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Green hydrogen : भविष्य का ईंधन हो सकता है। यही कारण है कि यह अभी तक चांदी की गोली नहीं है

 जैसे-जैसे जलवायु संकट बढ़ता है, दुनिया शून्य ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन, या एक शुद्ध-शून्य भविष्य के साथ भविष्य को प्राप्त करने के लिए कार्बन-मुक्त ऊर्जा पर निर्भर है, जहां हम वातावरण से उतनी ही ग्रीनहाउस गैस निकालते हैं जितना हम उत्सर्जित करते हैं।



जेट ईंधन के रूप में हाइड्रोजन की क्षमता का प्रदर्शन करने के लिए स्टार्ट-अप एविएशन कंपनी ज़ीरोएविया ने 24 सितंबर, 202 को इंग्लैंड के क्रैनफील्ड हवाई अड्डे पर हाइड्रोजन ईंधन सेल द्वारा संचालित दुनिया के सबसे बड़े विमान को उड़ाया।

image source : edition.cnn.com


स्वच्छ ऊर्जा का एक संभावित रूप हरित हाइड्रोजन है, जो जीवाश्म ईंधन के बजाय पानी जैसे नवीकरणीय स्रोतों से प्राप्त होता है, और इसका उपयोग भारी उद्योग को बिजली देने और विमानों और जहाजों जैसे बड़े वाहनों को ईंधन देने के लिए किया जा सकता है।

संयुक्त राज्य अमेरिका, पश्चिमी यूरोप, चीन, ऑस्ट्रेलिया, चिली और दक्षिण अफ्रीका, अन्य देशों में - गैस के इस क्लीनर रूप का उत्पादन करने की सुविधाएं दुनिया भर में फैली हुई हैं। गोल्डमैन सैक्स के अनुमान के अनुसार, बढ़ते वैश्विक हरित हाइड्रोजन बाजार का मूल्य 2050 तक 11 ट्रिलियन डॉलर होने का अनुमान है।

लेकिन हरित हाइड्रोजन के आलोचकों का कहना है कि अभी एक और ईंधन का उत्पादन करने के लिए सौर या पवन ऊर्जा का उपयोग करना कीमती नवीकरणीय ऊर्जा की बर्बादी है, क्योंकि दुनिया जीवाश्म ईंधन से दूर संक्रमण के लिए संघर्ष कर रही है। साथ ही, नीले हाइड्रोजन का उपयोग करने की योजना - जो जीवाश्म ईंधन का उपयोग करके उत्पादित की जाती है - जांच के दायरे में आ रही है।


हमें हरे हाइड्रोजन की आवश्यकता क्यों है?


जीवाश्म ईंधन से दूर होने के एक बड़े हिस्से में हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली कुछ रोजमर्रा की मशीनों का विद्युतीकरण शामिल है जो तेल और गैस - कारों और स्थानीय परिवहन द्वारा संचालित होती हैं, और कुछ देशों में घरों के लिए हीटिंग, उदाहरण के लिए। जो पहले से ही विद्युतीकृत हैं, जैसे कंप्यूटर और घरेलू उपकरण, परमाणु से बिजली और पवन और सौर जैसे नवीकरणीय ऊर्जा कोयले की जगह ले रहे हैं।

लेकिन कुछ उद्योग ऐसे भी हैं जिन्हें इतनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है कि पारंपरिक नवीकरणीय ऊर्जा उनकी मांग को पूरा नहीं कर पाती है। यह एक समस्या है, क्योंकि वे उद्योग ग्रीनहाउस गैस के शीर्ष उत्सर्जक में से हैं।

यहीं पर विशेषज्ञों का कहना है कि हरित हाइड्रोजन में अपार संभावनाएं हैं।

"हमारी ऊर्जा प्रणाली को डीकार्बोनाइज़ करने के लिए पवन, सौर और परमाणु जैसे स्रोतों से बिजली आवश्यक है - लेकिन यह अकेले ऐसा नहीं कर सकती है, और लंबी दूरी के परिवहन और भारी उद्योग कम करने के लिए सबसे कठिन उत्सर्जन का घर हैं," उवे रेमे ने कहा, एक अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी में ऊर्जा विश्लेषक।

"हाइड्रोजन इन महत्वपूर्ण अंतरालों में से कुछ को भरने के लिए पर्याप्त बहुमुखी है - रसायनों और इस्पात उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण फीडस्टॉक्स या विमानों और जहाजों के लिए कम कार्बन ईंधन के लिए महत्वपूर्ण सामग्री प्रदान करने में," रेमे ने सीएनएन को बताया।

उदाहरण के लिए, एक विमान या एक बड़े जहाज को संचालित करने के लिए इतनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है कि सौर या पवन से बिजली को स्टोर करने के लिए उपयोग की जाने वाली कोई भी बैटरी पोत के लिए बहुत बड़ी और भारी हो सकती है। दूसरी ओर, हरा हाइड्रोजन तरल रूप में आ सकता है और हल्का होता है। एयरबस के अनुसार, जो एक शून्य-उत्सर्जन वाणिज्यिक विमान विकसित कर रहा है, हरे हाइड्रोजन का ऊर्जा घनत्व आज हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले जेट ईंधन से तीन गुना अधिक है।


जबकि तरल हरी हाइड्रोजन शून्य कार्बन उत्सर्जित करेगी, इसकी कुछ सीमाएँ हैं। खुले वातावरण में जलाने पर यह थोड़ी मात्रा में नाइट्रस ऑक्साइड छोड़ता है, जो एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है। यदि हाइड्रोजन को ईंधन सेल में संग्रहित किया जाता है, तो यह केवल पानी और गर्म हवा का उत्सर्जन करेगा।

कुछ छोटे विमान हाइड्रोजन ईंधन सेल के साथ उड़ान भरने में कामयाब रहे हैं, हालांकि प्रौद्योगिकी को अभी तक व्यावसायिक रूप से नहीं बढ़ाया गया है।


हरा, नीला या ग्रे?


हाइड्रोजन पृथ्वी का सबसे प्रचुर तत्व है। यह जीवाश्म ईंधन, पानी, पौधों, जानवरों और यहां तक ​​कि इंसानों सहित कई चीजों में पाया जाता है, लेकिन यह कभी भी शुद्ध रूप में प्राकृतिक रूप से प्रकट नहीं होता है। इसका मतलब है कि शुद्ध हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए, इसे अन्य अणुओं से उन प्रक्रियाओं के माध्यम से अलग करने की आवश्यकता होती है जिनमें ऊर्जा की भी आवश्यकता होती है।

स्वच्छ स्रोत से हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए अक्षय ऊर्जा का उपयोग करने पर ग्रीन हाइड्रोजन का उत्पादन होता है। इसमें आमतौर पर पानी का इलेक्ट्रोलिसिस शामिल होता है - अणुओं को अलग करने के लिए पानी के माध्यम से विद्युत प्रवाह भेजना।

ग्रे हाइड्रोजन आज हाइड्रोजन का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला रूप है। यह अपेक्षाकृत सस्ता है, लेकिन प्राकृतिक गैस से प्राप्त होता है और आमतौर पर ऊर्जा स्रोत के रूप में जीवाश्म ईंधन का उपयोग करता है। इसका उपयोग ज्यादातर रासायनिक उद्योग में उर्वरक जैसी चीजें बनाने और तेल शोधन के लिए किया जाता है। प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन निकालने की प्रक्रिया में, शेष कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में जाने दिया जाता है, जो आगे चलकर जलवायु परिवर्तन में योगदान देता है।

ब्लू हाइड्रोजन ग्रे हाइड्रोजन के समान प्रक्रिया से उत्पन्न होता है, लेकिन इसके उत्पादन के दौरान उत्सर्जित अधिकांश कार्बन "कब्जा" कर लिया जाता है और वातावरण में नहीं छोड़ा जाता है, यही वजह है कि इसे कम उत्सर्जन वाली गैस के रूप में वर्णित किया गया है।

तो, सबसे अच्छा जलवायु समाधान कौन सा है?


यह अंततः इसे उत्पन्न करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा पर निर्भर करता है।

ग्रे हाइड्रोजन को लंबे समय से एक क्लीनर "ब्रिजिंग" विकल्प के रूप में देखा जाता है क्योंकि दुनिया कोयले और तेल से दूर हो जाती है, लेकिन यह अभी भी जलवायु परिवर्तन में एक प्रमुख योगदानकर्ता है।

हाल के अध्ययनों से यह भी पता चला है कि ग्रे हाइड्रोजन ऊर्जा विशेषज्ञों की तुलना में अधिक ग्रीनहाउस गैस का उत्सर्जन करता है। मीथेन, एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस और प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक, अक्सर पाइपलाइनों से वायुमंडल में लीक हो जाता है।

यदि पानी से उत्पन्न हरे हाइड्रोजन और हाइड्रोजन अणुओं को निकालने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया सौर और पवन जैसे नवीकरणीय स्रोतों से ऊर्जा के साथ पूरी तरह से संचालित होती है, तो हरा हाइड्रोजन एक शून्य-उत्सर्जन विकल्प हो सकता है।

लेकिन यह अभी तक नहीं है।

इस इलेक्ट्रोलिसिस को करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली मशीनें महंगी हैं और यह प्रक्रिया विशेष रूप से कुशल नहीं है।

IEA की एक हालिया रिपोर्ट के अनुसार, 2020 में, उत्पादित सभी निम्न-कार्बन हाइड्रोजन में से 95% नीला था। लेकिन 2050 तक, जैसे-जैसे ग्रीन-हाइड्रोजन उद्योग विकसित होता है, यह 2030 तक अधिक आसानी से उपलब्ध, उत्पादन में आसान और ब्लू हाइड्रोजन के साथ प्रतिस्पर्धी लागत वाला होना चाहिए, आईईए की रिपोर्ट। 2050 तक, हिस्सेदारी 35% ब्लू हाइड्रोजन और 62% हरी होने का अनुमान है, बशर्ते सरकारें और व्यवसाय उद्योग को विकसित करने में सफल हों।

फ्रेंड्स ऑफ द अर्थ स्कॉटलैंड के एक प्रचारक जेस कॉवेल, नीले हाइड्रोजन के किसी भी उपयोग का विरोध करते हुए कहते हैं कि यह केवल जीवाश्म ईंधन कंपनियों को व्यवसाय में रहने और उत्सर्जन जारी रखने की अनुमति देता है। ग्रीन हाइड्रोजन का भविष्य हो सकता है, कॉवेल ने कहा, लेकिन अब इसमें निवेश करने का समय नहीं है।

"आप मौजूदा अक्षय क्षमता को हरित हाइड्रोजन उत्पादन में बदलने का जोखिम उठाते हैं, और अभी, यह एक अविश्वसनीय रूप से अक्षम प्रक्रिया है,"

इसका कोई मतलब नहीं है, कॉवेल ने समझाया, घरों को गर्म करने जैसे उद्देश्यों के लिए हाइड्रोजन का उपयोग करना, जिस पर यूनाइटेड किंगडम में एक विकल्प के रूप में चर्चा की जा रही है। अगर हाइड्रोजन बनाने के लिए अक्षय बिजली स्रोतों का इस्तेमाल किया जा रहा है।

"तो हम जो देखना चाहते हैं वह प्रत्यक्ष विद्युतीकरण के लिए उस अक्षय बिजली का उपयोग कर रहा है," कॉवेल ने कहा, यह समझाते हुए कि स्कॉटलैंड और यूके में घरों को गर्म करने के लिए आमतौर पर गैस से चलने वाले बॉयलरों का उपयोग अधिक व्यापक रूप से विद्युतीकृत किया जाना चाहिए और पवन और सौर ऊर्जा पर चलना चाहिए। हाइड्रोजन के बजाय।


नीला हाइड्रोजन विवादास्पद क्यों है?


ब्लू हाइड्रोजन यूके सहित कई देशों में विवादास्पद रहा है, जहां सरकार ने हाल ही में अपनी "ट्विन-ट्रैक" हाइड्रोजन रणनीति जारी की, जिसमें हरे हाइड्रोजन के विकास के साथ-साथ नीले रंग का भारी उपयोग दिखाया गया।

हाइड्रोजन एंड फ्यूल सेल एसोसिएशन के यूके के अध्यक्ष क्रिस जैक्सन ने योजना प्रकाशित होने के बाद अगस्त के मध्य में इस्तीफा दे दिया, उन्होंने सीएनएन को दिए एक बयान में कहा कि यह रणनीति उनके "व्यक्तिगत विचारों के साथ संक्रमण में हाइड्रोजन की भूमिका के अनुरूप नहीं थी। एक शुद्ध शून्य दुनिया।" जैक्सन प्रोटियम ग्रीन सॉल्यूशंस के सीईओ और संस्थापक भी हैं, जिसका फोकस अक्षय ऊर्जा और हरित हाइड्रोजन पर है।

जैक्सन ने बयान में कहा कि वह इस बात की सराहना करते हैं कि हरी हाइड्रोजन चांदी की गोली नहीं थी।

"समान रूप से, मैं नीले हाइड्रोजन को एक व्यवहार्य और 'हरित' ऊर्जा समाधान (एक तथ्य जो बाहरी अध्ययनों द्वारा भी मान्य है) होने के लिए उपेक्षा या तर्क नहीं दे सकता है," उन्होंने कहा।

ऐसा ही एक अध्ययन - जिसे अगस्त की शुरुआत में एनर्जी साइंस एंड इंजीनियरिंग में प्रकाशित किया गया था और इसकी समीक्षा की गई है - में पाया गया कि ब्लू हाइड्रोजन ग्रे हाइड्रोजन की तुलना में 9-12% कम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित करता है, लेकिन यह वास्तव में प्राकृतिक गैस की तुलना में अधिक मीथेन उत्सर्जित करता है।

कुल मिलाकर, नीले हाइड्रोजन का ग्रीनहाउस गैस पदचिह्न प्राकृतिक गैस या गर्मी के लिए कोयले को जलाने से 20% बड़ा था, और गर्मी के लिए डीजल तेल जलाने से 60% अधिक था, अध्ययन में पाया गया।

इस बारे में कुछ सवाल भी हैं कि क्या कार्बन को पकड़ने के बाद भंडारण करना, जिसमें आमतौर पर इसे जमीन में इंजेक्ट करना शामिल है, टिकाऊ है।

अध्ययन का निष्कर्ष है, "हमारा विश्लेषण मानता है कि कब्जा किए गए कार्बन डाइऑक्साइड को अनिश्चित काल तक संग्रहीत किया जा सकता है, एक आशावादी और अप्रमाणित धारणा। भले ही सच हो, नीले हाइड्रोजन का उपयोग जलवायु आधार पर उचित ठहराना मुश्किल प्रतीत होता है।"

हालांकि, आईईए से रेमे ने कहा कि अध्ययन ने कुछ धारणाएं बनाईं जिससे कम करके आंका गया कि ग्रीनहाउस गैस को कितना कब्जा किया जा सकता है, और भले ही नीले हाइड्रोजन हरे रंग के प्रकार के रूप में स्वच्छ न हों, लेकिन जीवाश्म से दूर दुनिया के संक्रमण में इसका स्थान था। ईंधन

"नीले और हरे हाइड्रोजन दोनों के लिए एक भूमिका है, लेकिन हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि नीले हाइड्रोजन का उत्पादन उच्चतम पर्यावरणीय मानकों के साथ किया जाए," उन्होंने कहा। "इन उत्सर्जन से बचने के लिए प्रौद्योगिकियां आज पहले से ही उपलब्ध हैं, और वे अक्सर लागत प्रभावी भी होती हैं और पैसे बचाती हैं।"

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