हरित ईंधन
Note
भारत के ऊर्जा संक्रमण से संबंधित कम-कार्बन वैकल्पिक ईंधन: राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन, 2023 के अंतर्गत नवीकरणीय विद्युत से इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पादित हरित हाइड्रोजन; हरित अमोनिया; सतत विमानन ईंधन (SAF); तथा MoPNG द्वारा अधिसूचित SATAT योजना के अंतर्गत संपीडित बायोगैस (CBG)। ये ईंधन कठिन-से-कम उत्सर्जन वाले क्षेत्रों, जहाजरानी, विमानन, भारी उद्योग, को लक्षित करते हैं, जहाँ प्रत्यक्ष विद्युतीकरण संभव नहीं है। भारत 2030 तक 5 MMT उत्पादन लक्ष्य के साथ हरित हाइड्रोजन निर्यात केंद्र बनने का लक्ष्य रखता है। यह EBP के अंतर्गत शासित इथेनॉल मिश्रण और पारंपरिक CNG/LPG अवसंरचना नीति से भिन्न है।
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Questions on this topic
कार्बन ऑफसेटिंग एंड रिडक्शन स्कीम फॉर इंटरनेशनल एविएशन (CORSIA) और सस्टेनेबल एविएशन फ्यूल (SAF) के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
- CORSIA एक अंतरराष्ट्रीय विमानन कार्बन ऑफसेटिंग ढाँचा है, जिसका संचालन अंतरराष्ट्रीय नागर विमानन संगठन (ICAO) करता है। इसके तहत एयरलाइनें निर्धारित आधार-रेखा से अधिक उत्सर्जन को सत्यापित कार्बन क्रेडिट खरीदकर या CORSIA-पात्र SAF के उपयोग के माध्यम से ऑफसेट करती हैं।
- SAF, जब स्वीकृत फीडस्टॉक से उत्पादित किया जाता है, तो CORSIA के तहत जीवनचक्र कार्बन उत्सर्जन को कम करने के साधन के रूप में मान्यता प्राप्त करता है, क्योंकि फीडस्टॉक की वृद्धि के दौरान अवशोषित कार्बन, दहन से उत्पन्न उत्सर्जन के एक हिस्से की भरपाई करता है।
- CORSIA के तहत केवल सैन्य या सीमाशुल्क उद्देश्यों के लिए संचालित राज्य-विमान ही ऑफसेटिंग दायित्वों के अधीन हैं, जबकि वाणिज्यिक एयरलाइन परिचालन को इसके पायलट चरण में स्वैच्छिक रूप से इस योजना से बाहर रखा गया है।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
Explanation
कथन 1 सही है: CORSIA, ICAO द्वारा प्रशासित एक बाज़ार-आधारित उपाय (MBM) है, जिसे अंतरराष्ट्रीय विमानन से होने वाले CO₂ उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए तैयार किया गया है। जो एयरलाइनें सहमत आधार-रेखा से अधिक उत्सर्जन करती हैं, उन्हें या तो पात्र कार्बन क्रेडिट खरीदकर या CORSIA-पात्र SAF का उपयोग करके उस अतिरिक्त उत्सर्जन की भरपाई करनी होती है। कथन 2 सही है: SAF का कार्बन-न्यूनीकरण लाभ जीवनचक्र दृष्टिकोण पर आधारित है — दहन के दौरान उत्सर्जित CO₂ का एक हिस्सा उस CO₂ से संतुलित हो जाता है जो जैविक फीडस्टॉक (जैसे कृषि अवशेष, अपशिष्ट तेल) की वृद्धि के दौरान अवशोषित हुई थी। इस प्रकार पारंपरिक जेट ईंधन की तुलना में शुद्ध जीवनचक्र उत्सर्जन कम रहता है, और CORSIA इसी जीवनचक्र न्यूनीकरण को मान्यता देता है। कथन 3 गलत है: CORSIA दायित्वों को राज्य/सैन्य विमानों तक सीमित नहीं करता; बल्कि इसके विपरीत, राज्य-विमान (सैन्य, सीमाशुल्क, पुलिस) CORSIA से स्पष्ट रूप से छूट प्राप्त हैं। CORSIA का लक्ष्य वाणिज्यिक अंतरराष्ट्रीय विमानन है। पायलट चरण (2021–2023) में देशों की भागीदारी स्वैच्छिक थी, किंतु भागीदार देशों के बीच अंतरराष्ट्रीय मार्गों पर परिचालन करने वाली वाणिज्यिक एयरलाइनें इसके दायरे में आती थीं — न कि उन्हें बाहर रखा गया था। यह कथन वास्तविक छूट-संरचना को उलट कर प्रस्तुत करता है।
भारत के बायोगैस संवर्धन ढाँचे के अंतर्गत हरित ईंधन के रूप में संपीडित बायोगैस (CBG) के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
- CBG का उत्पादन पशुधन अपशिष्ट, कृषि अवशेष और नगरपालिका ठोस कचरे जैसे जैविक फीडस्टॉक के अवायवीय पाचन (anaerobic digestion) द्वारा होता है तथा इसके ऊष्मीय गुण पारंपरिक CNG के समतुल्य होते हैं, जिससे यह बिना इंजन संशोधन के वाहन ईंधन के रूप में सीधे उपयोग योग्य है।
- SATAT (Sustainable Alternative Towards Affordable Transportation) पहल के तहत CBG संयंत्र निजी उद्यमियों द्वारा स्थापित किए जाते हैं, जो उत्पादित CBG को अधिसूचित मूल्यों पर तेल विपणन कंपनियों (OMCs) को बेचते हैं, तथा अवशिष्ट बायो-स्लरी को जैविक उर्वरक के रूप में अलग से विक्रय किया जाता है।
- गाय के गोबर से उत्पादित CBG में कृषि अवशेष से उत्पादित CBG की तुलना में अंतर्निहित रूप से अधिक ऊर्जा सामग्री होती है, क्योंकि पशुधन आधारित फीडस्टॉक में प्रति इकाई द्रव्यमान में फसल की नरई की तुलना में मीथेन उत्पादन अधिक होता है।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
Explanation
कथन 1 सही है। CBG का उत्पादन गोबर, प्रेस मड, कृषि अवशेष और नगरपालिका ठोस कचरे सहित जैविक पदार्थ के अवायवीय पाचन द्वारा होता है। शुद्धिकरण और संपीड़न के बाद इसमें मीथेन की सांद्रता लगभग 90–95% तक पहुँच जाती है, जिससे इसका ऊष्मीय मूल्य जीवाश्म CNG के लगभग समतुल्य हो जाता है और यह बिना किसी इंजन संशोधन के वाहनों में CNG के विकल्प के रूप में सीधे उपयोग किया जा सकता है। कथन 2 सही है। वर्ष 2018 में शुरू की गई SATAT योजना के तहत निजी उद्यमी, सहकारी संस्थाएँ और कृषि-प्रसंस्करण इकाइयाँ CBG संयंत्र स्थापित करती हैं और OMCs के साथ CBG आपूर्ति हेतु अनुबंध करती हैं। OMCs इसे अपने खुदरा ईंधन केंद्रों के माध्यम से बेचती हैं। योजना में यह स्पष्ट रूप से परिकल्पित है कि अवशिष्ट किण्वित स्लरी — डाइजेस्टेट — को जैव-खाद या जैविक उर्वरक के रूप में विपणित किया जाए, जिससे CBG बिक्री के साथ-साथ एक दूसरी आय धारा उत्पन्न हो। बनास डेयरी का 'भूमि अमृत' ब्रांड इसी मॉडल का अनुसरण करता है। कथन 3 गलत है। बायोगैस की ऊर्जा सामग्री (मीथेन उत्पादन) फीडस्टॉक की वाष्पशील ठोस संरचना और जैवअपघटनीयता पर निर्भर करती है, न कि केवल इस बात पर कि वह पशुधन आधारित है या फसल आधारित। हालाँकि धान की पुआल जैसे कुछ कृषि अवशेषों में प्रति इकाई द्रव्यमान मीथेन उत्पादन कम होता है, परंतु यह कोई पूर्ण नियम नहीं है — उत्पादन विशिष्ट सब्सट्रेट, C:N अनुपात और पाचन परिस्थितियों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, चीनी मिलों से निकला प्रेस मड अत्यधिक उच्च मीथेन उत्पादन देता है। SATAT और राष्ट्रीय CBG ढाँचा स्पष्ट रूप से फीडस्टॉक-तटस्थ हैं और गोबर को सभी कृषि अवशेषों की तुलना में ऊर्जा सामग्री में अंतर्निहित रूप से श्रेष्ठ नहीं मानते। अतः यह कथन एक भ्रामक सामान्यीकरण है।
जैव ईंधन की पीढ़ियों और उनके प्राथमिक फीडस्टॉक/स्रोत के संबंध में निम्नलिखित युग्मों पर विचार कीजिए:
- प्रथम पीढ़ी के जैव ईंधन — खाद्य फसलें जैसे गन्ना, मक्का और वनस्पति तेल
- द्वितीय पीढ़ी के जैव ईंधन — अखाद्य लिग्नोसेलुलोसिक बायोमास जैसे कृषि अवशेष और काष्ठीय फसलें
- तृतीय पीढ़ी के जैव ईंधन — सूक्ष्म शैवाल (माइक्रोएल्गी), जो प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड का स्थिरीकरण करते हैं और बायोडीजल उत्पादन के लिए लिपिड संचित करते हैं
उपर्युक्त युग्मों में से कौन-सा/से सही सुमेलित है/हैं?
Explanation
ऊर्जा नीति और जैव प्रौद्योगिकी में जैव ईंधन को पीढ़ियों के अनुसार वर्गीकृत करना एक मानक ढाँचा है। प्रथम पीढ़ी के जैव ईंधन खाद्य फसलों से प्राप्त होते हैं — एथेनॉल के लिए गन्ना और मक्का, तथा बायोडीजल के लिए पाम तेल और सोयाबीन। ये व्यावसायिक दृष्टि से परिपक्व हैं, लेकिन इनसे खाद्य बनाम ईंधन की चिंता उत्पन्न होती है। द्वितीय पीढ़ी के जैव ईंधन अखाद्य लिग्नोसेलुलोसिक फीडस्टॉक से बनते हैं — जैसे कृषि अवशेष (धान की पराली, बगास), वन अपशिष्ट और स्विचग्रास जैसी समर्पित ऊर्जा फसलें। ये खाद्य आपूर्ति से सीधी प्रतिस्पर्धा नहीं करते, लेकिन सेलुलोज और हेमीसेलुलोज के प्रसंस्करण में अधिक जटिलता होती है। तृतीय पीढ़ी के जैव ईंधन सूक्ष्म शैवाल पर आधारित हैं — ये प्रकाश संश्लेषणकारी सूक्ष्मजीव कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित करते हैं, तेज़ी से वृद्धि करते हैं और बड़ी मात्रा में लिपिड (तेल/वसा) संचित करते हैं जिन्हें बायोडीजल में परिवर्तित किया जा सकता है। शैवाल में लिपिड संचय पोषक तत्वों की कमी — विशेष रूप से नाइट्रोजन की कमी — के अंतर्गत उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाता है, जो कि हाल की नवीन कृषि तकनीकों द्वारा उपयोग किया जाने वाला जैविक तंत्र है। अतः तीनों युग्म सही सुमेलित हैं।
हरित हाइड्रोजन उत्पादन और उससे जुड़ी पर्यावरणीय बाधाओं के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
- हरित हाइड्रोजन का उत्पादन विद्युत-अपघटन (इलेक्ट्रोलिसिस) प्रक्रिया द्वारा किया जाता है, जिसमें सौर या पवन जैसे नवीकरणीय स्रोतों से प्राप्त विद्युत का उपयोग करके जल अणुओं को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित किया जाता है।
- हरित हाइड्रोजन के प्राथमिक उपयोग क्षेत्र विद्युत उत्पादन और आवासीय ताप (रेजिडेंशियल हीटिंग) हैं, क्योंकि इस्पात निर्माण और रासायनिक शोधन जैसे औद्योगिक क्षेत्र मुख्यतः ग्रे हाइड्रोजन पर निर्भर रहते हैं।
- शुष्क क्षेत्रों में हरित हाइड्रोजन उत्पादन केंद्र स्थापित करने में एक मूलभूत तनाव यह है कि जिन क्षेत्रों में नवीकरणीय ऊर्जा की सर्वाधिक संभावना है, वहाँ प्रायः ताजे जल की सबसे अधिक कमी होती है, जिससे जल-ऊर्जा द्वंद्व (वॉटर-एनर्जी नेक्सस) की बाधा उत्पन्न होती है।
उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
Explanation
कथन 1 सही है: हरित हाइड्रोजन का उत्पादन विद्युत-अपघटन (इलेक्ट्रोलिसिस) द्वारा किया जाता है, जिसमें नवीकरणीय विद्युत (सौर, पवन आदि) का उपयोग करके जल (H₂O) को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित किया जाता है। यह इसे ग्रे हाइड्रोजन (जीवाश्म ईंधन से उत्पादित) और ब्लू हाइड्रोजन (जीवाश्म ईंधन से उत्पादित किंतु कार्बन कैप्चर सहित) से अलग करता है। कथन 2 गलत है: हरित हाइड्रोजन के प्राथमिक लक्षित उपयोग क्षेत्र औद्योगिक हैं — जैसे इस्पात निर्माण, रासायनिक शोधन — तथा समुद्री शिपिंग, विमानन और लंबी दूरी के ट्रकिंग जैसे कठिन-विद्युतीकरण परिवहन क्षेत्र। विद्युत उत्पादन और आवासीय ताप इसके प्राथमिक अनुमानित बाजार नहीं हैं; वास्तव में, इन उपयोगों के लिए प्रत्यक्ष विद्युतीकरण सामान्यतः अधिक कुशल होता है। कथन 3 सही है: जल-ऊर्जा द्वंद्व एक प्रमुख बाधा है — जो क्षेत्र सौर और पवन संसाधनों से सर्वाधिक समृद्ध हैं (शुष्क, धूप वाले क्षेत्र), वे प्रायः ताजे जल की सबसे कम उपलब्धता वाले होते हैं। इससे एक संरचनात्मक विरोधाभास उत्पन्न होता है: ऐसे क्षेत्रों में बड़े पैमाने पर हरित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए या तो बड़ी मात्रा में ताजा जल (जो स्थानीय रूप से दुर्लभ है) या ऊर्जा-गहन समुद्री जल विलवणीकरण की आवश्यकता होती है, जिनमें से प्रत्येक के अपने पारिस्थितिक दुष्परिणाम हैं।
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