2050 yılına kadar Net Sıfır hedefine ulaşmak, esasen 30 yıldan kısa bir sürede fosil yakıtların kullanımını tamamen sonlandırmak anlamına geliyor. Uluslararası Bakır Birliği temsilcileri ve uluslararası CWIEME BerlinCWIEME Berlin'in danışma kurulu üyeleri, bunu bakır olmadan başaramayacağımızı söylüyor. Burada, bu eski metalle olan ilişkimizde karşılaştığımız zorlukları tartışıyorlar.

İnsanlığın bakırla olan tarihi yaklaşık 10.000 yıl öncesine dayanır. Neolitik dönem insanları, doğal bakırı ilk olarak aletler, silahlar ve süs eşyalarında kullanmışlardır; bakırın eritilmesi ise yaklaşık 5.000 yıl önce Bronz Çağı’nı başlatmıştır. Romalılar bakırı çoğunlukla Kıbrıs’tan temin ederlerdi ve ona aes cyprium "Kıbrıs metali" olarak adlandırmışlardır. Bu isim daha sonra cuprumolarak değişmiştir ve İngilizce " copper" kelimesinin kökenini oluşturmuştur.

Roma döneminde bakır, imparatorluğun sikkelerinde ve süs eşyaları ile sıhhi tesisat ve mimarinin bazı alanları gibi özel amaçlara yönelik pirinç üretiminde ağırlıklı olarak kullanılıyordu. Ancak günümüzde modern bakır üretiminin üçte ikisinden fazlası (yüzde 70) elektrik uygulamalarına ayrılmıştır. Bakır, elektrik sisteminin her aşamasında – üretimi, iletimi ve kullanımı – yer almaktadır.

Neden bakır?

Net Sıfır hedefine giden yolda elektrik en önemli aracımızdır ve elektrik sistemimizin omurgasını bakır oluşturmaktadır.

Bakır, gümüşten sonra bilinen en iletken ikinci metaldir ve altından daha iletkendir; ancak bu iki değerli metalin kıtlığı ve yüksek fiyatı, küresel bir enerji ağı için gereken milyonlarca tonluk miktara uygun olmamasına neden olmaktadır. Bakırın süneklik ve korozyona dayanıklılık gibi fiziksel özellikleri, onu kablolar, konektörler ve bobinler gibi sayısız bileşen için ideal hale getirir. Sonuç olarak, bu 25. en bol bulunan elementtir ve önemli bir kalite kaybı olmadan geri dönüştürülebilir.

Bakırın benzersiz özellikleri, insanlığın Net Sıfır hedefine giden yolun temelini oluşturan enerji aktarım sistemi olan elektrifikasyon için vazgeçilmez bir malzeme olarak konumunu pekiştiriyor.

Daha fazla güç, daha hızlı

Dünya çapında elektrik altyapısı geliştikçe ve yaşam standartları yükseldikçe, talebi karşılamak için doğal olarak daha fazla megavatlık güce ihtiyaç duyacağız. Ancak yeşil enerjiye geçişin bir yan etkisi, elektrik kullanımının her megavatı için fosil yakıtlı alternatiflere kıyasla daha fazla bakır tüketileceği gerçeğidir.

Bunun temel nedeni, yenilenebilir elektrik üretiminin fosil yakıtlardan elde edilen geleneksel termik üretime kıyasla çok daha dağınık olması ve bu durumun üretimde daha fazla malzeme kullanımı gerektirmesidir. Örneğin, 1 ila 5 MW kapasiteli her bir rüzgâr türbininin kendi jeneratörü varken, kömürle çalışan bir termik santralde genellikle 400 MW kapasiteli tek bir jeneratör bulunur. Üretimin daha dağınık olması, elektriğin üretildiği yerden ihtiyaç duyulan yere aktarılması için şebekenin genişletilmesi gerektiği anlamına da gelir.

Buna ek olarak, sürdürülebilir kaynaklardan elektrik üretimi genellikle hava koşullarına bağlıdır. Kömür neredeyse 7/24 yanabilirken, rüzgâr enerjisi için sürekli bir esinti gerekir ve güneş enerjisi ise yalnızca gündüz saatlerinde çalışır. Doğal olarak düşük verimlilik dönemlerini telafi etmek için, talebi karşılayabilmek amacıyla ek üretim kapasitesine ve depolama alanına ihtiyacımız olacak; bu da daha fazla yenilenebilir enerji sistemi için daha fazla bakır anlamına geliyor. Bu, daha güçlü bir şebekeye ihtiyaç duymamızın bir başka nedenidir: Üretim ve tüketim noktaları birbirine ne kadar iyi bağlanırsa, o anda mevcut olan elektriği o noktadan kullanmak o kadar kolay hale gelir.

Enerji üretimi bir konu, ancak Net Sıfır, zincirin diğer ucunda, yani son kullanıcıda da enerjinin karbonsuzlaştırılması anlamına geliyor. Örneğin, karayollarında karbonsuz son kullanım enerjisi, daha fazla elektrikli araç demek; ancak her bir elektrikli araç, içten yanmalı motorlu bir araca kıyasla 2-3 kat daha fazla bakıra ihtiyaç duyuyor.

2040 yılına kadar temiz enerji, bakırın en büyük tüketicisi olacak; ancak bakır, Net Sıfır hedefine geçişi destekleyen bazı elektrik dışı sistemlerde de kullanılıyor. Örneğin, mükemmel bir ısı iletkeni olan bakır, ısıtma amacıyla fosil yakıt kullanımının azaltılmasında önemli bir rol oynayan ısı pompaları gibi ısıtma ve soğutma sistemlerinde sıklıkla kullanılıyor.

Son olarak, enerji verimliliği arayışının kendisi de yoğun bakır kullanımı gerektirir. Joule yasasına göre, bir elektrik telinde ısı olarak kaybedilen enerji dirençle orantılıdır ve direnç ise tel çapıyla ters orantılıdır — dolayısıyla bakır kablo ne kadar kalınsa, ısı olarak kaybedilen enerji o kadar az olur ve bu sayede sistem o kadar verimli hale gelir. Buna transformatörlerin ve elektrik motorlarının sargıları da dahildir. Esasen, her uygulamada ne kadar çok bakır kullanırsak, o kadar çok enerji tasarrufu sağlarız.

Yeterli mi?

Uluslararası Enerji Ajansı iki senaryo yayınladı. "Belirtilen Politikalar Senaryosu" (STEPS), hükümetlerin halihazırda taahhüt ettiklerine dayanırken, daha iddialı olan "Sürdürülebilir Kalkınma Senaryosu" (SDS) ise 2050 yılına kadar Net Sıfır hedefine ulaşılmasına dayanmaktadır. Her iki senaryoda da yıllık bakır talebinin yüzyılın ortasına kadar (bugünkü yaklaşık 26 Mt'den) 40 Mt'ye çıkacağı öngörülmektedir; bu artış STEPS senaryosunda 2050'de, SDS senaryosunda ise 2040'ta gerçekleşecektir.

Bu yüksek rakamlar göz önüne alındığında, Dünya’nın ihtiyaçlarımızı karşılayacak kadar bakıra sahip olup olmadığını merak etmek doğal bir durumdur. Kısa cevap: evet. Enerji dönüşümünü desteklemek ve toplumun ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli kaynak mevcuttur. Asıl soru, bu bakırı STEPS veya SDS hedeflerine uyacak şekilde yeterince hızlı bir şekilde çıkarabilecek miyiz?

Birincil bakır üretimi şu anda yıllık 22 milyon ton (Mt) seviyesindedir. 4 Mt geri dönüştürülmüş bakırla birlikte bu miktar, 26 Mt olan mevcut talebi karşılamaktadır. Talep, bir asırdan fazla bir süredir yılda yaklaşık yüzde 3,3 oranında artmakta ve yaklaşık her 30 yılda bir ikiye katlanmaktadır. Geçmişte bakır talebini tetikleyen faktörler nüfus artışı, elektrifikasyonun yaygınlaşması ve elektrik kullanımıydı. Günümüzde ise bu etkenler, yeşil enerjiye geçiş ve küresel yaşam standartlarının iyileşmesidir. Şu anda, yaklaşık 41 yıllık bakır rezervine (faaliyet halindeki madenlerdeki bakır) ve 250 yıla kadar tahmin edilen, ancak şu anda kullanılmayan kaynaklara sahibiz.

Şaşırtıcı bir şekilde, bakır rezervlerinin yıllık tüketim miktarına karşılık gelen süresi on yıllardır hemen hemen aynı seviyede seyrediyor. Tıpkı petrolde olduğu gibi, bakır da ne kadar kıtlaşırsa, daha fazlasını bulmak için o kadar fazla çaba harcanıyor.

Alüminyum gibi alternatifler geliştirerek bakıra olan bağımlılığımızı azaltmak mümkün olabilir. Alüminyum, bakırdan yaklaşık üç kat daha hafiftir; bu nedenle örneğin elektrik havai hatlarında kullanım açısından avantajlı olabilir. Öte yandan, yer ve ağırlık kısıtlamalarının olduğu uygulamalarda, bakırla aynı işlevselliği sağlamak için gereken alüminyum hacminin ve çevreleyen yapının artması, alüminyumu bu tür uygulamalar için uygun hale getirmemektedir.

Bir başka araştırma alanı ise grafen; bu madde de bakırdan üç kat daha hafif olmakla birlikte iletkenliği iki katından fazla iletken ve on kat daha bol bulunan karbondan yapılmıştır. Umut vaat ediyor, ancak elektrik endüstrisinde grafenin kullanımları şu anda araştırmaların hakim olduğu bir alandır ve grafenin bakırın yerine yaygın bir alternatif haline gelmesi muhtemelen on yıllar alacaktır.

Büyüme tarihsel oranlarda devam ederse ve bakır üretimi de 100 yılı aşkın süredir olduğu gibi buna paralel olarak artarsa, endişelenecek bir şey yoktur. Öte yandan, bakır üretim yöntemlerinde bazı değişiklikler yapılmaya başlanmıştır.

Düşük çevresel etkiye sahip üretim

İkincil bakırı dolaşımda tutmak için bakır geri dönüşümünü en üst düzeye çıkarmamız hayati önem taşıyor. Saflık gibi elektrik bakırının özellikleri geri dönüşümü desteklemektedir ve geri dönüşüm, madencilikten çok daha az etkiye sahiptir. Ancak, tüketici öncesi ve sonrası hurdaların (10 Mt) mevcut geri dönüşümü, bugünkü talebin sadece üçte birini ve 2040'ın SDS'sinin beşte birini karşılamaktadır. Ayrıca, tüketici sonrası hurda, ekipmanın ömrü dolduktan sonra, örneğin bir transformatör için yaklaşık 30 yıl sonra, kullanılabilir hale gelir.

Yeşil bakır

En azından şimdilik, birincil bakır elde etmek için mevcut kaynakların madenciliğine devam etmek hayati önem taşıyor. Aslında, madencilik olmadan Net Sıfır hedefi gerçekleştirilemez. Etkisiz madencilik imkansız olsa da, madencilik sorumlu bir şekilde yürütülmelidir; bu da ekonomik, çevresel, siyasi ve sosyal zorluklar arasında dikkatli bir denge kurulmasını gerektirir.

Bazı durumlarda bu dengeyi sağlamak zor olabilmektedir; 2023 yılının sonlarında dünyanın en büyük açık ocak bakır madenlerinden birinin kapatılması da bunun bir kanıtıdır. Çevresel endişelerden yolsuzluk şüphesine kadar uzanan ülke çapındaki protestolara yanıt olarak, Panama’nın en yüksek mahkemesi Kanadalı madencilik şirketi First Quantum Minerals’ın Cobre Panama’daki sözleşmesinin anayasaya aykırı olduğuna hükmetti ve şirketi faaliyetlerini durdurmaya . Donoso'daki tesis 7.000 kişiyi istihdam ediyordu ve Panama'nın gayri safi yurtiçi hasılasının yaklaşık yüzde beşini, küresel bakır üretiminin ise yüzde birini oluşturuyordu.

Uluslararası işbirliği ve aşağıdaki gibi etkinliklerde fikir ve uzmanlık paylaşımı CWIEME Berlingibi etkinliklerdeki işbirliği ve fikir ile uzmanlık paylaşımı, sektörün işbirliği yapmasına ve bakır kullanımının faydalarını en üst düzeye çıkarmak ve bakır üretiminin çevresel etkisini azaltmak için üzerine düşeni yapmasına yardımcı olmaktadır.

Örneğin, küresel karbon emisyonlarının yüzde 0,2’si, madencilikten arıtma ve üretime kadar bakırın üretim döngüsünden kaynaklanmaktadır. Bu rakam, bakırın önlenmesine katkıda bulunduğu emisyonların çok altında olsa da, Uluslararası Bakır Birliği üyeleri, 2050 yılına kadar Kapsam 1 ve 2 emisyonlarında Net Sıfır hedefine ulaşma taahhüdünde bulunmuştur. Ya da şunu düşünün The Copper Mark'i ele alalım. 32 göstergeye dayanan bu sertifika, sosyal katılım ve çocuk işçiliğinin önlenmesinden suyun sorumlu kullanımına ve kaynak yönetimine kadar sosyal ve çevresel konuları kapsayacak şekilde tasarlanmıştır.

İnsanlar binlerce yıldır hayatlarını daha iyi hale getirmek için bakırı kullanıyor ve doğru bir yaklaşımla bunu önümüzdeki binlerce yıl boyunca da kullanmaya devam edebiliriz — belki de bakırın en parlak dönemi henüz gelmemiştir.