Lityum Karbonat

Lityum karbonat (Li2CO3) elektrikli araç çağının kilit hammaddesi. Pil katodu üretiminde kullanılıyor. NMC, NCA, LFP, hepsinin reçetesi karbonat ya da kardeşi hidroksit ile başlıyor. Lityum maddesi tüm dünyada altın değerinde sayılıyor ama fiyatı altın gibi davranmıyor. Aksine, son 20 yılın en oynak emtia fiyatlarından birini çiziyor.

Battery-grade ile technical-grade arasındaki uçurum

Lityum karbonatın iki ana saflık seviyesi var.

Battery-grade lityum karbonat yüzde 99.5 ve üzeri saflık. Pil hücresi için gerekli. Yabancı element içeriği parts-per-million seviyesinde olmak zorunda. Sodyum, magnezyum, demir, kalsiyum, hepsi sıkı sınırlı. Bir pil hücresinde mikroskobik bir demir parçacığı bile kısa devreye ve yangına yol açabiliyor, bu yüzden saflık şartı hayati.

Technical-grade lityum karbonat yüzde 99-99.2 saflık. Cam, seramik, alüminyum üretiminde kullanılıyor. Pil için yetersiz.

İkisi arasındaki fiyat farkı zaman zaman ton başına 5.000-10.000 dolara çıkabiliyor. Çoğu Çinli üretici teknik kalite üretip Avustralya'dan gelen spodumen rafine ederek battery-grade'e taşıyor. Bu rafinaj adımı katma değerin büyük kısmını içeriyor ve Çin bu işte uzmanlaşmış durumda.

Fastmarkets, Asian Metal ve fiyat referansları

Lityum karbonatın LME gibi tek bir borsa kontratı yok. Hâlâ büyük ölçüde özel müzakerelerle alınıp satılıyor. Bu da fiyat keşfini bulanık yapıyor.

Üç ana fiyat yayıncısı var. Fastmarkets, Asian Metal, S&P Platts. Her birinin kendi değerlemesi var. CIF Çin (yani Çin limanına teslim) ve EXW China (yani Çin fabrikadan teslim) iki ana fiyat formatı. Yayıncılar her gün üreticileri ve alıcıları arayıp gerçekleşen işlem fiyatlarını topluyor, bir referans yayımlıyor. Petrolde Platts'ın yaptığı işin aynısı.

GFEX (Guangzhou Futures Exchange) 2023'te lityum karbonat futures kontratı başlattı. Çin'de yuan cinsinden işliyor. İlk vadeli kontrat oldu ve hızla likidite kazandı. Ama hâlâ global referans Fastmarkets ya da Asian Metal'in CIF Çin spot fiyatı. GFEX daha çok Çin içi hedge için kullanılıyor.

2022 Zirvesi ve 2023 Çöküşü, sert bir döngü

Lityumun hikayesi belki son 20 yılın en sert emtia döngüsü.

2020 başında battery-grade lityum karbonat ton başına yaklaşık 7.000 dolardı. EV satışları zayıf, pil talebi kontrol altında. Çin üreticileri Avustralya'dan ucuz spodumen alıyordu.

2021 başında Çin EV satışları patladı. CATL, BYD, LG Energy yıllar boyunca yapacakları tedariki hızlandırdılar. Pil fabrikaları kapasiteyi üç kat artırdı. Lityum talebi karşılayamadı.

Piyasa hafızası. Fiyat çıkıştan başlamak istemiyordu, yangına döndü. Aralık 2022'de battery-grade lityum karbonat Çin spot fiyatı ton başına 600.000 yuan'a (yaklaşık 85.000 dolar) çıktı. İki yılda 12 kat artış. Lityum madeni olan şirketlerin hisseleri uçtu, herkes lityum projesi açıklamaya başladı.

2023'te çöküş geldi. EV talebinin yavaşladığı, yeni lityum madenlerinin açıldığı, Pilbara Minerals'in BMX müzayedelerinde fiyatın düştüğü herkese anlatıldı. Yıl sonunda fiyat 80.000 yuan'a indi. 2024'te 70.000'in altına. Yani zirve fiyatın yedide birine.

Sıralı kayıplar masum oyuncuları sildi. Lityum madeni kuran startup'lar bilanço sorunu yaşadı. Çin'de bir kısım rafine işleyici kapandı. Albemarle ve SQM gibi büyükler kapasite kısıtlama gündemi açtı. Yüksek maliyetli Afrika ve Kanada projeleri ertelendi. Bu döngü emtia piyasalarının klasik "yüksek fiyat yüksek fiyatın ilacıdır" kuralını ders kitabı gibi gösterdi.

Pilbara BMX müzayedeleri, fiyat keşfinin parçası

Pilbara Minerals Avustralya'da spodumen çıkarıyor. 2021'den itibaren BMX (Battery Material Exchange) elektronik müzayedeleri yapmaya başladı.

Her birkaç ayda bir Pilbara SC6 grade (yüzde 6 Li2O) spodumen konsantresini açık müzayedeye sunuyor. Çinli rafineriler teklif veriyor. En yüksek teklif kazanıyor. Sonuç ilan ediliyor.

Bu müzayedeler küresel lityum fiyatının yarı resmi bir göstergesine dönüştü. Çünkü açık, şeffaf ve tarafsız. Pilbara 2022'de SC6 ton başına 7.300 dolar gördü. Aynı dönem küresel referans karbonat fiyatı 80.000 dolardı. Conversion economics tutuyordu.

2023 düşüşünde Pilbara müzayedelerinde fiyat hızla geriledi. Piyasa bunu önce yorumladı, sonra karbonat fiyatı izledi. Yani spodumen müzayedesi bir öncü gösterge haline geldi, trader'lar karbonat fiyatının yönünü tahmin etmek için BMX sonuçlarını izliyor.

Hidroksit ile karbonat farkı

Lityum hidroksit (LiOH) karbonatın kardeşi. NCA ve yüksek nikel NMC katot kimyalarında tercih ediliyor.

Hidroksit karbonata kıyasla genelde ton başına 1.000-3.000 dolar pahalı. Çünkü üretim süreci ek bir adım istiyor. Spodumen karbonata, sonra karbonat hidroksite dönüştürülüyor. Yüksek nikelli katotlar daha düşük sıcaklıkta sentezlenmek zorunda, karbonat bu sıcaklıkta iyi reaksiyon vermiyor, hidroksit veriyor.

LFP (lityum demir fosfat) kimyası karbonat ile yapılıyor. NMC ve NCA hidroksit ile. Bugün LFP pazar payı artıyor çünkü daha ucuz, daha güvenli, daha az kobalt-nikel kullanıyor. Tesla, BYD ve pek çok üretici giriş seviyesi araçlarda LFP'ye geçti. Bu trend karbonata yönelik talebi yapısal güçlendiriyor, hidroksit talebini ise zayıflatıyor. Birkaç yıl önce herkes hidroksit fabrikası kuruyordu, şimdi karbonat öne geçti.

Şili, Avustralya ve Çin, üçgenin köşeleri

Lityum üretiminin coğrafyası dar.

Avustralya küresel ham lityum (spodumen) üretiminin yüzde 50'sini yapıyor. Greenbushes, Pilgangoora, Mt Marion, Bald Hill madenleri. Sert kayadan (hard rock) çıkarılıyor, yani klasik madencilik.

Şili Atacama Çölü'nde tuzlu su (brine) üretiyor. SQM ve Albemarle iki büyük operatör. Toplam üretimin yüzde 25'i. Yer altı tuzlu suyu güneş havuzlarında buharlaştırılıp lityum yoğunlaştırılıyor.

Çin küresel rafineri kapasitesinin yüzde 70'ine sahip. Yani Avustralya'dan spodumen Çin'e geliyor, Çin rafineri battery-grade karbonata çeviriyor. Çinli pil üreticisi (CATL, BYD) alıyor. Zincir bu. Çin'in bu rafinaj hakimiyeti Batı'yı endişelendiriyor, ABD ve AB kendi rafinaj kapasitelerini kurmaya çalışıyor.

Arjantin lityum üçgeninin üçüncü ayağı. Salar de Olaroz, Salar de Cauchari, Pozuelos. Üretim hâlâ küçük ama büyüyor. Ganfeng, POSCO, Rio Tinto yatırım yapıyor. Bolivya'nın Uyuni tuzlasında dünyanın en büyük lityum rezervi var ama teknik ve politik nedenlerle çıkarılamıyor.

DLE, doğrudan lityum çıkarma vaadi

Geleneksel brine üretimi 12-18 ay sürer. Salar havuzlarında güneşle buharlaşma. Yavaş, su tüketici, sezona bağlı. Yağmurlu bir yıl tüm üretim planını bozabiliyor.

DLE (Direct Lithium Extraction) bunu birkaç saate indirme vaadiyle geliyor. Çeşitli yöntemler var. Adsorpsiyon, iyon değişimi, membran ayrımı. Eramet, Lake Resources, ExxonMobil, Standard Lithium DLE pilot tesisi kuruyor. ExxonMobil'in petrol sahalarındaki tuzlu sudan lityum çıkarma projesi özellikle dikkat çekiyor.

DLE 2025-2027 arası ticari ölçeğe ulaşırsa lityum arz tarafı dönüşür. Maliyet düşer, üretim süresi kısalır, su kullanımı azalır. Şilili Atacama brine üreticileri için tehdit. Çünkü DLE ile lityumu olan ama bugün çıkaramayan pek çok kaynak ekonomik hale gelebilir.

Henüz hiçbir DLE tesisi ticari ölçekte tam üretimde değil. Vaat ile pratik arasındaki mesafe büyük. Pek çok DLE projesi pilot aşamada beklenen verimi tutturamadı.

Lityumun yapısal tartışması

Lityum gerçekten kıt mı?

Cevap karmaşık. Yer kabuğunda bol bir element. Sorun ekonomik çıkarımı yapılabilir lityum rezervinde. Yeni keşifler son 5 yılda hızlandı. ABD Nevada'da Thacker Pass, Avrupa'da Jadar (Sırbistan, Rio Tinto), Bolivya Salar de Uyuni gibi.

Çıkarım kapasitesinin talebe yetişip yetişmeyeceği belirsiz. 2030'a doğru 3-4 milyon ton lityum karbonat eşdeğeri ihtiyacı olacak. Bugün üretim 1.5 milyon ton. Aradaki açık ya yeni madenle ya da geri dönüşümle kapatılacak.

Pil geri dönüşümü hâlâ küçük. İlk büyük dalga EV bataryası 2028-2030 arası emekliye ayrılacak. O zaman geri dönüşüm zincirinin kapasitesi belli olacak. Redwood Materials, Li-Cycle, Glencore hâlihazırda kapasite kuruyor. Maliyet henüz birincil madencilikten yüksek ama her geçen yıl yaklaşıyor. Çin'de zaten kullanılmış pillerin yüzde 90'ından fazlası geri dönüştürülüyor, çünkü hem lityum hem kobalt hem nikel değerli. Geri dönüşüm uzun vadede lityum arzının yapısal bir ayağı olacak.

Maliyet eğrisi ve fiyat tabanı

Lityum fiyatının nereye kadar düşeceğini anlamak için maliyet eğrisine (cost curve) bakılıyor.

En ucuz üretici Şili ve Arjantin brine, ton başına 4.000-6.000 dolar maliyetle çalışıyor. Avustralya hard rock spodumen orta seviyede, 6.000-9.000 dolar. En pahalı tarafta Çin'in lepidolit (düşük tenörlü lityum minerali) üretimi ve Afrika projeleri var, 10.000-13.000 dolara kadar çıkıyor.

2023-24 düşüşünde fiyat bu yüksek maliyetli üreticilerin altına indi. Çin lepidolit operatörleri zarar etmeye başladı, bir kısmı üretimi durdurdu. Maliyet eğrisinin üst ucu kapanınca arz azaldı, bu da fiyata taban oluşturdu. Emtia piyasalarının klasik mekaniği, fiyat en pahalı üreticinin maliyetinin altına uzun süre inemiyor çünkü o üretim devre dışı kalıp arzı kısıyor. Bu yüzden analistler lityum için uzun vadeli taban fiyatı maliyet eğrisinden hesaplıyor.