हरित हाइड्रोजन: शुद्ध शून्य उत्सर्जन के प्रति भारत का क्रांतिकारी दृष्टिकोण

मानव जीवन, सामाजिक-सांस्कृतिक और आर्थिक विकास सभी ऊर्जा पर निर्भर करते हैं। कोयले, गैसोलीन और प्राकृतिक गैस सहित पारंपरिक जीवाश्‍म ईंधनों को दो दशकों से अधिक समय से शोषित किया जा रहा है, जिससे तेल का अरक्षणीय उपयोग हो रहा है, अनियंत्रित शोषण और प्रमुख प्रदूषण होता है। इसलिए ये गैर-नवीकरणीय संसाधन तेजी से गिरावट और थकावट की ओर बढ़ रहे हैं। विशेष रूप से तेजी से बढ़ती ऊर्जा का मुद्दा तेजी से आर्थिक परिवर्तन और दुनिया भर में बढ़ती आबादी के कारण और बढ़ रहा है। जीवाश्म ईंधन की आपूर्ति में गिरावट और पर्यावरण की खराब स्थिति के कारण चल रही कठिनाइयों को देखते हुए अंतर्राष्ट्रीय समुदाय सतत विकास को दीर्घकालिक मुद्दे के रूप में देखते हैं। ऊर्जा की बढ़ती मांग, जीवाश्म ईंधन की कीमतों में उतार-चढ़ाव और जीवाश्म ईंधन से चलने वाले वाहनों और उद्योगों से महत्वपूर्ण हरित हाउस गैस (GHG) उत्सर्जन इस मूलभूत परिवर्तन के मुख्य कारण हैं।

2030 तक यह अनुमान है कि ग्रह पर 8 बिलियन से अधिक लोग होंगे, जो ऊर्जा की मांग को दोगुना करेंगे। US ऊर्जा सूचना प्रशासन (EIA) का दावा है कि वैश्विक आबादी बढ़ने के साथ ही ऊर्जा की मांग भी बढ़ेगी। अगले 30 वर्षों में ऊर्जा की मांग में 47% की बढ़ोतरी होगी जिसके परिणामस्वरूप ज्यादातर विकासशील एशियाई देशों में जनसंख्या की बढ़ोतरी होगी और आर्थिक विकास होगा। “महत्वपूर्ण तकनीकी प्रगति या विधायी परिवर्तन के बिना तेल और प्राकृतिक गैस उत्पादन में बढ़ोतरी की आवश्यकता होगी।” EIA रिपोर्ट के अनुसार, 2050 तक वैश्विक ऊर्जा मांग का 27% नवीकरणीय स्रोतों की तुलना में 28% तरल ईंधन से पूरा किया जाएगा। यह तरल ईंधन की मांग में 36% चढ़ाव और 2020 के स्तर से नवीकरणीय ऊर्जा में 165% की बढ़ोतरी पर आधारित है।

पवन, सौर, जल और भू-तापीय जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों ने हाल ही में काफी रुचि दिखाई है। ऊर्जा के ये स्रोत परिवहन के लिए तरल या गैसीय ईंधन का उत्पादन नहीं करते हैं। फलस्वरूप, अधिकांश देश नवीकरणीय ऊर्जा का एक नया स्रोत बनाने के लिए उत्सुक हैं।

राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन क्या है और भारत की हाइड्रोजन नीति क्या है?

अगले तीन से पांच दशकों में भारत की अर्थव्यवस्था के $20-30 ट्रिलियन तक बढ़ने की उम्मीद है और यह विस्तार हमारी शुद्ध शून्य प्रतिबद्धता के अनुरूप है। भारत की अर्थव्यवस्था और उद्योग का विस्तार ऊर्जा की किफायती और प्रचुरता से प्रभावित होगा। भारत में प्राथमिक ऊर्जा के 7,000 टेरावाट घंटे (TWh) या 929 Mtoe (मिलियन टन तेल के समतुल्य) का उपयोग किया जाता है, जिसमें से नवीकरणीय ऊर्जा का योगदान केवल 4% है। कुल ऊर्जा खपत में से अधिकांश — या 1,400 टेरावाट घंटे की बिजली — का उपयोग परिवहन, औद्योगिक, वाणिज्यिक, कृषि और आवासीय क्षेत्रों के लिए किया जाता है। भारत में खपत की जाने वाली ऊर्जा का 85% हिस्सा जीवाश्म ईंधन, ज्यादातर कोयला, तेल और गैस से लिया जाता है। लगभग 4% स्थापित क्षमता सौर और पवन ऊर्जा से बनी है, जिसमें परमाणु और जल विद्युत शेष 2.5 और 4.5 प्रतिशत है। विकास प्रक्षेपवक्र के आधार पर, अगले 3-5 दशकों के दौरान 7000+ ऊर्जा खपत का 5-7 गुना विस्तार होगा। इसलिए भारत ऊर्जा आयात पर निर्भरता कम करने और जलवायु परिवर्तन लक्ष्यों को पूरा करने के लिए अपनी अर्थव्यवस्था को जीवाश्म ईंधन से दूर करने के लिए हरित हाइड्रोजन उत्पादन के बड़े पैमाने पर विस्तार की योजना बना रहा है।

भारत के 75वें स्वतंत्रता दिवस पर, प्रधानमंत्री ने आधिकारिक रूप से राष्ट्रीय हाइड्रोजन मिशन (जो 15 अगस्त 2021 है) का शुभारंभ किया। मिशन भारत को एक हरित हाइड्रोजन हब बनाना चाहता है और जीवाश्म ईंधन को हाइड्रोजन और अमोनिया से बदलकर जलवायु लक्ष्यों को हासिल करने में सरकार की सहायता करना चाहता है। देश की पर्यावरणीय रूप से स्थायी ऊर्जा सुरक्षा के लिए प्रमुख मानदंडों में से एक नवीकरणीय स्रोतों से बिजली का उपयोग करके इन ईंधनों का उत्पादन करना है (जिसे हरित हाइड्रोजन और हरित अमोनिया के रूप में कहा जाता है)। जीवाश्म ईंधन और ईंधन आधारित कच्चे माल से हरित हाइड्रोजन और हरित अमोनिया में परिवर्तन को आसान बनाने के लिए, भारत सरकार विभिन्न उपायों को अपना रही है और राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन के इस प्रयास का एक प्रमुख कदम है।

4 जनवरी 2023 को, राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन को केंद्रीय मंत्रिमंडल द्वारा अधिकृत किया गया था, जिसकी अध्यक्षता प्रधानमंत्री नरेंद्र मोदी ने की थी। इस मिशन के बड़े आशय होंगे, जिनमें हरित हाइड्रोजन और इसके डेरिवेटिव के लिए निर्यात बाजारों का विकास, औद्योगिक, परिवहन और ऊर्जा क्षेत्रों का कार्बन मुक्त होना, कच्चे माल और जीवाश्म ईंधन के लिए विदेशी आयात पर निर्भरता में कमी, घरेलू विनिर्माण क्षमताओं में सुधार, रोजगार के अवसरों का सृजन और अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों की प्रगति शामिल हैं।

मिशन की प्रारंभिक लागत 19,744 करोड़ रुपए होगी, जिसमें से 17,490 करोड़ रुपए दृष्टि कार्यक्रम की ओर जाएंगे, 1,466 करोड़ रुपए पायलट परियोजनाओं पर खर्च किए जाएंगे, 400 करोड़ रुपए अनुसंधान और विकास (R&D) पर खर्च किए जाएंगे और 388 करोड़ रुपए अन्य मिशन घटकों पर खर्च किए जाएंगे। मिशन का उद्देश्य वर्ष 2030 तक लगभग 125 गीगावाट (GW) की संबंधित नवीकरणीय ऊर्जा क्षमता के साथ हरित हाइड्रोजन क्षमता का कम से कम 5 MMT (मिलियन मीट्रिक टन) स्थापित करना है। साथ ही, यह संभावित रूप से 2050 तक 3.6 गीगाटन (GT) कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) उत्सर्जन को कम कर सकता है (NITI आयोग रिपोर्ट)। नियोजित उत्पादन क्षमता से निवेश में 8 लाख करोड़ रुपए से अधिक और 6 लाख से अधिक स्वच्छ नौकरियों के उत्पन्न होने की उम्मीद है।

मिशन हरित हाइड्रोजन मांग के विकास के साथ-साथ इसके उत्पादन, उपयोग और निर्यात को बढ़ावा देगा। हरित हाइड्रोजन संक्रमण कार्यक्रम (SIGHT) के लिए रणनीतिक हस्तक्षेप के मिशन के तहत दो अनोखे वित्तीय प्रोत्साहन तंत्र की पेशकश की जाएगी, जो घरेलू इलेक्ट्रोलाइजर विनिर्माण और हरित हाइड्रोजन उत्पादन को लक्षित करती है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुसार, 2021 में वैश्विक इलेक्ट्रोलाइज़र विनिर्माण क्षमता केवल 8 गीगावाट (GW) तक पहुंची है। भारत ने 2030 तक 60-100 GW इलेक्ट्रोलाइजर क्षमता पर लगभग आठ से 10 गुना राशि का निर्माण करने का लक्ष्य रखा है। इसके अतिरिक्त, मिशन अंतिम उपयोग उद्योगों और वितरण चैनलों को विकसित करने में पायलट पहलों की सहायता करेगा। ऐसे क्षेत्र जो बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन उत्पादन और/या उपयोग को बनाए रख सकते हैं, उन्हें हरित हाइड्रोजन हब के रूप में पाया और विकसित किया जाएगा।

हरित हाइड्रोजन परितंत्र के निर्माण की सुविधा के लिए एक सक्षम नीतिगत संरचना बनाई जाएगी। इसके अलावा, मानकों और नियमों के लिए एक ठोस आधार बनाया जाएगा। यह मिशन अनुसंधान और विकास (R&D) के लिए एक सार्वजनिक-निजी साझेदारी संरचना का भी समर्थन करेगा जिसे सामरिक हाइड्रोजन नवाचार साझेदारी (SHIP) कहा जाता है; अनुसंधान और विकास परियोजनाएं लक्ष्य-उन्मुख, समयबद्ध और वैश्विक स्तर पर प्रतिस्पर्धी प्रौद्योगिकियों को उत्पन्न करने के लिए उचित रूप से बढ़ाई जाएंगी। इस मिशन के तहत एक समन्वित कौशल विकास कार्यक्रम भी लागू किया जाएगा।

विशिष्ट उद्देश्यों के साथ, भारत हरित हाइड्रोजन के उत्पादन में अग्रणी के रूप में विकसित हो रहा है। नीति के कुछ लक्ष्यों में शामिल हैं:

• 2035 तक, तेल रिफाइनरियों को वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले ईंधन के 30% को बदलने के लिए हरित हाइड्रोजन का उपयोग करना होगा, जो कि 2025 में केवल 3% होगा।
• 2035 तक, उर्वरकों के निर्माण में 70% हरित हाइड्रोजन का उपयोग करना चाहिए, जो 2025 में 15% तक होगा।
• हरित हाइड्रोजन को 2035 तक शहरी गैस वितरण नेटवर्क में ईंधन की मात्रा का 15% बनाना चाहिए, जो 2025 में 5% तक होगा।
• यूरोपीय आयोग की जुलाई 2020 हाइड्रोजन नीति के अनुसार, नवीकरणीय संसाधनों से प्राप्त हाइड्रोजन की लागत $3 प्रति किलो से लेकर $6.55 प्रति किलो तक है, जबकि जीवाश्म ईंधन से प्राप्त हाइड्रोजन की लागत लगभग $1.80 प्रति किलो है। भारत में हरित हाइड्रोजन उत्पादन की लागत लगभग 500 रुपए प्रति किलो है। अपने नीतिगत कार्यों के माध्यम से सरकार को हरित हाइड्रोजन के उत्पादन की कीमत में 40-50% की कटौती की उम्मीद है।

भारत EV के बजाय हाइड्रोजन ईंधन सेल पर क्यों ध्यान दे रहा है?

कारखाने, बिजली संयंत्र और ऑटोमोबाइल सहित सब कुछ हाइड्रोजन पर चल सकता है। इलेक्ट्रिक वाहनों (EV) की तुलना में, हाइड्रोजन संचालित वाहन कुछ लाभ प्रदान करते हैं। यह हवा की तुलना में हल्का है, गैसोलीन की तुलना में सुरक्षित है और बनाए रखना आसान है। उनके पास 300 मील की रेंज है और उन्हें दुबारा ईंधन भरने (किसी भी पारंपरिक वाहन की तरह) के लिए केवल 5-10 मिनट की आवश्यकता है। यानी, एक हाइड्रोजन स्टेशन एक दिन में केवल 10 मिनट में 400 वाहन भर सकता है। जबकि टेस्ला के फास्ट चार्जर ( 120 kW के साथ) 30 मिनट में 80% क्षमता के साथ बैटरी चार्ज कर सकते हैं, यह BMW i3 या निसान लीफ के लिए 4 या 8 घंटे ले सकता है और इसकी क्षमता लगभग 100-200 मील है, और चार्जिंग में 45 मिनट लगते हैं। ठंडी की स्थिति में, EV रेंज कम हो जाती है। हालांकि, हाइड्रोजन संचालित वाहन में ऐसा नहीं हैं।

ऊर्जा हानि के संदर्भ में, कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस तरह का वाहन चलाया जा रहा है, ऊर्जा हानि होगी। यह देखते हुए कि इलेक्ट्रिक वाहन सीधे ग्रिड से अपनी शक्ति खींचते हैं, यह अनुमान लगाना स्वाभाविक है कि वे इस श्रेणी के तहत नहीं आएंगे। हालांकि, एक इलेक्ट्रिक कार की ड्राइविंग प्रणाली अभी भी अपनी ऊर्जा का 15 से 20% के बीच खो देती है। अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (EPA) के अनुसार, एक गैसोलीन संचालित आंतरिक दहन इंजन 64 से 75 प्रतिशत के — बीच की दर से ऊर्जा खो देता है की जो बहुत अधिक है। ईंधन सेल वाहन अपनी ऊर्जा का 40% और 60% के बीच खो देते हैं, इस तथ्य के बावजूद कि प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हो रही है और दक्षता स्तर बढ़ रहे हैं (कैलिफोर्निया हाइड्रोजन व्यापार परिषद)।

EV के समान, हाइड्रोजन कारों में एक प्रणोदन प्रणाली होती है जो हाइड्रोजन ऊर्जा का उपयोग करती है जिसे ईंधन सेल के माध्यम से बिजली में परिवर्तित किया जाता है। यह निर्णय करते समय कि क्या इलेक्ट्रिक वाहन (EV) या हाइड्रोजन कारें पर्यावरण के लिए बेहतर हैं, यह मूल्यांकन करना महत्वपूर्ण है कि बिजली या हाइड्रोजन ईंधन का उत्पादन कैसे किया जाता है। जब किसी इलेक्ट्रिक वाहन को सौर और पवन जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से ईंधन मिलता है तो वह पूरी तरह से CO2 मुक्त होने का दावा कर सकते हैं। इसी तरह से, सौर और पवन जैसे ऊर्जा के संधारणीय स्रोतों से संचालित इलेक्ट्रोलीसिस द्वारा उत्पन्न केवल हरित हाइड्रोजन का मतलब होगा कि हाइड्रोजन वाहन चलाना वास्तव में स्वच्छ है।

सुरक्षा के संदर्भ में, हाइड्रोजन गैस अत्यधिक ज्वलनशील है क्योंकि गैस 4 से 75 प्रतिशत की सांद्रता पर हवा में जलती है। जबकि इलेक्ट्रिक वाहनों में इस्तेमाल की जाने वाली लिथियम-आयन बैटरी आग के जोखिम से काफी सुरक्षित हैं, लेकिन एक बार आग लगने के बाद इसे तेजी से बुझाना संभव नहीं है क्योंकि यह अत्यधिक गर्मी पैदा करता है।

अंत में, हाइड्रोजन संचालित ऑटोमोबाइल मुख्य रूप से अधिक स्थिरता प्रदान करते हैं क्योंकि उनकी भंडारण क्षमता, शून्य उत्सर्जन और हरित उत्पाद विकास के उत्पादन के कारण व्यापक दीर्घकालिक खनन या बड़े पैमाने पर बैटरी अपशिष्ट / पुनर्चक्रण की आवश्यकता नहीं है। हाइड्रोजन कारों की खरीद करने वाले ग्राहकों को कई फायदे से भी लाभ होता है, इलेक्ट्रिक वाहनों की तुलना में काफी तेज भरने का समय और कम ईंधन सेल कंपन के कारण शांत संचालन शामिल है। उनके पास क्षमता को बढ़ावा देने के लिए अतिरिक्त अत्याधुनिक तकनीक भी स्थापित की गई है, जैसे पुनर्योजी ब्रेकिंग सिस्टम जो ब्रेकिंग के दौरान खो जाने वाली ऊर्जा को इकट्ठा करते हैं और बैटरी में जमा करते हैं। चूंकि वे सुविधा और पर्यावरण स्थिरता प्रदान करते हैं, यह एक वांछनीय विकल्प हैं।

सुजा मैरी जेम्स द्वारा