The New Commanding Heights: Yenilenebilir Enerjinin Yükselişi / Güneş Paneli Sektörü ve Güneş Paneli Üretiminde Kullanılan Kritik Mineral ve Madenlerin Değerlendirilmesi (3)

Yazı dizimizin ilk sayısında, küresel güneş paneli pazarının tarihsel gelişimine odaklanmış, günümüzde güneş paneli sektörünün niçin enerji sektöründe ve küresel ısınma ile mücadelede çok önemli bir pozisyonda olduğunu anlatmış; ikinci bölümde ise güneş paneli tedarik zincirini inceleyerek güneş paneli pazarının konsantre yapısının oluşturduğu riskleri değerlendirmiştik.

Yazı dizimizin bu sayısında ise güneş paneli üretiminde kullanılan kritik mineral ve metallerin nelerden oluştuğunu ve söz konusu mineral ve metallerin üretiminin küresel olarak nasıl bir dağılım içerisinde yer aldığını inceleyeceğiz.

Umarım bilgi dolu ve keyifli bir okuma olur.

Güneş Paneli Üretiminde Kullanılan Mineral ve Metaller

Güneş paneli tedarik zinciri boyunca sektörünün yüksek konsantrasyona sahip olması, güneş paneli sektörünü tekil olaylar karşısında dahi kırılgan bir hale getirmektedir. Sadece savaş veya pandemi gibi küresel ve büyük ölçekli vakalar değil aynı zamanda büyük şirketlerin vermiş olduğu bireysel kararlar veya kaza-doğal afet sonucunda ortaya çıkan tahribat da tüm sektörü etkileme potansiyeline sahiptir.

Bütün bu risklerin somutlaştığı nokta ise yükselen fiyatlar ve güneş paneli inşaat ve kurulumlarının yavaşlaması olarak karşımıza çıkmaktadır.

Yazı dizisi boyunca, güneş paneli üretiminin hammaddesi olarak kabul edilebilecek polisilikon üretimi başta olmak üzere tüm üretim basamaklarında ağırlıklı olarak Çin’in ön planda olduğunu ve küresel güneş paneli pazarının tüm üretim aşamaları boyunca pazarda, %70’lerin üzerinde bir konsantrasyon oranının bulunduğunu vurgulamıştık.

Ancak, sektördeki Çin ve Asya-Pasifik ağırlığı sadece üretim aşamaları için değil, aynı zamanda güneş paneli üretiminde kullanılan kritik mineral ve metallerin çıkarılması ve refinasyonu için de geçerlidir.

Metal ve mineral tedariği, sadece güneş enerjisi için değil, tüm yenilenebilir enerji teknolojilerinin gelişmesinde oldukça önemli bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Yaklaşık 20 yıldır eksponansiyel olarak artış gösteren küresel yenilenebilir enerji kurulu gücüne (özellikle güneş ve rüzgar) paralel olarak yeni kapasite yatırımları çerçevesinde, mineral ve metallere karşı talebin de ciddi oranda artış göstereceği tahmin edilmektedir.

Uluslararası Enerji Ajansı’nın raporuna göre 2021 yılı güneş paneli fiyatları incelendiğinde, üretimde kullanılan hammaddelerin toplam panel maliyetinin %30-35’ini oluşturduğu görülmektedir. Güneş paneli üretiminde pek çok metal, mineral, metaloit kullanılmakta olup güneş panelini kaplamak ve korunması sağlamak adına kullanılan cam, yapı konstrüksiyonunun üretimde kullanılan alüminyum, EVA film ve enkapsülant yapımında kullanılan çeşitli polimerler bunların bazılarını oluşturmaktadır. Bu kapsamda, söz konusu maden ve mineral kullanılarak üretilen çeşitli bileşenlerin, güneş panelinin ağırlık bazında büyük bir kısmını oluşturduğu dikkat çekmektedir.

Bunun yanı sıra, güneş paneli üretiminde kullanılan yarı iletken ve iletkenlerin, güneş paneli içerisinde yer alan diğer bileşenlere göre, panel ağırlığının oldukça cüzi bir kısmını oluşturduğu takip edilmektedir. Ancak özellikle maliyet bazında değerlendirildiğinde, üretim maliyetlerin büyük bir kısmının söz konusu yarı iletken ve iletkenlerin üretiminden oluştuğu dikkat çekmektedir. 2021 yılı fiyatları baz alınarak değerlendirildiğinde, silikon bazlı güneş panellerinde, gümüş macun ve mono kristal plakanın, toplam panel ağırlığının %5’ini oluşturmasına karşın üretim maliyetlerinin neredeyse %65’ini oluşturdukları gözlemlenmektedir. 

Bu doğrultuda, kritik minerallerin güneş paneli üretiminde nasıl ve ne kadar kullanıldığı, panel verimliliğini ve maliyet yapısını etkilerken, bu minerallerin tedariğinin sağlanması ise üretim sürecinin devamlılığı açısından büyük bir önem arz etmektedir.

Güneş paneli üretiminde kullanılan mineral ve metaller incelendiğinde;

Kristal bazlı güneş hücrelerinde iletkenliği sağlayan gümüşün, ince-film güneş panellerinde kullanılan ve güneş ışınlarından elektrik üretimini sağlayan teluryumun, hücreler ve panel arasında bağlantıyı sağlayan bakırın ve güneş paneli için üretilen camlarda kullanılan antimonun üretiminin birkaç ülke içerisinde konsantre olduğu görülmektedir. Bahsi geçen minerallerin her biri için küresel ilk 3 üreticinin, pazarın %50’sinden fazlasını oluşturduğu gözlemlenmektedir.

Bunun da ötesinde birkaç ülkenin güneş paneli tedarik zinciri içerisinde bulunan ve kritik öneme sahip birden fazla mineral ve metalin üreticisi olduğu takip edilmektedir. Örnek vermek gerekirse, Çin’in, alüminyum, antimon, kadmiyum, molibden, teluryum, kalay ve çinko gibi güneş paneli üretiminde kullanılan pek çok mineral ve metalin ağırlıklı kısmını ürettiği izlenmektedir.

Her ne kadar güneş paneli üretimi aracılığıyla bu mineral ve metallere yönelik oluşan talep 2021 yılı itibarıyla yaklaşık %5 seviyelerinde olsa da (silikon (%6), gümüş (%11), teluryum (%47) hariç) güneş paneli üretiminin artması ile birlikte bu mineral ve metallere yönelik oluşan talebin de artması beklenmektedir.⁽¹⁾

Türkiye’nin ise söz konusu mineral ve metallerin içerisinde, sadece krom üretiminde ilk 3 ülke arasında yer aldığı görülmektedir.

2021 yılı itibarıyla Türkiye’de güneş paneli üretiminde ulaşılan yerlilik oranının ortalama %58,2 seviyesinde olduğu izlenmektedir. Genel olarak yerliliği tesis eden malzemelerin ise cam, EVA, junction box ve connector’den oluştuğu görülmektedir.⁽²⁾ Her ne kadar son yıllarda entegre üretim tesis yatırımları ile birlikte ingot, wafer ve güneş hücresini kapsayan yatırımların planlandığı ve hayata geçirildiği gözlemlense de özellikle:

a.      Hammaddenin yurt içinden temin edilebilmesinin zorluğu,

b.      Belli üreticiler üzerinde yığılma olması nedeniyle tedarik süreçlerinin uzaması,

c.      Genel geçer standartların pazar genelinde oturmuş olmaması,

 güneş paneli üretiminde yerlilik oranının artmasının önünde bir engel olarak ortaya çıkmaktadır.

⁽¹⁾ IEA Special Report on Solar PV Supply Chains-2022, P.60

⁽²⁾ Türkiye Enerji Sektörü, FV Modülde Yerli Üretim, Solar 3GW, https://www.solar3gw.org/wp-content/uploads/2021/03/Yerli_Uretim_Solar3GW_final.pdf