की-वर्ड्स :- बायोमास, हाइड्रोजन, गैसीकरण, पायरोलिसिस, अक्षय स्रोत, कार्बन तटस्थ, बायोमास ऊर्जा।
चर्चा में क्यों?
देश का पहला व्यावसायिक स्तर का बायोमास आधारित हाइड्रोजन संयंत्र मध्य प्रदेश के खंडवा जिले में लगाया जा रहा है। संयंत्र 30 टन बायोमास फीडस्टॉक से प्रतिदिन एक टन हाइड्रोजन का उत्पादन करेगा।
बायोमास क्या है?
बायोमास को ऐसी सामग्री के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो एक जीवित जगत यथा जीव-जंतुओं, पेड़ पौधों का हिस्सा था या है। हालांकि, नवीकरणीय ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए, बायोमास की परिभाषा केवल उन सामग्रियों को शामिल करने तक सीमित है जो पौधों से प्राप्त होती हैं जैसे कि कृषि अवशेष।
ऊर्जा के लिए बायोमास स्रोतों में शामिल हैं :-
- लकड़ी और लकड़ी प्रसंस्करण अपशिष्ट :- जलाऊ लकड़ी, लकड़ी की चिपाके, लकड़ी और फर्नीचर का अपशिष्ट और मिल से मिली लुगदी पेपर।
- कृषि फसलें और अपशिष्ट पदार्थ :- मक्का, सोयाबीन, गन्ना, पौधे और शैवाल, फसल और खाद्य प्रसंस्करण अवशेष
- नगरपालिका के ठोस कचरे में बायोजेनिक सामग्री :- कागज, कपास, और ऊन उत्पाद, यार्ड और लकड़ी के अपशिष्टI
- पशु खाद और मानव सीवेज।
बायोमास से हाइड्रोजन उत्पादन के लिए प्रयुक्त प्रक्रिया :-
गैसीकरण :- गैसीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जो कार्बनिक या जीवाश्म-आधारित कार्बनयुक्त पदार्थों को उच्च तापमान (700 डिग्री सेल्सियस से उच्च) पर बिना दहन के, ऑक्सीजन या भाप की नियंत्रित मात्रा को कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करती है। कार्बन मोनोऑक्साइड, पानी के साथ अभिक्रिया करके वाटर-गैस विस्थापन अभिक्रिया द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन बनाता है। विशेष झिल्ली या अवशोषक द्वारा इस गैसीय धारा से हाइड्रोजन को अलग कर सकते हैं।
ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में बायोमास का गैसीकरण पायरोलिसिस कहलाता है। सामान्य तौर पर, बायोमास कोयले की तरह आसानी से गैसीकृत नहीं होता। यह गैसीफायर से बाहर निकलने वाले गैसीय मिश्रण में अन्य हाइड्रोकार्बन यौगिकों का उत्पादन करता है, इस प्रक्रिया में ऑक्सीजन का उपयोग नहीं किया जाता है। नतीजतन, हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड के स्वच्छ गैस मिश्रण का उत्पादन करने के लिए उत्प्रेरक के साथ इन हाइड्रोकार्बन में सुधार के लिये अतिरिक्त प्रयास करना चाहिए। हाइड्रोजन उत्पादन के लिए गैसीकरण प्रक्रिया में, एक विस्थापन अभिक्रिया (भाप के साथ) द्वारा कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है। इसके बाद उत्पादित हाइड्रोजन को पृथक कर उसका शुद्धीकरण किया जाता है।
बायोमास से हाइड्रोजन का उत्पादन क्यों महत्वपूर्ण है?
अक्षय स्रोत :- बायोमास ऊर्जा का एक अक्षय स्रोत है क्योंकि इसे अधिक पेड़ पौधे लगाकर नवीनीकृत किया जा सकता है। अतः बायोमास से हाइड्रोजन का उत्पादन एक नवीकरणीय ईंधन है। भारत मुख्य रूप से कृषि आधारित देश होने के नाते, हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए कृषि अवशेषों से बायोमास की उपलब्धता का लाभ उठा सकता है।
हरित गैस उत्सर्जन (जीएचजी) कम करता है :- प्राकृतिक विकास की अपनी प्रक्रिया में प्रकाश संश्लेषण द्वारा पौधे वातावरण से उपलब्ध कार्बन डाइऑक्साइड का उपभोग कर बायोमास बनाते हैं। बायोमास गैसीकरण के माध्यम से हाइड्रोजन के उत्पादन से निकलने वाले कार्बन डाइऑक्साइड को बंद कर देते हैं जिससे नेट ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन में कमी आती है।
लागत प्रभावी :- बायोमास मार्ग के माध्यम से उत्पादित हाइड्रोजन भारत के लिए एक व्यवहारिक लागत प्रभावी और कुशल विकल्प हो सकता है। बायोमास से बिजली उत्पादन भारत के लिए कोई नई बात नहीं है, हालांकि बायोमास से हाइड्रोजन का उत्पादन अभी शुरुवाती चरण में होने के बावजूद भविष्य की ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए आशान्वित करता है।
प्रचुर मात्रा में स्रोत :- भारत मुख्य रूप से कृषि आधारित देश होने के कारण, हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए कृषि अवशेषों से बायोमास की उपलब्धता का लाभ उठा सकता है। भारत में भोजन और पशुओं के चारे की जरूरत से कई अधिक बायोमास उपलब्ध है।
कार्बन न्यूट्रल :- यद्यपि हाइड्रोजन एक स्वच्छ ईंधन है, जो उद्योग, बिजली और परिवहन जैसे कई क्षेत्रों में प्रयुक्त होता हैI जीवाश्म ईंधन द्वारा हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाना एक विकार्बनिकारक के रूप में इसकी क्षमता को कम करता है। हालांकि, अक्षय स्रोतों से उत्पादित हाइड्रोजन उत्सर्जन मुक्त है और इसे हरित ईंधन माना जाता है। इस हरित हाइड्रोजन के उत्पादन की विधियों में से बायोमास कार्बन तटस्थ फीडस्टॉक का एक माध्यम से हो सकता है।
आगे की राह :-
बायोमास गैसीकरण के माध्यम से हाइड्रोजन उत्पादन के लिए प्रमुख चुनौतियों में पूंजीगत उपकरण और बायोमास फीड-स्टॉक से जुड़ी लागत को कम करना शामिल हैI बायोमास गैसीकरण के माध्यम से हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए समर्थन बढ़ाने की आवश्यकता है।
आर्थिक रूप से सस्ता और पर्यावरणीय दोनों पहलुओं के आधार पर बायोमास गैसीकरण से हाइड्रोजन का उत्पादन एक बेहतर विकल्प होगा।
नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय (एमएनआरई), भारत सरकार ने
भारतीय संदर्भ में बायोमास ऊर्जा की क्षमता और महत्वपूर्ण भूमिका को समझते हुए, कई
कार्यक्रम शुरू किए हैं जिनसे अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग की जाने
वाली कुशल बायोमास रूपांतरण प्रौद्योगिकियों को बढ़ावा दिया जा सकेI
सामान्य अध्ययन पेपर 3 :
- संरक्षण, पर्यावरण प्रदूषण और क्षरण।
मुख्य परीक्षा प्रश्न:
- भारत जैसे देश जिसके पास बायोमास का विशाल संसाधन उपलब्ध है, बायोमास आधारित हाइड्रोजन देश के लिए भविष्य का ईंधन हो सकता है। कथन का समालोचनात्मक विश्लेषण कीजिए।
