklim koşulları nedeniyle lityumca zengindir ve birçok tuzlu göl içerir. Bu eski denizler, lityumun bulunduğu brineleri (minerallerle zenginleştirilmiş su) içerir.

En lityumca zengin olanı, dünyanın tüm brin kaynakları arasında en yüksek lityum konsantrasyonuna (ağırlıkça %0,15) sahip Şili’deki Salar de Atacama’dır.

Kaynak: The Economist

Bu lityum kaynağının büyük bir avantajı, bu lityumun üretimi için gereken enerjinin çoğunun, bu lityumun üretildiği çöldeki bol güneş ışığı tarafından buharlaştırma havuzlarında sağlanmasıdır.

Ancak, bu üretim yöntemi çok suya bağımlı ve zaten sınırlı olan su kaynaklarını zorlayabilir.

Kaynak: Saint-Gobain

Şili, Arjantin ve Bolivya’daki yerel topluluklar, su hakları ve çevresel etkiler konusunda giderek daha fazla endişe duyuyor, bu da uzun vadeli çıktı için izin verme ve sosyal lisansın önemli faktörleri haline getiriyor.

Adım 2: Rafine ve Dönüştürme

Bu adım şimdiye kadar çoğunlukla Çin’de yapıldı ve kaya veya brinden çıkarılan nispeten zengin minerali endüstriyel lityum ekstraktına dönüştürür.

Şimdi Kuzey Amerika’ya kayıyor, çünkü elektrikli araç veya pil tedarik zinciri inşa etmenin hiçbir anlamı yok, eğer bu adım olmadan Çin hükümetine karşı savunmasızlık azaltılmaz.

ABD ve Kanada’da inşa halinde veya genişletilen bir dizi lityum madeni, rafineleme işlemini de dikey olarak entegre ediyor. Örneğin, bunlar arasında şunlar yer alıyor:

• Nevada’daki Thacker Pass: Lithium Americas(LAC ) tarafından yürütülen bir proje, tek bir konumda dünyanın en büyük bilinen sediment lityum kaynağına ve rezervine sahiptir (85 yıl maden ömrü).
• Kuzey Carolina’daki Carolina Lityum ve Quebec’teki Kuzey Amerika Lityum: Elevra (ELV ) tarafından inşa ediliyor, Piedmont Lityum ve Sayona Madencilik’in 1,2 milyar dolarlık birleşmesinden oluşan bir sonuç, Gana ve Batı Avustralya’daki diğer lityum varlıklarıyla birlikte. Elevra ayrıca Tennessee’de 500 milyon dolarlık bir lityum hidroksit dönüştürme tesisi inşa ediyor.
• Quebec’teki Nemaska Lityum, aynı adlı şirket tarafından geliştirildi.
• Seymour Projesi Green Technology Metals tarafından ve Lake Superior Projesi Avalon Advanced Materials tarafından, her ikisi de Ontario’da.

Bu arada, diğer rafineler de inşa ediliyor, örneğin Mangrove Lityum, Kuzey Amerika’da Delta, Britanya Kolumbiyası’ndaki bir rafineri inşa ediyor ve masih belirlenmemiş bir konumda başka birini planlıyor.

Tesla (TSLA ) ayrıca 2024’te Teksas’ta 50 GW kapasiteli ilk lityum rafinerisini başlattı.

Adım 3: Pil Bileşenleri İmalatı

Pil sınıfına dönüştürüldükten sonra, lityum hala pillerde kullanılan bileşene dönüştürülmelidir.

Bu çaba, bazı küresel lider pil üreticileri tarafından yürütülüyor:

• Ultium(GM (GM )+ LG Energy): Ohio ve Tennessee’de bulunan, Amerikan otomobil üreticisi ve Koreli pil üreticisi arasındaki ortak girişimdir. 2022’de pil hücreleri üretmeye başladı. 45 GW kapasitesi var ve ABD Enerji Bakanlığı’ndan 2,5 milyar dolarlık bir kredi aldı.
• Panasonic: Japon şirketi, yıllık 32 GWh kapasitesine ulaşmayı hedefleyen bir new Kansas’taki yeni bir otomotiv lityum-iyon pil fabrikasında üretim yapıyor. Bu, mevcut Nevada fabrikasına, 41 GWh kapasitesine sahip, eklenecek.
• SK On: Koreli şirket, Nissan’a 2028-2033 yılları arasında yaklaşık 100 GWh ABD’de üretilen pil tedarik etmek için bir anlaşma yapan, ABD’deki en büyük pil tedarikçilerinden biri olmaya çalışıyor. Şirket ayrıca, BlueOval adlı bir Ford ortak girişimi de var. SK, Quebec, Kentucky, Georgia ve Tennessee’de tesislere sahiptir.
• LG, 2026’nın ilk yarısında Arizona’daki pil fabrikasında üretimine başlayacak.

Yeni gelenler endüstrinin içinde genişliyordu, ancak üretimlerini artırmakta ve yeterli fonları tănginde zorluklar yaşıyorlardı. Örneğin, FREYR’in 2,6 milyar dolarlık Georgia fabrikası iptal edildi ve site satıldı ve Northvolt Quebec fabrikası iflas nedeniyle iptal edildi.

Otomobil üreticileri arasında, bazıları doğrudan pil tedarikini ellerine alıyor. Özellikle Tesla, dikey entegrasyonu favori bir yaklaşım olarak benimseyen bir elektrikli araç şirketi olarak biliniyor ve çoğu zaman pil üretimi için küresel tedarikçilere güvenmek yerine kendi pillerini üretiyor.

Ayrıca, Volkswagen-PowerCo fabrikası Ontario’da inşa ediliyor ve PowerCo, Volkswagen grubunun pil kolu, gelecekte potansiyel olarak QuantumScape’in (QS ) katı hal pillerini üretebilir.

Adım 4: Elektrikli Araç ve Şebeke Depolama Entegrasyonu

Yukarıda bahsedildiği gibi, birçok otomobil üreticisi, Tesla ve Volkswagen gibi, pil üretimini dikey olarak entegre ediyor ya da Ultium gibi pil üreticileriyle ortak girişimlere giriyor.

Çoğu durumda, belirli bir araba modeli için özel bir pil tasarımı veya otomobil üreticisinin kendi üretimini tamamlamak için diğer pil tedarikçilerinden bazıları da tedarik ediliyor.

Diğerleri, Nissan’ın LG ile yaptığı gibi veya Rivian’ın yaptığı gibi, mevcut tedarik zincirine güvenmek için memnunlar.

Kuzey Amerika’daki lityum tedarik zincirinin bir diğer önemli öğesi, şebeke ölçeğinde enerji depolamanın artan uygulamasıdır.

Bu talep, lityum tabanlı pilleri kullanmayacak, ancak neredeyse tek büyük ölçekli üretilebilen ve olgun bir pil kimyası olan lityum, şebeke depolama çözümleri için uzun yıllar önemli olacaktır.

Tesla, Elon Musk’un “vahşi yangın gibi büyüyen” ve “otomobil işinden çok daha hızlı büyüyen” enerji depolama işini sunuyor.

Kamu hizmetleri şirketleri de, büyük ölçekli pil paketlerini elektrik şebekesine dağıtmak için önemli bir rol oynuyor. Örneğin:

• Fluence Energy(FLNC ): Siemens ve AES ortak girişimi, 265 enerji depolama projesinden 41 GW enerji depolama kapasitesi.
• NextEra (NEE ): Bu büyük yenilenebilir enerji kamu hizmetleri şirketi, 2024 yılına kadar yaklaşık 2,8 GW ABD pil depolama kapasitesi geliştiriyor ve genel olarak bir kamu hizmetleri şirketi olarak dünya çapında enerji depolama lideri olarak kabul ediliyor.

Adım 5: Geri Dönüşüm

Şimdilik, elektrikli araçlardan gelen patlayıcı pil talebi, kullanılan lityumun çoğunun yeni kaynaklardan geldiği anlamına geliyor.

Ancak, büyük miktarda elektrikli aracın hizmet ömrünü dolduracağı ve daha sonra şebeke ölçekli pil parklarının geri dönüştürüleceği zaman, kullanılmış pillerden de çok miktarda lityum üretilebilecek.

Ve her durumda, bu tehlikeli malzemeleri doğru bir şekilde ele almak, pil tedarik zincirinin sürdürülebilir olmasının bir gereksinimidir.

Birkaç şirket, geri dönüşüm kapasitesini oluşturuyor, genellikle “siyah kütle” olarak adlandırılan ince öğütülmüş pillere güveniyor:

• Li-Cycle, 2025 yazında madencilik devi Glencore tarafından satın alındı ve Glencore Battery Recycling’i oluşturdu, Kanada, İtalya ve Fas’ta tesislere sahip.
• Redwood Materials (özel): Şirket, yedek güç uygulamaları için piller üretiyor, iddia edilen ABD’deki en düşük maliyetli kWh’lik kurulu pillere sahip olduğunu iddia ediyor ve elektronik ve pillerden kritik malzemelerin %95’inden fazlasını geri kazanabiliyor, lityum, nikel, kobalt ve bakır gibi.
• Cirba Solutions (özel): Şirket, yüksek reaktiviteli lityum pillerini önceden işleme için özel bir kriyojenik işlem kullanıyor, yangın risklerini azaltıyor ve daha fazla fiziksel ayırma ermögiliyor.

Gelecek Teknoloji: Doğrudan Lityum Ekstraksiyonu (DLE)

Doğrudan lityum ekstraksiyonu, buharlaştırma ve/veya mineral konsantrasyonu yerine, lityum atomlarına seçici bir ekstraksiyon işlemi yoluyla ulaşır.

Bu, birkaç farklı yöntem ile elde edilebilir:

• Emme tabanlı DLE, lityumun özel bir malzeme tarafından fiziksel olarak emildiğinde.
• İyon değişimine dayalı DLE, lityumun pozitif iyonlarla değiştirildiğinde.
• Solvent ekstraksiyonuna dayalı DLE, bir organik sıvı solventin lityumun brinden uzaklaşmasını sağladığında.
• Son bir yöntem yakın zamanda yayımlandı, lityumun EDTA destekli gevşek nanofiltrasyon (EALNF) ile ekstraksiyonu.

Rio Tinto (RIO ) tarafından satın alınan Arcadium, 1996’dan beri doğrudan lityum ekstraksiyonu (DLE) üzerinde çalışıyor ve bu, buharlaştırma havuzlarıyla birlikte birincil bir ekstraksiyon yöntemi olarak ticari olarak uygulanabilir hale geldi.

Ayrıca, Arcadium 2023’te ILiAD Technologies’i satın aldı, çeşitli koşullarda çeşitli lityumca zengin brinler için seçici bir emme maddesi geliştiriyordu.

Daha gelişmiş Elektrokimyasal Lityum Ekstraksiyonu (ELE) de mümkün olabilir, çünkü Rice Üniversitesi’nde geliştirilen 3 odalı bir elektrokimyasal reaktör, bu yöntemin ekonomik ve endüstriyel olarak uygulanabilir hale gelmesi için bir yol açabilir.

Genel olarak, uzun vadede, yeni bir lityum yatağı veya ekstraksiyon yöntemi bu malzemenin üretiminde kullanılabilir.

Ancak şimdilik, devasa bir hacim gerektiğinden, Lityum Üçgeni ham kaynak üretimi ve Kuzey Amerika rafineleri, pil üretimi, otomobil üretimi ve geri dönüşümün tam entegrasyonunun endüstrinin önümüzdeki on yılda ana itici gücü olacağı muhtemeldir.

SONUÇ: Neden Pan-Amerikan Lityum Süper Koridoru Önemli

Pan-Amerikan Lityum Süper Koridoru, özel girişimlerin, kamu vergi teşviklerinin ve tedarik zincirlerinin jeopolitik yeniden yönlendirmesinin bir karışımı olarak yavaş yavaş ortaya çıkıyor.

Bu kıtalar arası mega proje, bir sonraki pil tedarik zincirini tanımlayacak, elektrikli araçların ve şebeke depolamanın nasıl inşa edildiğini kökten değiştirecek ve Çin’den daha büyük bağımsızlık sağlayarak Batı’nın daha büyük bağımsızlığını teşvik edecek.

Albemarle, bu mega projeye doğrudan bağlı en güçlü halka açık Kuzey Amerika yatırımını temsil ediyor, çünkü lityumla ilgili en büyük ve en saf şekilde lityum odaklı halka açık hisselerden biridir.

Pan-Amerikan Lityum Süper Koridoru’na Yatırım Yapma

Albemarle Corporation: Koridorun Bayrak Gemisi Hissesi

Albemarle, brin ve spodumenden (sert kaya) lityumun bir karışımını sunar ve dünyanın en büyük lityum üreticisidir.

Albemarle

Lityumun yanı sıra üretilen diğer kimyasallar arasında endüstriyel su arıtımında kullanılan brom ve yangın geciktiriciler sayılabilir.

Albemarle ayrıca, Ketjen‘in sahibidir, petrokimya, rafine ve özel kimyasalların önde gelen üreticilerine advanced katalizör çözümleri sunan bir sağlayıcıdır.

Kaynak: Albemarle

Şirketin en büyük segmenti, enerji depolama segmentidir (pil sınıfı lityum), bunu kimyasal uzmanlıklar ve Ketjen takip ediyor.

Kaynak: Albemarle

Albemarle, Güney Amerika, Avustralya ve ABD’de madencilik operasyonlarına ve ABD, Çin ve Almanya’da rafineriesine sahiptir.

Kaynak: Albemarle

Düşük lityum fiyatları nedeniyle, şirket çoğu genişleme planını askıya aldı ve 2023’ten bu yana büyüme harcamalarını 1,3 milyar doların üzerinde azalttı.

Ayrıca, enerji verimliliği, daha az yönetim katmanı, vb. gibi maliyet yapısında iyileştirmelerden ve artan verimlilikten (verimlilik iyileştirmeleri, tesis rampaları, ortak ERP platformu, vb.) yılda 400 milyon dolar tasarruf etmeyi hedefliyor.

Bu iyileştirmeler sayesinde, şirket 2025’te 300-400 milyon dolar arasında serbest nakit akışına ulaşmayı bekliyor.

Kaynak: Albemarle

Şirket ayrıca, 2024’te satın alınan elektrikten %24’ünün yenilenebilir enerjilerden geldiği ve Ürün Karbon İzleri (PCF’ler) ölçümü geliştirilmesi gibi çevresel profilini iyileştirmeyi amaçlıyor.

(Albemarle hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.)

En Son Albemarle (ALB) Hisse Haberleri ve Gelişmeleri