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 yapamayacağımızı söylüyor. Burada, bu kadim metalle olan ilişkimizde karşılaştığımız zorlukları tartışıyorlar.

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

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

Neden bakır?

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

Bakır, gümüşten sonra bilinen en iyi ikinci iletken metaldir ve altından daha iyi iletkenlik gösterir; ancak bu iki değerli metalin kıtlığı ve yüksek fiyatı, küresel bir enerji ağı için gerekli olan milyonlarca tonluk miktara uygun olmamasına neden olmaktadır. Bakırın süneklik ve korozyona karşı direnç gibi fiziksel özellikleri, onu kablolar, konektörler ve bobinler gibi sayısız bileşen için ideal hale getirir. Son olarak, bu 25. en bol bulunan elementtir ve önemli bir kalite kaybı olmaksızın 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 megavat güce ihtiyaç duyacağız. Ancak yeşil enerjiye geçişin bir yan etkisi, elektriğin son kullanımındaki her megavatın, fosil yakıt alternatiflerine kıyasla daha fazla bakır gerektirecek olmasıdır.

Bunun temel nedeni, yenilenebilir elektrik üretiminin fosil yakıtlardan elde edilen geleneksel termik üretime kıyasla çok daha dağınık olması ve bu durumun üretimi malzeme açısından daha yoğun hale getirmesidir. Örneğin, 1 ila 5 MW kapasiteli her 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 24 saat 7 gün boyunca yanabilirken, rüzgâr enerjisi için sürekli bir esinti gerekir ve güneş enerjisi ise yalnızca gündüz saatlerinde çalışır. Doğal olarak verimin düşük olduğu dönemleri telafi etmek için, talebi karşılayabilmek amacıyla ek üretim kapasitesine ve depolama imkanlarına ihtiyacımız olacak; bu da daha fazla yenilenebilir enerji sistemi için daha fazla bakır anlamına geliyor. İşte bu, daha güçlü bir şebekeye ihtiyaç duymamızın bir başka nedenidir: Üretim ve tüketim noktalarının birbirine ne kadar iyi bağlanırsa, o anda elektriğin mevcut olduğu yerden yararlanmak o kadar kolay hale gelir.

Enerji üretimi bir yana, “Net Sıfır” hedefi, zincirin diğer ucunda, yani son kullanıcı düzeyinde de enerjinin karbonsuzlaştırılması anlamına gelir. Örneğin, karayollarında karbon salımına yol açmayan 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 duyar.

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

Son olarak, enerji verimliliği arayışının kendisi de bakır yoğun bir süreçtir. 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 ettikleri önlemlere 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 (günümüzde yaklaşık 26 Mt olan seviyeden) 40 Mt'a çıkacağı öngörülmektedir; bu artış, STEPS senaryosunda 2050'de, SDS senaryosunda ise 2040'ta gerçekleşecektir.

Bu muazzam rakamlar göz önüne alındığında, Dünya’nın ihtiyaçlarımızı karşılayacak kadar bakıra sahip olup olmadığını merak etmek doğaldır. Kısa cevap: evet. Enerji dönüşümünü desteklemek ve toplumun ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli kaynak mevcuttur. Asıl soru, bu bakırı STEPS veya SDS ile uyumlu olacak şekilde yeterince hızlı bir şekilde çıkarabileceğimizdir.

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 yönlendiren 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 — faaliyetteki madenlerde yeraltında bulunan bakır — ve 250 yıla kadar yetecek, öngörülen ancak şu anda henüz işletilmeyen kaynaklara sahibiz.

Şaşırtıcı bir şekilde, bakır rezervlerinin yıl bazında yeterli kalacağı süre on yıllardır kabaca aynı seviyede kalmıştır. Tıpkı petrolde olduğu gibi, bakır ne kadar kıtlaşırsa, daha fazlasını bulmak için o kadar fazla çaba harcanır.

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 daha büyük olması, alüminyumu bu tür uygulamalar için uygun hale getirmez.

Bir başka araştırma alanı ise grafen’dir; bu madde de bakırdan üç kat daha hafiftir, ancak iletkenliği iki katından fazla iletkenlikte ve on kat daha bol bulunan karbondan üretilir. Umut vaat eden bir malzemedir, ancak elektrik endüstrisinde grafenin kullanım alanları şu anda araştırmaların hakim olduğu bir alandır ve grafenin bakırın yerine yaygın olarak kullanılmaya başlanması 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 hayata geçiriliyor.

Düşük çevresel etkiye sahip üretim

İkincil bakırın dolaşımda kalmasını sağlamak için bakır geri dönüşümünü en üst düzeye çıkarmamız hayati önem taşımaktadır. Elektrik bakırının saflık gibi özellikleri geri dönüşümü kolaylaştırır ve geri dönüşüm, madencilikten çok daha az çevresel etkiye sahiptir. Ancak, şu anda tüketici öncesi ve sonrası hurdanın (10 Mt) geri dönüşümü, bugünkü talebin sadece üçte birini ve 2040 yılı SDS’sinin beşte birini karşılayabilmektedir. Ayrıca, tüketici sonrası hurda, ekipmanın kullanım ömrü sona erdikten sonra elde edilebilir; örneğin, bir transformatör için bu süre yaklaşık 30 yıldır.

Yeşil bakır

En azından şimdilik, mevcut kaynaklardan birincil bakır çıkarmak hayati önem taşıyor. Aslında, madencilik olmadan Net Sıfır hedefi gerçekleştirilemez. Sıfır etkili madencilik imkânsız 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 zordur; 2023 yılının sonlarında dünyanın en büyük açık ocak bakır madenlerinden birinin kapatılması da bunun bir kanıtıdır. Çevresel endişelerden yolsuzluk şüphelerine 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 bu tesis, 7.000 kişiye istihdam sağlıyordu 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 uzmanlığın paylaşılması: CWIEME Berlingibi etkinliklerdeki işbirliği ve fikir ile uzmanlık paylaşımı, sektörün işbirliği yapmasına ve bakır kullanımının faydalarını en üst düzeye çıkarmaya ve bakır üretiminin çevresel etkisini azaltmaya katkıda bulunmasına 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 emisyonlardan çok daha az 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. Bu, bakır ve diğer kritik metallerin sorumlu bir şekilde üretilmesini, tedarik edilmesini ve geri dönüştürülmesini teşvik etmek amacıyla sektör genelinde uygulanan bir standarttır. 32 göstergeye dayanan bu sertifikasyon, toplumsal katılım ve çocuk işçiliğinin önlenmesinden suyun sorumlu kullanımına ve kaynak yönetimine kadar sosyal ve çevresel konuları kapsayacak şekilde tasarlanmıştır.

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