MADENCİLİĞİN GELECEĞİ

MADENCİLİĞİN GELECEĞİ

Madencilik, yeraltındaki cevherlerin araştırılması, çıkarılması ve işletilmesiyle ilgili teknik ve yöntemlerin bütünüdür. Tarihte bilinen en eski maden Güney Afrika’da Esvatini’deki Aslan Mağarası’dır. 43.000 yıllık olduğu radyokarbon tarihleme yöntemiyle tespit edilen bu sahada, Paleolitik dönem insanları demir içeren hematit madeni çıkarmışlardır. Benzer yaşlardaki Neandertal dönem insanların silah yapımında kullanılmak üzere çakmak taşı madenciliği yaptıkları sahalar Macaristan’da’da da bulunmuştur. Bu kadar uzun bir süredir insanlık tarihine yön veren madencilik endüstrisinin yaşam tarzımız için ne kadar önemli olduğu bilinmektedir.

Temel bir ifadeden başlamamız gerekiyor; modern dünya madencilik olmadan ilerleyemez. Mineral ürünler cep telefonları, arabalar, enerji birimleri, sanayi kuruluşları, makineler ve her türlü inşaat için gerekli bileşenlerdir. ABD Maden Bilgi Enstitüsü’ne göre, ABD’deki yıllık kullanılmayan cep telefonları (yaklaşık 130 milyon adet) yaklaşık 2.100 ton bakır, 46 ton gümüş, 3,9 ton altın, 2 ton paladyum ve 0,04 ton platin içermektedir. Bu malzemelerin çoğunun geri dönüştürülebileceğini bilse bile, bu tür cihazları inşa etmek için gereken mineral miktarını ortaya koymaktadır. Gerçekte, madencilik endüstrisi önemli bir değer zincirinin sadece başlangıç noktasıdır. Dünya Ekonomik Formu tarafından yapılan bir başka araştırmaya göre, tüm madencilik ve metal endüstrisi 1 trilyon dolarlık bir ekonomiyi harekete geçirmektedir.

Madencilik faaliyetlerinde potansiyel bir düşüşün yaşanacağını iddia edenlerin argümanlarından biri, ikame maddelerin kullanımı ile ilgilidir. Özellikle petrokimya ürünleri başta olmak üzere başka kökenlerden gelen diğer ürünlerle ikame edilen bir mineral veya metal ürünün giderek aratan bir oranda kullanılacağı iddia edilir. Bazı metallerin karbon fiber ile değiştirildiğini ve kömürün yerini gaz, yenilenebilir enerji veya diğer yakıt kaynaklarının aldığını görmekteyiz. Bununla birlikte, genel olarak, metallerin ve minerallerin ikame edilmesiyle ilgili ticari yaklaşımlar henüz gelişmemiştir. Yale Üniversitesi’nin bir çalışmasında, çeşitli tüketici ürünlerinde kullanılan birkaç metalin değerlendirilmesinden sonra, “hiçbir metalin tüm ana kullanımları için “örnek” bir ikame maddesine sahip olmadığı” sonucuna varmış ve bazıları için birincil kullanımlarının her biri için bir ikame hiç mevcut değildir veya yetersizdir tanımlaması yapılmıştır.

Madencilik, bir dizi gelişmekte olan ülke için ekonomik temeldir. ICMM’ye (Uluslararası Madencilik ve Metaller Konseyi) göre, en az 70 ülke madencilik endüstrisine son derece bağımlıdır ve çoğu düşük gelirli ülkenin hayatta kalmak için buna ihtiyacı vardır. Aynı çalışma, birçok düşük-orta gelirli ülkede, madenciliğin toplam doğrudan yabancı yatırımın %60-90’ını oluşturduğunu göstermektedir.

En büyük madencilik şirketleri, otonom sistemler, IoT (nesnelerin interneti), algılama teknolojileri, uyarlanabilir tedarik zinciri, simülasyon, çevre ve üretim yönetimi için robotik ve dronların kullanımı gibi çığır açan teknolojilere büyük yatırımlar yapmıştır. Bu sessiz gelişme sadece birçok operasyonel fayda sağlamakla kalmaz, aynı zamanda pazara gelen yeni profesyonelleri çekmeye yardımcı olur ve yerel toplulukların madencilerin sürdürülebilir bir operasyon sağlaması talebini karşılamaktadır. Madencilik sektöründe yaşanan bu dijital dönüşüm, yüksek enerjili ortamlardaki işçi sağlığı ve iş güvenliği ile ölüm ve yaralanmaların ortadan kaldırılmasına yardımcı olmaktadır.

Gelecekte, dijital madencilik günümüzün gelişmekte olan ve gelişen dijital teknolojilerinin çoğundan faydalanacaktır. Nesnelerin interneti (IoT) madencilik için özellikle dönüştürücü olabilecek bir dijital teknoloji olarak görülmektedir. İnternete bağlı stratejik olarak yerleştirilmiş sensörler, maden işletmelerinde önemli ve büyük miktarlarda veri toplamasına olanak tanımaktadır. Gelişmiş birçok maden işletmesinde IoT sensörlerinden gelen veriler son derece eyleme geçirilebilir ve yöneticilerin verimliliği artırabilecek, güvenliği artırabilecek, maliyetleri azaltacak ve daha fazlasını yapabilen akıllı kararlar almalarına yardımcı olmaktadır. IoT ve veri analitiğini kullanarak maden işletmecileri, nakliye masraflarını en alt düzeye indirmeyi, araç bakımı ve hatta mesafelerini azaltmaya yardımcı olabilecek optimum yükleme süresini ve sıklğını belirleyerek nakliye operasyonlarının verimliliğini arttırmayı sağlamışlardır.

Her madencilik operasyonu her gün sayısız hayati karar içerir. Yapay zeka (AI) teknolojisi, çok sayıda madencilik ve iş ekipmanının yanı sıra veritabanlarından gelen büyük miktardaki verilere dayanan karar verme ve problem çözme desteği sunmaktadır. Madencilik sektöründe kullanılan yapay zeka, gerçek zamanlı operasyonların bütünsel bir görünümü için bilgisayar işleme gücü ve birçok farklı madencilik sistemi, IoT sensörü, robotik ve veri kaynağı ile bir dizi bağlantıdan yararlanmaktadır. Bu durum da, maden işletmecilerine daha güvenli ve daha üretken madencilik işlemleri için iyi bilgilendirilmiş seçimler yapmak için ihtiyaç duydukları bilgileri sunar. Dijital dönüşüm maden işletmeciliğini daha verimli hale getirmeye odaklanırken, donanım, nakliye ve ekipman tarafındaki yeni teknolojiler ve araçlar benzeri görülmemiş büyük hacimli çalışmaların önünü açmaktadır. Hepsinden önemlisi, bu yeni teknolojiler veri dönüştürme, yapay zeka ve makine öğrenimini akıllı bir madenin birleşik sistemlerine entegre ederek dijital dönüşüm çabalarıyla sorunsuz bir şekilde bağlantı kurabilir.

Drone teknolojisi, madencilik endüstrisinde, birçok uygulama ile birlikte özellikle güvenlik amacıyla uzun zamandır kullanılmaktadır. Örneğin, Freeport McMoran madeninde, cevheri çıkarmadan önce sıyırma oranlarını ve paşayı azaltmak için daha dik eğim açıları oluşturmaya yardımcı olmak için insansız hava araçları kullanılmaktadır. Maden şevlerinin drone analizi, bir maden işletmecisi ve mühendisin oldukça riskli olabilecek tehlikeli durumlardan korunulmasını sağlar. Madenlerde kullanılan diğer drone uygulamaları arasında, sahada çalışan personelin güvenliğinin sağlanması, delme-patlama alanlarının temizlenmesi, 3D görüntüleme ve taramadan yararlanma ve canlı video ve gerçek zamanlı veri akışlarının akışı yer almaktadır.

Yakın gelecekte de elektrikli ve otonom araçlar ve ekipmanlar madencilik endüstrisini etkilemeye devam edecektir. Kısa bir süre önce yayınlanan bir endüstri raporuna göre, elektrifikasyon ve otomasyon 2028 yılına kadar 15 milyar dolarlık bir pazar olacaktır. Yakıt tasarrufu, artan verimlilik ve daha fazla verimlilik, bu alanda yenilikleri ilerletmeye devam ediyor. Günümüzde madenlerde otonom nakliye sistemlerinden sadece %30’luk bir verimlilik artışı sağlanabiliyor. Elektrifikasyon, makinelerin havalandırılması ve soğutulması ile ilgili operasyonel harcamaların sırasıyla %20 ila 25 oranında azaltılmasına yardımcı olabiliyor. Rio Tinto ve BHP Billiton gibi madencilik şirketleri günümüzde, özellikle metal madenciliğinde verimlilik ve üretkenliği arttırmak için sürücüsüz taşıma araçları ve otomatik deliciler kullanıyorlar.

Madencilikte robotik ve otomasyon özellikle yapay zeka uygulamaları ile birleştiğinde maden işletmecileri için oldukça heyecan verici bir durumda. Yakın zamanda yapılan bir araştırmada, madencilik profesyonellerinin %77’si otomasyonu birinci öncelik olarak görüyor, %40’ı otomasyonun “her zamankinden daha önemli” olduğu kanatinde. Robotik madencilik uygulamaları, insanlar tarafından kullanılan geleneksel kürek ve ekstraksiyon işlemlerinin değiştirilmesinde özellikle avantajlı olabilir. Teknoloji manuel süreçlerin yerini aldıkça ve bilgisayar kontrollü ve güçlü makineler en kısa sürede çok miktarda maden üretimi sağlandığı için sürekli robotik madencilik sistemi kavramı gelişecektir. Hızlı malzeme taşımacılığı için “Akıllı” otomatik konveyör sistemleri zaten uzun zamadır maden işletmelerinde kullanılmakta.

Madencilikte Yeni Çevresel Yaklaşımlar

Colorado School of Mines, Maden Mühendisliği Bölüm Başkanı ve profesörü Dr. Priscilla P.Nelson, ”Döngüsel ekonomiye katılmanın ve kaynakları yeniden kullanarak, su ve malzemeleri geri dönüştürerek madencilik faaliyetlerinde hammaddeleri azaltmak için yaratıcı çözümler belirlemenin bir yolunu bulmalıyız. Bu, halkın madencilik algısını değiştirebilir ve tüm sektörü daha olumlu bir ışığa sokabilir.“ Günümüzde “yeşille barışık madenler” veya “sıfır atık madenciliği” gibi kavramların giderek daha popüler hale gelmesine zemin hazırlıyor. ”Yeşille barışık madencilik” hedefi, yeni teknolojiler, akıllı madencilik operasyon süreçleri ve sürdürülebilirlik en iyi uygulamalarına odaklanarak mineral ve metal çıkarma ve zenginleştirmenin çevresel etkisini azaltmaktır. Madencilik şirketleri için iyi haber, “çevreci olmanın” finansal faydaları olabileceğidir. Green Mining Initiative, Ontario, Kanada’da yıllık 4 milyon dolara varan tasarrufla enerji tüketiminde %40’lık bir düşüşe neden olan bir proje ile bu durumun en güzel örneklerinden birini sunmakta.

Her yıl milyarlarca ton inorganik atık ve maden işletmeleri tarafından üretilen yan ürünlerle “sıfır atık madenciliği” ulaşılamayacak gibi görünebilir. Bu durum daha az madensel atık üretimini hedeflemekte ve sıfır atık çalışmaları doğrultusunda birçok maden işletmesinde akıllı yeni teknolojilerin kullanılmasını hedeflemektedir. Madencilik endüstrisinin yenilenebilir enerjiye ve sürdürülebilir bir dünyaya katkısına bakıldığında, madencilik sanayinin yeşil bir geleceğe yol açacak birçok proje ve çalışma yürütülmektedir. Uluslararası Enerji Ajansı’na göre, yenilenebilir enerji kaynakları 2040 yılına kadar yeni enerji tedarikinin önde gelen kaynakları olacak. Yenilenebilir enerji kaynaklarının 2030 yılına kadar kömürü en büyük elektrik üretimi kaynağı olarak geçireceği tahmin ediliyor. Madencilik sektörü Dünya Ekonomik Forumu’na (WEF) ”sürdürülebilir bir dünyaya geçişe katkıda bulunmak için benzersiz bir konuma sahiptir”.

AB’de madencilik üretimi son 20 yıldır sabit kalmıştır. AB, başta kömür olmak üzere enerji kaynaklarının üretiminin yanı sıra bakır, kurşun, demir cevheri ve değerli metal (platin grubunda altın, gümüş ve metaller) gibi çeşitli baz metaller üretmeye devam etmektedir. AB, inşaat mineralleri ve çeşitli endüstriyel mineraller açısından neredeyse kendi kendine yeterli olsa da, demir ve demir alaşımları, demir dışı metaller ve değerli metaller gibi diğer hammaddelerin ithalatına büyük ölçüde bağımlı olmaya devam etmektedir. AB’nin grafit, nadir toprak elementleri, tungsten, fosfat ve vanadyum dahil olmak üzere birçok kritik hammadde için madenleri vardır. Bu madenlerin çoğunluğu Finlandiya, İsveç ve İspanya’da bulunmaktadır.

ABD maden endüstrisi de 1,1 milyondan fazla maden çalışanını barındırıyor. Buna ek olarak, tahminler, ekonominin başka bir yerinde, her metal madenciliği işi için 3,5 ek madencilik çalışanı yaratıldığını, metal dışı madencilik işinin yaklaşık 2,6 ek maden çalışanı istihdam ettiğini göstermektedir. Madenciliğinin bugün 400.000’den fazla Amerikalıyı doğrudan istihdam etmesi ve 700.000’den fazlasının dolaylı olarak istihdam edilmesiyle, madencilik endüstrisi ABD ekonomisinde önemli bir itici güçtür.

Derin Deniz ve Asteroid Madenciliği

Klasik madencilik yöntemlerinin dışında son dönemde giderek azalan ve derinlerde var olan madenciliğin yanısıra alışılmış madencilik yöntemlerinin dışında derin deniz madenciliği ve uzay (asteroid) madenciliği konularında da önemli gelişmeler yaşanmaktadır.

“Denizler Altında Yirmi Bin Fersah” romanında Jules Verne, okyanus tabanındaki madencilik operasyonunu tarif ederken geleceği öngörmüştür. Günümüzde bu vizyon gerçekleşmeye başlıyor. Derin deniz madenciliği madencilikte nispeten yeni bir kavramdır ve denizaltı teknolojileri mümkün olanın sınırlarını çizmeye yeni başlıyor. Özellikle derin okyanusların sadece %5’ini keşfettiğimizi düşünürsek, önemli çıkarma fırsatları olasılığı deniz tabanlarında yatmaktadır. Derin deniz, çıkarılabilen çok değerli metallerle formasyon yaratmıştır. Polmetalik modüller, deniz yatağını kirleten top büyüklüğündeki oluşumlar, zengin nikel, kobalt, bakır ve magnezyum kaynaklarıdır. Yer kabuğundan gelen sıcak su soğuk su ile birleştiğinde polimetalik sülfitler oluşur, bu da demir, gümüş ve altın açısından zengin baca oluşumları ile sonuçlanmaktadır. Sualtı kabuk oluşumları ve dağlar (çoğunlukla Pasifik’te) kobalt, vanadyum, molibden, platin ve tellür gibi nadir toprak metalleri bakımından zengindir.

Tüm bu derin deniz oluşumları gelecekteki büyük fırsatlar ve zorluklar sunmaktadır. Sert, derin sular için özel olarak tasarlanmış ekipmanlara muazzam sermaye yatırımlarına ihtiyaç bulunmaktadır. Bazı derin deniz madenciliği şirketleri bu yeni sınırda ön sırada yer alırken, teknoloji henüz büyük ölçekte kanıtlanmamıştır. Ayrıca, hangi ülkelerin ve birimlerin okyanusun bazı kısımlarını madencilik hakkına sahip olduğu konusu tartışmalı bir konudur. Son olarak, birçok çevreci haklı olarak madenciliğin kırılgan bir okyanus ekosistemi üzerindeki etkisinden endişe duymaktadır.

Uzay madenciliği “Star Trek” veya “Star Wars” dışında bir şey gibi görünebilir, ancak bu çok uzak olmayan gelecekteki bir vakadır. Bazı uzmanlar asteroit madenciliğinin 2025 yılına kadar gerçek olabileceğini iddia ediyorlar. Neden Mars değil önce asteroitler? Platin ve paladyum gibi değerli mineraller içermenin yanı sıra, dünyaya yakın bir asteroide ulaşmak, Mars gibi uzak bir gezegene ulaşmaktan çok daha az enerji gerektirmektedir. NASA ve uzay madenciliği savunucuları, asteroitlerin madenciliğinin birçok yolunda eriştiler ve çoğu fikir, mineralleri çıkarmak ve onları dünyaya geri göndermek için birbirine bağlı bir robotik cihazlar ve mürettebatsız madencilik uzayları başlatmaya odaklanmıştır. Bazıları insanın yakında takip edebileceğini söylemekle birlikte ancak asteroitlerin düşük yüzey ağırlığı bazı ciddi engeller sunmaktadır.

Mars çok daha önemli bir maden potansiyeli taşımasına rağmen, kırmızı gezegenin cevher ve diğer değerli mineraller açısından zengin olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca, kolonizasyon nihai hedefse, Mars gibi bir gezegende madencilik faaliyetleri kolonilerin kendi kendine sürdürülebilir olmasını sağlayabilir.

Ay, madencilik potansiyeli de sunan, bize çok daha yakın başka bir gök cismidir. Avrupa Uzay Ajansı, daha uzun ay konaklamalarını ve araştırmalarını sürdürmeye yardımcı olabilecek kaynaklar için 2025 yılına kadar orada madenciliğe başlamayı planlıyor. Ay’ın yüzeyi demir oksit bakımından zengindir ve bilim adamları ay toprağından derin oksijen cepleri çıkarmanın mümkün olabileceğini belirtmektedir. Robotik sistemler, insan için sınırsız olan alanlara girmek için, terk edilmiş madenleri potansiyel yeniden açılmak veya değerli mineralleri aramak için haritalamaya yardımcı olmak için geliştirilmiştir. Dünyadaki binlerce kapanmış veya su basmış maden sahası ile yüksek teknolojili robotlar ve makineler eski madenlerden önemli yeni madencilik faaliyetleri yaratmaya yardımcı olabilir.

Sonuç Olarak

Madencilik, uygarlığın temellerine dayanan ve tarih boyunca birçok büyük ekonomi üzerinde etkisi olan eski ve küresel bir endüstridir. Bugün bile madencilik, satılan gelir ve ürünlerle ölçülen dünya GSYİH’sının yaklaşık %12’sini temsil ediyor. Dünyanın her zaman madenciliğe ihtiyacı vardı ve hala da öyle. Ancak madencilik şimdi, birçoğunu hiç görmediğimiz birçok önemli zorlukla karşı karşıya. Büyüyen küresel nüfus ve ekonomiler, minerallere olan talebin artması anlamına geliyor ve bu eğilim sadece yukarı doğru devam edecek. Bununla birlikte, maden üretimi ve zenginleştirme giderek zorlaşmakta ve dünya kaynaklarının tükenmesi ve kırılgan ortamlar üzerindeki etkisi giderek artan bir sosyal sorun olarak varlığını sürdürmektedir.

Son dönemlerde emtia fiyatlarındaki son artışlara rağmen, madencilik endüstrisinin küresel ekonomideki yerini kaybetmesi pek olası değildir ve dünyanın madenciliğin mümkün kıldığı ürünlere olan sürekli artan talebi sayesinde, yıllar geçtikçe önemi bile artacaktır. Popüler bir düşünce, madencilik ve sondaj endüstrilerinin dünyanın durumundan sorumlu olduğudur; Bununla birlikte, madenciliğin göz ardı edilemeyecek faydaları bulunmaktadır. İnsanlar gezegenin doğal kaynaklarını korumaya odaklandıkça ve yenilenebilir enerjilere daha fazla yaslandıkça, popüler düşünce, madencilik ve sondaj endüstrilerinin dünyanın olumsuz durumundan sorumlu olduğu yönündedir. Bununla birlikte, karbon ayak izimizin farkında olmamız gerekse de, madenciliğin göz ardı edilemeyecek faydaları vardır.

Madencilik endüstrisinin bazı önemli zorluklarla karşı karşıya olduğuna şüphe yok. Artan mineral ve metallere olan talep, madenlerin maliyetini ve fiyatlarını arttırmakta, artan maliyetler azalan büyük maden ocakları birçok madencilik operasyonunu zor bir noktaya getirmektedir. Neyse ki, dijital dönüşüm ve yeni teknolojiler madencilik şirketlerine daha verimli olma, üretimi artırma ve çalışma ortamını daha güvenli hale getirme maliyetlerini azaltma konusunda altın fırsatlar sunmaktadır. Sürdürülebilirlik ve çevrecilik baskısının rüzgârı olmasına rağmen, madencilik operasyonları gittikçe daha “yeşil” hale geliyor ve aynı zamanda malzemelerin elektrikli otomobiller ve yenilenebilir enerji kaynakları ile maden üretimi daha kabul edilebilir bir noktaya getiriliyor. Son olarak, derin deniz, uzay ve terk edilmiş madenlerde madencilik için gelecekteki fırsatlar, endüstrinin fethetmek için daha fazla cepheye sahip olduğu anlamına gelmektedir.

Nadir AVŞAROĞLU
Haziran – 2023