हरित हाइड्रोजन, स्वच्छ ऊर्जा के संभावित स्रोत के रूप में ध्यान आकर्षित कर रहा है और इसे अक्सर ‘भविष्य का ईंधन’ कहा जाता है। लेकिन हरित हाइड्रोजन क्या है? इसे क्या ‘हरित’ बनाता है? इसके उपयोग और लाभ क्या हैं? यहां हम इस आशाजनक ऊर्जा स्रोत के साथ-साथ दक्षिण एशिया में इसकी प्रगति और संभावनाओं की व्याख्या कर रहे हैं।
हरित हाइड्रोजन क्या है?
हाइड्रोजन गैस का उपयोग परिवहन, बिजली उत्पादन और औद्योगिक गतिविधियों में ईंधन के रूप में किया जा सकता है। जब इसे जलाया जाता है तो यह कार्बन डाईऑक्साइड जैसे ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन नहीं करता है। हरित हाइड्रोजन, हाइड्रोजन गैस को दिया गया नाम है जिसे अक्षय ऊर्जा का उपयोग करके उत्पादित किया गया है, जैसे पवन या सौर ऊर्जा, जो ग्रीनहाउस गैस का उत्सर्जन नहीं करती हैं।
हाइड्रोजन का उपयोग ईंधन के रूप में कैसे किया जाता है?
एक ईंधन सेल में – एक उपकरण है जो एक रसायन की ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है – हाइड्रोजन गैस, बिजली और जल वाष्प का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है। कार्बन उत्सर्जन किए बिना ऊर्जा उत्पन्न करने की हाइड्रोजन की क्षमता के कारण, यह जीवाश्म ईंधन का एक संभावित स्वच्छ विकल्प है।
हाइड्रोजन का उत्पादन कैसे होता है?
हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला रासायनिक तत्व है। इसकी प्रचुरता के बावजूद, हाइड्रोजन प्राकृतिक रूप से प्रयोग करने योग्य मात्रा में गैस के रूप में मौजूद नहीं है। यह लगभग पूरी तरह से यौगिकों में होता है। उदाहरण के तौर पर पानी। इसलिए, हाइड्रोजन का उत्पादन औद्योगिक तरीकों से किया जाना चाहिए। इनमें से अधिकांश में प्राकृतिक गैस – एक जीवाश्म ईंधन- का बदलाव शामिल है। इलेक्ट्रोलिसिस नामक एक प्रक्रिया सहित अन्य विधियां मौजूद हैं, जिससे पानी को उसके मूल घटकों में विभाजित करने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग किया जाता है। ये मूल घटक हाइड्रोजन और ऑक्सीजन हैं।
ग्रीन, ग्रे और ब्लू हाइड्रोजन में क्या अंतर है?
हाइड्रोजन गैस जलने पर कार्बन का उत्सर्जन नहीं करती है, इसका उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली बिजली, चाहे इलेक्ट्रोलिसिस या अन्य प्रक्रियाओं के माध्यम से, जीवाश्म ईंधन द्वारा उत्पन्न हो सकती है। इसे आमतौर पर ‘ग्रे हाइड्रोजन’ के रूप में जाना जाता है, जो वर्तमान में कुल उत्पादन का 95 फीसदी हिस्सा है।
कोयले या गैस से बिजली का उपयोग करके उत्पादित हाइड्रोजन, लेकिन कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (सीसीएस) प्रौद्योगिकियों के साथ जोड़कर, जो प्रक्रिया में जारी कार्बन उत्सर्जन को रोकता है और उन्हें वायुमंडल में प्रवेश करने से रोकता है, इसे ‘ब्लू’ लेबल किया जाता है। ग्रीन हाइड्रोजन, अक्षय बिजली द्वारा संचालित इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो सौर पैनलों या पवन टरबाइन जैसी प्रौद्योगिकियों के माध्यम से उत्पन्न होता है।
क्या हरित हाइड्रोजन ऊर्जा मिश्रण का एक प्रमुख हिस्सा बन सकेगा?
अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (आईईए) के अनुसार, हाइड्रोजन, वैश्विक ऊर्जा के बदलाव में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। लेकिन यह केवल इस बदलाव का एक अपेक्षाकृत छोटा हिस्सा होगा। एनर्जी वॉचडॉग का कहना है कि 2020 में, हाइड्रोजन और हाइड्रोजन-आधारित ईंधन का कुल वैश्विक ऊर्जा खपत में 0.1 फीसदी से भी कम हिस्सा था। यह 2050 तक इसके 10 फीसदी तक बढ़ने की उम्मीद है। यह वह परिदृश्य होगा जिसमें दुनिया कार्बन तटस्थता तक पहुंच जाती है।
हाइड्रोजन पूरक हो सकता है लेकिन यह सौर या पवन ऊर्जा जैसे स्वच्छ ऊर्जा के अन्य स्रोतों को प्रतिस्थापित नहीं करेगा, जो उत्पादन के लिहाज से सस्ते रहेंगे। साथ ही ये बड़े पैमाने पर उत्पादन और घरों व कारखानों के विद्युतीकरण के लिए अधिक उपयुक्त होंगे।
हालांकि, एक मजबूत नवीकरणीय अवसंरचना, पानी को उसके मूल तत्वों में अलग करने के लिए आवश्यक बिजली प्रदान करके बड़े पैमाने पर हरित हाइड्रोजन के उत्पादन को बढ़ावा दे सकती है। इंडियन ऑयल कॉरपोरेशन (आईओसी) में अनुसंधान और विकास के निदेशक एस. एस. वी. रामकुमार ने www.thethirdpole.net से कहा, “हरित हाइड्रोजन, अक्षय ऊर्जा की जगह नहीं ले सकता है, लेकिन सौर ऊर्जा से हरित हाइड्रोजन का उत्पादन काफी सक्षम होगा।”
हरित हाइड्रोजन के सबसे आशाजनक अनुप्रयोग क्या हैं?
विश्व स्तर पर, आज उत्पादित अधिकांश हाइड्रोजन का उपयोग शोधन और औद्योगिक क्षेत्रों में किया जाता है। आईईए का अनुमान है कि दशक के अंत तक, हाइड्रोजन कई नए अनुप्रयोगों को खोजेगा। इनमें बिजली ग्रिड और भवन व परिवहन क्षेत्र शामिल हैं।
आज, उत्पादित कुल हाइड्रोजन का एक छोटा अनुपात, उर्वरक उद्योग के लिए या शिपिंग ईंधन के रूप में अमोनिया बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। इस्पात उद्योग में भी इसके अनुप्रयोग हैं। यदि कोयला और कोक, जो आज अधिकांश ब्लास्ट फर्नेस को ऊर्जा देती हैं, को हरित हाइड्रोजन से बदला जा सकता है। इससे क्षेत्र के उत्सर्जन की एक बड़ी मात्रा से बचा जा सकता है।
भारत जैसे विकासशील देशों में, जो अपने ऊर्जा बदलाव लक्ष्यों को प्राप्त करने में मदद के लिए राष्ट्रीय हाइड्रोजन मिशन में निवेश कर रहा है, हाइड्रोजन का उपयोग परिवहन, बिजली उत्पादन और उद्योगों में किया जा सकता है। इसके उत्पादन को हरित करने से देश में, वर्तमान में, प्राकृतिक गैस या नेफ्थ जैसे ग्रे हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले जीवाश्म ईंधन की मात्रा भी कम हो जाएगी।
अन्य नवीकरणीय ऊर्जाओं की तुलना में हरित हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियों के क्या लाभ हैं?
अक्षय प्रौद्योगिकियों, जैसे कि सौर, पवन या जल विद्युत, का उपयोग मुख्य रूप से बिजली उत्पादन के लिए किया जाता है। ये समाज की ऊर्जा खपत का सिर्फ एक तत्व हैं। वैसे, बिजली, सभी ऊर्जा उपयोग के लिहाज से एक बड़ा अनुपात हो सकती है और इसे अपेक्षाकृत आसानी से अक्षय ऊर्जा से बदला जा सकता है। अन्य क्षेत्र जैसे लंबी दूरी के परिवहन या भारी उद्योग अभी भी कोयले, प्राकृतिक गैस या पेट्रोलियम का उपयोग करते हैं। ये मुख्य ऊर्जा स्रोत हैं जिन्हें हाइड्रोजन द्वारा विस्थापित किया जा सकता है। आईईए के अनुसार, हाइड्रोजन का उपयोग बैटरी में भी किया जा सकता है। ईंधन सेल, यदि बड़े पैमाने पर विकसित किए जाते हैं, तो देशों को बुनियादी ढांचा स्थापित करने में मदद मिल सकती है, जो अक्षय ऊर्जा की आपूर्ति को स्टोर और स्थिर कर सकता है, जो हवा की गति या सौर विकिरण जैसी पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर उतार-चढ़ाव करता है।
हरित हाइड्रोजन का उत्पादन कितना महंगा है?
आईईए की ग्लोबल हाइड्रोजन रिव्यू 2021 के अनुसार, हरित हाइड्रोजन की लागत वर्तमान में 3 डॉलर और 8 डॉलर प्रति किलोग्राम के बीच है। यह ग्रे हाइड्रोजन के साथ प्रतिस्पर्धी नहीं है, जिसकी कीमत 0.5 डॉलर और 1.7 डॉलर प्रति किलोग्राम के बीच है। एजेंसी का कहना है कि यह मूल्य अंतर, वर्तमान में हरित हाइड्रोजन को अधिक व्यापक रूप से अपनाने के लिए एक प्रमुख बाधा है, लेकिन उम्मीद है कि अक्षय ऊर्जा की कीमतों में गिरावट के साथ यह अंतर समय के साथ कम हो जाएगा। दिल्ली स्थित थिंक टैंक, काउंसिल ऑन एनर्जी, एनवायरनमेंट एंड वॉटर (सीईईडब्ल्यू) के दीपक यादव ने www.thethirdpole.net से कहा कि कई देश 2030 तक 1 डॉलर प्रति किलोग्राम की लागत का लक्ष्य बना रहे हैं, जो इसे जीवाश्म ईंधन के साथ लगभग लागत-प्रतिस्पर्धी बना देगा।
अक्षय ऊर्जा स्टार्टअप ओहमियम के निदेशक पशुपति गोपालन का मानना है कि जैसे-जैसे उद्योग बढ़ेगा, हरित हाइड्रोजन अधिक लागत प्रभावी हो जाएगा, लेकिन ऐसा करने के लिए नीतियों की आवश्यकता है। एस.एस.वी. रामकुमार ने उनकी भावना को प्रतिध्वनित करते हुए कहा, “वर्तमान में, यह महंगा है, लेकिन हमारे आगे बढ़ने के साथ इसका वैल्यूम बढ़ रहा है। आने वाले समय में इसकी उत्पादन लागत घटकर 2 डॉलर प्रति किलोग्राम हो जानी चाहिए। इस क्षेत्र के अधिकांश लोग जिस लक्ष्य की ओर काम कर रहे हैं, वह है ‘2-2-1’। यानी दो दशकों में 1 किलोग्राम हाइड्रोजन के लिए 2 डॉलर प्रति किलो।
भारत, पाकिस्तान और शेष दक्षिण एशिया में हरित हाइड्रोजन विकास की स्थिति क्या है?
सीईईडब्ल्यू के दीपक यादव ने www.thethirdpole.net से कहा कि पाकिस्तान वर्तमान में 150 टन प्रतिदिन के उत्पादन के साथ हरित हाइड्रोजन क्षमता बनाने की योजना बना रहा है। ग्रीन हाइड्रोजन पायलट बांग्लादेश और श्रीलंका में भी चल रहे हैं। हालांकि, यादव के अनुसार, भारत के दक्षिण एशिया में हरित हाइड्रोजन का प्रमुख उत्पादक होने की उम्मीद है। अगस्त 2021 में, भारत के प्रधानमंत्री नरेंद्र मोदी ने राष्ट्रीय हाइड्रोजन मिशन का शुभारंभ किया। इसने 2030 तक प्रति वर्ष लगभग 10 लाख टन हरित हाइड्रोजन का उत्पादन करने का लक्ष्य रखा है। आईओसी के एसएसवी रामकुमार ने www.thethirdpole.net से कहा कि योजना के तहत, सरकार की तरफ से इलेक्ट्रोलाइज़र निर्माण और अनुसंधान व विकास के लिए वित्तीय सहायता के लिए एक प्रोडक्शन-लिंक्ड इंसेंटिव योजना शुरू करने की उम्मीद है। उन्होंने यह भी बताया कि मध्यवर्ती लक्ष्य यह है कि 2030 तक, हम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को मौजूदा स्तर से कार्बन डाई ऑक्साइड का 1 बिलियन टन तक कम कर देंगे। अगर ऐसा होना है, तो भारत को हरित पथ पर लाने के लिए हाइड्रोजन एक प्रमुख प्रवर्तक है।
हरित हाइड्रोजन को बढ़ावा देने के लिए विकासशील देशों को औद्योगिक देशों से क्या चाहिए?
सीईईडब्ल्यू के दीपक यादव ने www.thethirdpole.net से कहा कि जैसा कि कई परिवर्तनकारी प्रौद्योगिकियों के मामले में उनके प्रारंभिक चरण में होता है, विकासशील देशों को अपने हाइड्रोजन बुनियादी ढांचे को विकसित करने के लिए वित्त और ज्ञान हस्तांतरण की आवश्यकता होती है। उनके संगठन का अनुमान है कि भारत में अगले दशक के भीतर कुल 44 अरब अमेरिकी डॉलर की निवेश क्षमता है। लेकिन, यह भी महत्वपूर्ण है कि अमीर देश, विकासशील देशों के लिए ऊर्जा में बदलाव की इस प्रक्रिया में लागत को कम करने के लिए कम लागत वाले वित्त तक पहुंच प्रदान करें। यादव ने कहा कि भारत में निर्माता, विकसित देशों में प्रौद्योगिकी प्रदाताओं के साथ सहयोग कर रहे हैं ताकि बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोलाइज़र – हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण – का उत्पादन किया जा सके। सीईईडब्ल्यू यह भी सुझाव देता है कि विकसित देशों, विशेष रूप से जिनके पास विशाल नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों के लिए भूमि नहीं है, उन्हें भी विकासशील देशों में उत्पादित हरित ईंधन और प्रौद्योगिकियों के आयात के लिए तैयार होना चाहिए।
![Dhauli Ganga flood [image courtesy: Uttarakhand information department]](https://dialogue.earth/content/uploads/2021/02/dhouliganga-flood-pic-credt-information-department-300x162.jpg)
