ग्रीन हायड्रोजन: भारताचा निव्वळ शून्य उत्सर्जनाबाबत क्रांतिकारी दृष्टीकोन

मानवी जीवन, सामाजिक-सांस्कृतिक आणि आर्थिक विकास हे सर्व उर्जेवर अवलंबून आहे. पारंपारिक जीवाश्म इंधन, ज्यामध्ये कोळसा, गॅसोलीन आणि नैसर्गिक वायू यांचा समावेश आहे, यांचे दोन दशकांहून अधिक काळ उपभोग घेतला जात आहे, ज्यामुळे तेलाचा अशाश्वत वापर, अनियंत्रित उपभोग आणि मोठ्या प्रमाणात प्रदूषण होते. त्यामुळे या नूतनीकरणीय नसलेल्या संसाधनांचा झपाट्याने ऱ्हास होत आहे आणि ती संपुष्टात येत आहेत. अधिक विशेषपणे सांगायचे झाले तर, तीव्र होत जाणारी ऊर्जा समस्या, जलद आर्थिक परिवर्तनामुळे आणि जगभर वाढत असलेल्या लोकसंख्येमुळे अधिकाधिक तीव्र होत चालली आहे. कमी होत चाललेल्या जीवाश्म इंधन पुरवठा आणि बिघडत चाललेल्या पर्यावरणीय परिस्थितीमुळे सतत येणाऱ्या अडचणी लक्षात घेता, आंतरराष्ट्रीय समुदाय शाश्वत विकासाकडे दीर्घकालीन समस्या म्हणून पाहतो. वाढती ऊर्जेची मागणी, जीवाश्म इंधनाच्या किमतीतील चढउतार आणि जीवाश्म इंधनावर चालणारी वाहने आणि उद्योग यामधून होणारे लक्षणीय हरितगृह वायू (GHG) उत्सर्जन ही या मूलभूत संक्रमणाची मुख्य कारणे आहेत.

असा अंदाज आहे की , 2030 पर्यंत, आपल्या ग्रहावर 8 अब्जाहून अधिक लोक असतील, ज्यामुळे ऊर्जेची मागणी दुप्पट होईल. यूएस एनर्जी इन्फॉर्मेशन अॅडमिनिस्ट्रेशन (EIA) ने दावा केला आहे की जागतिक लोकसंख्या वाढल्याने ऊर्जेची मागणी वाढेल. पुढील 30 वर्षांमध्ये, ऊर्जेची मागणी, मुख्यतः लोकसंख्या वाढ आणि विकसनशील आशियाई देशांमध्ये आर्थिक विकासाचा परिणाम म्हणून, 47% ने वाढेल,. “महत्त्वपूर्ण तांत्रिक प्रगती किंवा कायदेविषयक बदल याशिवाय, तेल आणि नैसर्गिक वायूचे उत्पादन वाढवणे आवश्यक आहे”. EIA अहवालानुसार, 2050 पर्यंत, 28% जागतिक ऊर्जेच्या मागणीची पूर्तता 27% अक्षय स्त्रोतांद्वारे होण्याच्या तुलनेत, द्रव इंधनाद्वारे केली जाईल, तर. हे द्रव इंधनाच्या मागणीत 36% वाढ आणि 2020 च्या पातळीपासून अक्षय उर्जेमध्ये 165% वाढ यावर आधारित आहे.

पवन, सौर, जल आणि भू-औष्णिक यांसारख्या अक्षय ऊर्जा स्रोतांनी अलीकडे खूप स्वारस्य आकर्षित केले आहे. ऊर्जेचे हे 5 स्त्रोत वाहतुकीसाठी द्रव किंवा वायू इंधन निर्माण करत नाहीत. परिणामी, बहुतेक राष्ट्रे नूतनीकरणक्षम ऊर्जेचा नवीन स्रोत निर्माण करण्यास उत्सुक आहेत.

राष्ट्रीय हरित हायड्रोजन अभियान काय आहे आणि भारताचे हायड्रोजन धोरण काय आहे?

पुढील तीन ते पाच दशकांमध्ये, भारताची अर्थव्यवस्था $20-30 ट्रिलियनपर्यंत वाढेल अशी अपेक्षा आहे आणि हा विस्तार आमच्या निव्वळ शून्य वचनबद्धतेशी सुसंगत आहे. भारताच्या अर्थव्यवस्थेच्या आणि उद्योगाच्या वृद्धीवर परवडणारी आणि भरपूर ऊर्जा यांचा प्रभाव पडेल. भारत 7,000 टेरावॉट तास (TWh) प्राथमिक ऊर्जा किंवा 929 Mtoe (दशलक्ष टन तेलाच्या समतुल्य) वापरतो, ज्यापैकी केवळ 4% अक्षय ऊर्जा वापरली जाते. एकूण ऊर्जेपैकी बहुतांश ऊर्जेचा वापर-किंवा 1,400 टेरावॉट तास वीज-वाहतूक, औद्योगिक, व्यावसायिक, कृषी आणि निवासी क्षेत्रांसाठी वापरली जाते. भारतात वापरण्यात येणारी 85 टक्के ऊर्जा जीवाश्म इंधन, बहुतेक कोळसा, तेल आणि वायूपासून व्युत्पन्न केली जाते. स्थापित क्षमतेच्या अंदाजे 4% क्षमता सौर आणि पवन ऊर्जेची बनलेली आहे, उर्वरित 2.5 आणि 4.5 टक्के अणुऊर्जा आणि जलविद्युत ऊर्जेची बनलेली आहे. वाढीच्या मागणीवर अवलंबून, सध्याचा 7,000+ TWh चा ऊर्जेचा वापर पुढील 3-5 दशकांमध्ये 5-7 पटीने वाढेल. त्यामुळे भारत आपले ऊर्जा आयातीवरील अवलंबित्व कमी करण्यासाठी आणि हवामान बदलाची उद्दिष्टे पूर्ण करण्यासाठी आपली अर्थव्यवस्था जीवाश्म इंधनापासून दूर करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर ग्रीन हायड्रोजन उत्पादनाच्या विस्ताराची योजना आखत आहे.

भारताच्या 75 व्या स्वातंत्र्यदिनी, पंतप्रधानांनी अधिकृतपणे राष्ट्रीय हायड्रोजन मिशन (म्हणजे 15 ऑगस्ट 2021) लाँच केले. भारताला ग्रीन हायड्रोजन हब बनवण्याची आणि जीवाश्म इंधनाच्या जागी हायड्रोजन आणि अमोनिया वापरून सरकारला त्याचे हवामान उद्दिष्ट साध्य करण्यात मदत करण्याची मिशनची इच्छा आहे. देशाच्या पर्यावरणीयदृष्ट्या शाश्वत ऊर्जा सुरक्षेचा एक महत्त्वाचा निकष म्हणजे नूतनीकरणक्षम स्त्रोतां च्या विजेचा वापर करून (ज्याला ग्रीन हायड्रोजन आणि ग्रीन अमोनिया म्हणतात) या इंधनाचे उत्पादन करणे. जीवाश्म इंधन आणि इंधन-आधारित फीडस्टॉक्सपासून ग्रीन हायड्रोजन आणि ग्रीन अमोनियामध्ये संक्रमण सुलभ करण्यासाठी, भारत सरकार विविध उपायांचा अवलंब करत आहे आणि राष्ट्रीय हरित हायड्रोजन मिशन हे या प्रयत्नातील एक प्रमुख पाऊल आहे.

4 जानेवारी 2023 रोजी, पंतप्रधान नरेंद्र मोदी यांच्या अध्यक्षतेखाली, केंद्रीय मंत्रिमंडळाने राष्ट्रीय हरित हायड्रोजन अभियान अधिकृत केले. या अभियानांतर्गत, ग्रीन हायड्रोजन आणि त्याच्या डेरिव्हेटिव्ह्जसाठी निर्यात बाजारपेठेचा विकास, औद्योगिक, वाहतूक आणि ऊर्जा क्षेत्रांचे डीकार्बोनायझेशन, फीडस्टॉक आणि जीवाश्म इंधनांसाठी परदेशी आयातीवरील अवलंबित्व कमी करणे, देशांतर्गत उत्पादन क्षमता सुधारणे, नोकरीच्या संधी निर्माण करणे आणि अत्याधुनिक तंत्रज्ञानाची प्रगती यासह अभियानाचे मोठे फायदे अभिप्रेत आहेत.

अभियानाचा प्रारंभिक खर्च रु. 19,744 कोटी असेल, त्यापैकी रु. 17,490 कोटी SIGHT कार्यक्रमासाठी, रु. 1,466 कोटी प्रायोगिक प्रकल्पांवर, रु. 400 कोटी संशोधन आणि विकास (R&D) यासाठी वापरले जातील आणि रु. 388 कोटी अभियानाचा इतर घटकांवर खर्च केले जातील. अभियानाचे उद्दिष्ट, 2030 पर्यंत एकत्रितपणे अंदाजे 125 गिगावॅट्स (GW) संबंधित अक्षय ऊर्जा क्षमतेसह दरवर्षी किमान 5 MMT (दशलक्ष मेट्रिक टन) ग्रीन हायड्रोजन क्षमता स्थापित करण्याचे उद्दिष्ट आहे. तसेच, ते 2050 पर्यंत कार्बन डायऑक्साइडचे (CO2) उत्सर्जन संभाव्यतः 3.6 गिगाटन (GT) कमी करू शकते (NITI आयोग अहवाल). नियोजित उत्पादन क्षमता, रु.8 लाख कोटींहून अधिक गुंतवणूक आणि 6 लाखांहून अधिक नवीन  नोकर्‍या निर्माण करेल अशी अपेक्षा आहे.

अभियान ग्रीन हायड्रोजन, मागणीच्या विकासाला तसेच त्याचे उत्पादन, वापर आणि निर्यातीला प्रोत्साहन देईल. मिशन ऑफ द स्ट्रॅटेजिक इंटरव्हेन्शन्स फॉर ग्रीन हायड्रोजन ट्रान्झिशन प्रोग्राम (SIGHT) अंतर्गत, दोन अद्वितीय आर्थिक प्रोत्साहन यंत्रणा दिल्या जातील, ज्याचे घरगुती इलेक्ट्रोलायझर उत्पादन आणि ग्रीन हायड्रोजन उत्पादन हे लक्ष्य आहे. इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सीच्या मते, 2021 मध्ये जागतिक इलेक्ट्रोलायझर उत्पादन क्षमता प्रति वर्ष केवळ 8 गिगावॅट्स (GW) पर्यंत पोहोचली आहे. भारताने 2030 पर्यंत 60-100 GW क्षमतेच्या इलेक्ट्रोलायझर क्षमतेच्या अंदाजे आठ ते 10 पट उत्पादन करण्याचे लक्ष्य ठेवले आहे. याव्यतिरिक्त, अंतिम-वापर उद्योग आणि वितरण चॅनेल विकसित करण्यासाठी प्रायोगिक पुढाकार घेणाऱ्यांना अभियान मदत करेल. मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन निर्मिती आणि/किंवा वापर टिकवून ठेवू शकणारे क्षेत्र ग्रीन हायड्रोजन हब म्हणून शोधले जातील आणि विकसित केले जातील.

ग्रीन हायड्रोजन परिसंस्थेचे बांधकाम सुलभ करण्यासाठी, एक सक्षम धोरण फ्रेमवर्क तयार केले जाईल. याव्यतिरिक्त, मानके आणि नियमांसाठी एक मजबूत पाया तयार केला जाईल. हे मिशन स्ट्रॅटेजिक हायड्रोजन इनोव्हेशन पार्टनरशिप (SHIP) नावाच्या संशोधन आणि विकास (R&D) यासाठी सार्वजनिक-खाजगी भागीदारी संरचनेला देखील समर्थन देईल; R&D प्रकल्प हे उद्दिष्ट-केंद्रित, कालबद्ध आणि जागतिक स्तरावर स्पर्धात्मक तंत्रज्ञान निर्माण करण्यासाठी योग्य प्रमाणात वृद्धिंगत असतील. या अभियानांतर्गत समन्वित कौशल्य-विकास कार्यक्रमही राबविण्यात येणार आहे.

विशिष्ट उद्दिष्टांसह, हरित हायड्रोजनच्या उत्पादनात भारत अग्रगण्य म्हणून विकसित होत आहे. धोरणाच्या काही लक्ष्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे: 

• 2035 पर्यंत, तेल शुद्धीकरण कंपन्यांनी सध्या वापरत असलेल्या 30% इंधन  बदलण्यासाठी ग्रीन हायड्रोजन वापरणे आवश्यक आहे, जे 2025 मध्ये फक्त 3% होते.. 
• 2035 पर्यंत, खतांच्या निर्मितीमध्ये 70% ग्रीन हायड्रोजन वापरला गेला पाहिजे, जे 2025 मध्ये 15% होते.
• 2035 पर्यंत शहरी गॅस वितरण नेटवर्कमध्ये 15% इंधनाचे प्रमाण ग्रीन हायड्रोजनने बनवले पाहिजे, जे 2025 मध्ये 5% होते. 
• युरोपियन कमिशनच्या जुलै 2020 च्या हायड्रोजन धोरणानुसार, नूतनीकरणयोग्य संसाधनांमधून मिळवलेल्या हायड्रोजनची किंमत प्रति किलो $3 ते $6.55 प्रति किलो इतकी आहे, तर जीवाश्म इंधनापासून मिळवलेल्या हायड्रोजनची किंमत अंदाजे $1.80 प्रति किलो आहे. भारतात ग्रीन हायड्रोजन तयार करण्यासाठी प्रति किलो 500 रुपये खर्च येतो. आपल्या धोरणात्मक कृतींद्वारे, सरकारला ग्रीन हायड्रोजन उत्पादनाच्या किंमती 40-50% ने कमी करण्याची आशा आहे..

भारत इलेक्ट्रिक वाहनांच्या ऐवजी हायड्रोजन इंधन सेलवर का भर देत आहे?

कारखाने, पॉवर प्लांट आणि ऑटोमोबाईल्ससह सर्व काही हायड्रोजनवर चालू शकते. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या (EVs) तुलनेत, हायड्रोजनवर चालणारी वाहने काही फायदे देतात. ते हवेपेक्षा हलके, पेट्रोलपेक्षा सुरक्षित आणि देखरेखीसाठी सोपे आहे. त्यांच्याकडे 300- मैल चालण्याची क्षमता आहे आणि इंधन भरण्यासाठी फक्त 5-10 मिनिटे लागतात (कोणत्याही पारंपारिक वाहनाप्रमाणे). म्हणजेच, हायड्रोजन स्टेशन फक्त 10 मिनिटांत एका दिवसात 400 वाहने भरू शकते. टेस्लाचे वेगवान चार्जर (120 किलोवॅटसह) 30 मिनिटांत 80% क्षमतेपर्यंत बॅटरी चार्ज करू शकतात, तर बीएमडब्ल्यू i3 किंवा निसान लीफला पूर्ण क्षमतेपर्यंत पोहोचण्यासाठी आणि अंदाजे 100-200 मैल चालण्यासाठी 4 किंवा 8 तास लागू शकतात. चार्जिंगला 45 मिनिटे लागतात. थंड वातावरणात, इलेक्ट्रिक वाहनांची चालण्याची क्षमता कमी होते. तथापि, हायड्रोजनवर चालणारी वाहनांचे तसे होत नाही.

ऊर्जेच्या हानीच्या बाबतीत, कोणत्याही प्रकारचे वाहन चालवले जात असले तरी, उर्जेची हानी होईल. इलेक्ट्रिक वाहने थेट ग्रीडमधून वीज घेतात हे लक्षात घेता, ते या श्रेणीत येणार नाहीत असे गृहीत धरणे स्वाभाविक आहे. तथापि, इलेक्ट्रिक कारची ड्रायव्हिंग सिस्टम अजूनही 15% ते 20% ऊर्जा गमावते. यूएस एन्व्हायर्नमेंटल प्रोटेक्शन एजन्सी (EPA) च्या मते, गॅसोलीनवर चालणारे अंतर्गत ज्वलन इंजिन खूप जास्त दराने ऊर्जा गमावते, जो दर 64 ते 75 टक्के इतका आहे. तंत्रज्ञान झपाट्याने विकसित होत आहे आणि कार्यक्षमतेची पातळी वाढत आहे (कॅलिफोर्निया हायड्रोजन बिझनेस कौन्सिल) असे असूनही इंधन सेल वाहने 40% ते 60% ऊर्जा गमावतात.

इलेक्ट्रिक वाहनांप्रमाणेच, हायड्रोजन कारमध्ये प्रणोदन प्रणाली असते जी हायड्रोजन ऊर्जा वापरते जी इंधन सेलद्वारे विजेमध्ये रूपांतरित होते. इलेक्ट्रिक वाहने (EVs) किंवा हायड्रोजन कार पर्यावरणासाठी अधिक चांगली आहेत की नाही हे ठरवताना, वीज किंवा हायड्रोजन इंधन कसे तयार होते याचे मूल्यांकन करणे महत्त्वाचे आहे. सौर आणि पवन यांसारख्या अक्षय उर्जा स्त्रोतांद्वारे इलेक्ट्रिक वाहनाला इंधन दिले जाते तेव्हाच ते पूर्णपणे CO2 उत्सर्जन-मुक्त असल्याचा दावा करू शकते. त्याचप्रकारे, सौर आणि वारा यांसारख्या शाश्वत उर्जेच्या स्त्रोतांद्वारे चालविल्या जाणार्‍या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे निर्माण होणारा फक्त ग्रीन हायड्रोजन हे सूचित करेल की हायड्रोजन ऑटोमोबाईल चालवणे खरोखर स्वच्छ (प्रदूषण मुक्त) आहे.

सुरक्षिततेच्या दृष्टीने, हायड्रोजन वायू अत्यंत ज्वलनशील आहे कारण हा वायू त्याची हवेत 4 ते 75 टक्के तीव्रता असल्यावर जळतो. इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये वापरल्या जाणार्‍या लिथियम-आयन बॅटर्‍या आगीच्या जोखमीपासून बर्‍याच प्रमाणात सुरक्षित असतात परंतु एकदा आग लागल्यावर आग लवकर विझवणे शक्य होत नाही कारण त्यातून तीव्र उष्णता निर्माण होते.शेवटी, हायड्रोजन-चालित मोटारगाड्या अधिक टिकाऊपणा प्रदान करतात कारण प्रथमतः त्यांना दीर्घकालीन खाणकाम किंवा मोठ्या प्रमाणात बॅटरी कचरा/ पुनर्प्रक्रियेची आवश्यकता नसते, तसेच त्यांची साठवण क्षमता, शून्य उत्सर्जन आणि हरित उत्पादनाचा विकास होतो, यामुळे देखील अधिक टिकाऊपणा प्रदान करतात. जे ग्राहक हायड्रोजन कार खरेदी करतात त्यांना अनेक सवलतींचा फायदा होतो, ज्यात इलेक्ट्रिक वाहनांच्या तुलनेत जलद इंधन भरण्यासाठी लागणारा वेळ                                                                          आणि कमी इंधन सेल कंपनांमुळे सुलभ ऑपरेशन, यांचा समावेश आहे. त्यांनी कार्यक्षमतेला चालना देण्यासाठी अतिरिक्त अत्याधुनिक तंत्रज्ञान देखील स्थापित केले आहे, जसे की रीजनरेटिव्ह ब्रेकिंग सिस्टम, जे ब्रेकिंग दरम्यान गमावलेली ऊर्जा गोळा करतात आणि बॅटरीमध्ये साठवतात. ते सुविधा आणि पर्यावरणीय टिकाऊपणा प्रदान करत असल्याने, ते एक इष्ट पर्याय आहेत.

सुजा मेरी जेम्स यांचेद्वारे