Araç bataryalarının katı hâli: QuantumScape

Elektrikli araçların ve elektrik depolamanın daha sık konuşulmaya başlandığı bu dönemde, sizlere aslında bu sektörlerin ilerleyebilmesi için gerekli temel yapıtaşı olan batarya teknolojilerinden ve bu alanda çığır açıcı teknolojiler geliştirmeye odaklanan QuantumScape (QS) firmasından bahsetmek istiyorum.

2010 yılında San Jose, Kaliforniya’da Jagdeep Singh’in hayata geçirdiği QuantumScape; Stanford Üniversitesi’nden Prof. Fritz Prinz ve doktora tezinde Prinz ile “enerjinin dönüştürülmesi ve saklanması” üzerine çalışan Dr. Tim Holme’un da katılmasıyla 3 kurucu ortak ile çalışmalarına başladı. Teorik olarak lityum iyon pillerden çok daha verimli olan katı hâl pilleri geliştirmeye odaklanan şirket, sektörde lider firma hâline gelmeyi hedeflemekte.

^{Jagdeep Singh | Youtube üzerinden}

Peki katı hâl pilleri nedir? Basitçe ifade etmek gerekirse; katı hâl pili (solid-state battery), lityum iyon (Li-ion) veya lityum polimer (Li-polimer) pillerde bulunan sıvı veya polimer jel elektrolitler yerine katı elektrotlar ve katı elektrolit kullanılan bir pil teknolojisidir.

Bu teknolojiyi ilk geliştiren firma QS olmadı, fakat geliştirdikleri çözüm ile rakiplerinin önüne geçerek lider firma olma potansiyeli taşıdıklarını düşünüyorum. Geliştirdikleri patentli katı seramik elektrolit seperatör ile anot ve katotu ayırırken anot tarafta sadece lityum metal kullanıp herhangi bir karbon bazlı materyal kullanmayarak yangın riskini bertaraf ederken çok daha uygun maliyetli ve verimli bir ürün ortaya çıkarabiliyorlar. Ayrıca Japdeep’in röportajındaki ifadesine göre patentli seramiklerini ürün ömrü bittikten sonra tekrar kullanarak çevreci ve sürdürülebilir bir üretim yapmayı hedefliyorlar.

Şu an dünyada üretilen elektrikli arabalarda yaygın olarak kullanılan lityum-iyon pillere nazaran çok daha güvenli, ucuz, uzun ömürlü ve yüksek performanslı piller üreterek; elekrikli araçların yaygınlaşma hızına da katkı sunmayı hedefliyorlar. Bu tezlerini ise şu şekilde desteklemekteler:

• Güvenli: Yukarıda da bahsettiğim üzere sıvı kullanmayıp sadece katı ve oksitlenmeyen, dendrit oluşturmayan seramik ayrıştırıcı kullandıkları için kısa devre oluşmalarını engelleyerek yangın, patlama vb. riskleri yok ediyorlar. Ara sıra Tesla araçlarda bu problemin oluştuğu haberleri karşımıza çıkıyor.
• Ucuz: Anot tarafında sadece lityum metal kullanan firma, ne elektrolit ne de grafit/silikon gibi anot materyalleri kullanmadığından tasarruf sağlıyor.
• Uzun ömürlü: Lityum-iyon bataryalarda gerçekleşen; istenmeyen karbon ve sıvı elektrolit tepkimeleriyle zamanla düşen kapasite kaybı, QS’in katı hâl bataryalarında gerçekleşmiyor. Bu sayede 800’den fazla şarj döngüsünü destekleyen ve menzili 386.000 km’ye ulaşan elektrikli araba bataryaları üretmeyi hedefliyorlar; ki bu da mevcut lityum-iyon bataryalara nazaran avantajlar sağlıyor. İlerleyen yıllarda batarya ömrü kaynaklı olarak ikinci el elektrikli araba piyasasında yaşanacak olan bu olumsuzluğu da uzun ömürlü bataryaları ile çözmeyi hedefliyorlar.
• Yüksek performanslı: Daha yüksek hacim tutan sıvı elektrolit kullanmayıp lityum metal kullandıkları için çok daha yüksek enerji yoğunluklu bir ortam yaratırken, daha az alan kapladığı için daha fazla sayıda hücre yerleştirilebildiğinden; %10’dan %80 şarj doluluğuna 15 dakikadan daha kısa sürede çıkabilen, verimlilikten daha az ödün veren ve ekstrem hava koşullarında da performansı görece daha az düşen bataryalar üretebileceklerini test sonuçlarına göre ortaya koyabildiler. Performans konu başlığının, özellikle elektrikli araçlara müşteri adaptasyonu yönünden önemli katkı sunacağını düşünüyorum.

^{QuantumScape batarya hücresi | Wired üzerinden}

Şu an için QS’in son ürün haline getirdiği bir bataryası bulunmuyor; fakat 2020’de tek katmanlı, 2021’de 4 ve 10 katmanlı, 2022 başında ise 16 katmanlı başarılı batarya hücre test raporlarını açıklayan QS, temmuz sonunda da 24 katmanlı hücre testlerinde başarılı sonuç alındığını duyurarak hem yatırımcı hem de sektör nezdinde güven kazanmış oldu. Bundan sonraki süreçte de sırasıyla batarya prototiplerini hedeflenen kriterler çerçevesinde üreterek 2025 yılı itibariyle ticari satışlarına başlamayı hedeflemekte.

2012 yılından itibaren Volkswagen ile yürüttüğü işbirliğinde Volkswagen’den toplam 300 milyon dolar yatırım alan QS, Kasım 2020’de Kensington Capital Acquisition Corp. ile SPAC (Special-purpose acquisition company) yoluyla birleşerek halka açıldı. Halka açılma öncesi turlarda ise Bill Gates de şirket ortakları arasına katıldı. Bugün itibariyle şirketin en büyük hissedarı yaklaşık %20 ile Volkswagen olarak görünüyor.

QS, 12 senedir Ar-Ge faaliyetlerine odaklanırken, 600’den fazla çalışanı ve 300’den fazla patentiyle toplamda 2 milyar dolardan fazla yatırım almış olarak hayatına devam ediyor. En son açıklanan 2022 3. çeyrek raporuna göre nakit ve benzeri varlıkları 1,16 milyar dolar seviyesinde olan şirket 115 milyon dolar yükümlülüğüyle ilk bakışta güçlü bir bilanço izlenimi verse de, henüz gelir elde etmiyor oluşu ve yoğun Ar-Ge çalışmalarına devam etmesi sebebiyle şimdilik senelik 350-400 milyon dolar arası para yakmaya devam ediyor. 

Çeyreklik yatırımcı konferans toplantısında da ifade ettikleri üzere nakdi varlıkları 2024 için yeterli; fakat gerek fabrika yatırımları gerekse ölçeklenme maliyetleri sebebiyle muhtemelen gerek hisse satışı gerekse borçlanma yolu ile nakit arayışında olacaklarını düşünüyorum. Donanım satış gelirli iş modelleri, yüksek CapEx (sermaye gideri) yaratan ve sınırlı marjlar ile çalışan işler olduğu için ölçeklenme ihtiyacı yüksek bu iş modelinin de her zaman daha fazla nakde ihtiyacı olacaktır.

2021 başında 54 milyar dolar, bugün itibariyle 3,06 milyar dolar piyasa değerine sahip olan QS’in nakit ve benzeri varlıklarını çıkardığımızda yaklaşık 2 milyar dolar işletme değerine sahip olması cazip görünebilir fakat henüz gelir üretmeyip ticarileştirdiği bir ürünün olmaması da her zaman göz önünde bulundurulmalı.

Yine birçok teknoloji şirketinde gördüğümüz hisse opsiyonları da QS’de göze çarpıyor. Bu sebeple KPI (key performance indicator — anahtar performans göstergesi) başarıları çerçevesinde üst düzey yönetici ve çalışanlara dağıtılan hisseler sonrası dolaşımdaki hisse adet artışı kaynaklı seyrelmeleri de ayrıca göz önünde bulundurmakta fayda var.

Kıssadan hisse

Dünya’da yeşil dönüşüm adı altında Amerika ve Avrupa ülkelerinin öncülüğünde yenilenebilir enerji üretimi ve entegre çalışan dolaylı sektörlerine yatırım, kamu sübvansiyonları ile ivmeli olarak artmaya devam ediyor. Birçok ülkede fosil yakıt kullanımını azaltmak için elektrikli araç satın almak isteyenlere hibeye yakın şartlarda belli miktar kredi sağlanarak trafo, iletim hattı, enerji depolama gibi altyapı yatırımlarına da ağırlık veriliyor.

Yine ülkemizde de geçtiğimiz haftalarda yasalaşan elektrik depolama kanunu ile gerek arbitraj maksatlı gerekse artan/sisteme verilemeyen üretimi depolamak için elektrik depolama tesislerinin kurulmasının önü açıldı. Bana göre ülkemizin en verimli, en hızlı tepki veren ve adaptasyon kasları en kuvvetli kurumu olan EPDK’ya elektrik depolamanın önünü açmaları sebebiyle tebrik edip, haklarını teslim etmek gerek. Öte yandan depolama teknolojilerinin yukarıda da bahsettiğim sebeplerle henüz emekleme aşamasında olduğunu düşünüyorum.

• Teşbihte hata olmaz, hatırlarsanız 2013 başlarında güneş panellerinin de maliyetleri yüksek, verimliliği düşüktü ve yatırım geri dönüş süreleri çok uzundu bu sebeple de devlet diğer yenilenebilir enerjilere göre daha yüksek alım garantisi veriyordu. Zamanla bu teknoloji de ucuzladı ve verimliliği yükseldi.

Ülkemizi bir şirket olarak düşünürsek; ithalat hassasiyeti ve yatırım maliyeti yüksek depolama sektöründe, bu kadar hızlı ve montanlı yatırım teşviklerinin verilmesi, şirket kaynaklarımızın verimsiz kullanılma ihtimali karşısında tedirgin ediyor, çünkü bu tesislerde kullanılacak bataryalar henüz uzun soluklu bir fizibilite ortaya koyamayan lityum iyon ve türevi, görece verimsiz batarya teknolojilerini kullanıyor olacaklar. Belki de bu dönem, ülkemizin depolama teknolojilerini takip etmeye devam edip know-how kazanmak için kamu destekli kısıtlı pilot projeler geliştirmesi daha doğru olacaktır. 

• Bu konuya ilgi duyuyorsanız; heyecanlandıran yeşil dönüşüm hareketi sebebiyle kendisine dünya basınında pek de yer bulamayan, güneş paneli atıklarıyla ilgili Avrupa’nın yaşadığı sorunları araştırmanızı tavsiye ederim. Biz de belki 5-10 sene içinde benzer konuları konuşuyor olacağız, hatta muhtemelen 10-15 sene içinde de depolama tesisi atıklarını konuşacağız; umarım ben yanılırım. Kamunun bu konular üzerine fırsat maliyetlerini uzun uzun tartışıp son kararları aldığına eminim fakat ben yine de bu konuda kuşkucu tarafta kalacağım sanırım.

Son olarak, QS düzenli olarak işe alım yapan bir firma: yurtdışına taşınma niyeti olan ve bu alanda kendini geliştirmek ya da kariyer yapmak isteyenler, şirketteki açık pozisyonları buradan inceleyebilirler.

_{Dipnot: Yazarın yukarıda bahsi geçen firmada yatırımı bulunmamakta olup, önümüzdeki 6 ay içerisinde de olmayacaktır.}