पर्यावरणपूरक अक्षय ऊर्जानिर्मिती, वापर वाढवणे आवश्‍यक

२० ऑगस्ट हा राजीव गांधी यांचा जन्मदिवस २००४ पासून अक्षय ऊर्जा दिन म्हणून साजरा केला जातो. पारंपरिक ऊर्जा स्रोत हे लवकरच संपुष्ठात येणार असून, पर्यायी अपारंपरिक स्रोतांबाबत सातत्याने संशोधन व विकास केला जात आहे. त्यांचा वापर वाढविण्यासाठी जन जागरूकता आवश्‍यक आहे. 
 

अपारंपरिक ऊर्जा म्हणजे काय?
नैसर्गिक स्रोतांपासून मिळणारी व सातत्याने, पुन्हा पुन्हा निर्मिती करणे शक्‍य असलेली ऊर्जा म्हणजे अपारंपरिक ऊर्जा होय. 
त्यात सौरऊर्जा, पवनऊर्जा, जलऊर्जा, जैवऊर्जा, समुद्रापासून मिळणारी ऊर्जा व भूगर्भ औष्णिक ऊर्जा यांचा समावेश होतो. 

भारतामध्ये प्रामुख्याने कोळशापासून (६१ टक्के) वीजनिर्मिती केली जाते. या व्यतिरिक्त पारंपरिक ऊर्जानिर्मितीत जलविद्युत (१४.७ टक्के), नैसर्गिक वायू (८ टक्के), ऑइल (०.३ टक्का), परमाणू ऊर्जा (२ टक्के) यांचा वाटा आहे. 

भारतात प्रखर सूर्यप्रकाश, वेगाने वाहणारे वारे, विविध जलस्रोत आणि प्रचंड मोठा समुद्र किनारा यामुळे सौर, पवन, जल, जैव, सागरी व भूगर्भ औष्णिक या स्वरुपातील ऊर्जा भरपूर प्रमाणात आढळते. मात्र तिचा उपयोग करण्यामध्ये आपण कमी पडत आहे. भारतात ३१ मार्च २०१६ पर्यंत अपारंपरिक ऊर्जा स्रोतांपासून एकूण ४३.७ गिगावॉट (एकूण ऊर्जानिर्मितीच्या १४ टक्के) इतकी ऊर्जा निर्माण केली. 

सौरऊर्जा -
हा थेट व वर्षानुवर्षे मिळणारा, प्रदूषणरहित आणि सहज उपलब्ध असा स्रोत आहे. भारतामध्ये सूर्यापासून मिळणारी ऊर्जा ही ५० मेगावॉट प्रति चौरस कि.मी. इतकी उपलब्ध आहे. मात्र त्यातील फारच कमी ऊर्जा आपण वापरतो. या सौर ऊर्जेचे रूपांतर विद्युत ऊर्जेमध्ये करण्यासाठी फोटोव्होल्टाइक तंत्राचा वापर केला जातो. त्यासाठी अतिशय शुद्ध अशा स्फटिक सिलीकॉनच्या पातळ चकत्यांवर काही रासायनिक प्रक्रिया करून ०.५ व्होल्टेज देणारा विद्युत घट तयार केला जातो. १० सें.मी. व्यासाच्या एका विद्युत घटामुळे सुमारे ०.५ ते ०.८ वॉट इतकी शक्ती मिळते. असे घट एकत्र जोडून हव्या असलेल्या वॉट शक्तीचा संच तयार करतात. अशा संचावर सूर्यकिरणे पडल्यास त्यातून प्रत्यावर्ती (डी.सी.) बीजप्रवाह निर्माण होतो. त्यापासून बॅटरी विद्युतभारित (चार्ज) केली जाते. या बॅटरीवर सूर्यप्रकाश उपलब्ध नसलेल्या काळामध्ये (रात्री) विजेवरील उपकरणे चालवता येतात. 

हे सौर फोटोव्होल्टाइक पॅनेल वापरून सौर पथदिवे, सौरकंदील, घरगुती प्रकाश व्यवस्था, फवारणी यंत्र, पाणी उपसण्याचा पंप इ. उपकरणे चालविली जातात. त्यासाठी नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालयाद्वारे अटल ज्योती योजना सुरू असून, त्यामध्ये ग्रामीण आणि शहरी विभागामध्ये मागणीनुसार सौर पथदिवे बसवले जातात. 

देशभरामध्ये आजपर्यंत १५ लाख सौर फोटोव्होल्टाइक आधारित उपकरणे उभारली असून, नेहरू राष्ट्रीय सोलर मिशनद्वारे सन २०२२ पर्यंत २० हजार मेगावॉट ऊर्जानिर्मितीचे उद्दिष्ट ठेवले आहे. डिसेंबर २०१६ पर्यंत देशात ९०१२ मेगावॉट क्षमतेचे प्रकल्प उभारले असून, त्यापैकी महाराष्ट्रात ४३०.४६ मेगावॉट ऊर्जानिर्मितीचे प्रकल्प कार्यान्वित आहेत.

पवनऊर्जा -
पवनऊर्जा हे सौरऊर्जेचे अप्रत्यक्ष रूप असून, स्वच्छ ऊर्जानिर्मितीचा महत्त्वाचा स्रोत आहे. भारतातील अपारंपरिक ऊर्जेमध्ये पवनऊर्जेचा मोठा वाटा आहे. यात पवनचक्‍क्‍यांच्या साह्याने वाऱ्यातील गतिज ऊर्जेचे रूपांतर यांत्रिक ऊर्जेमध्ये केले जाते. पुढे ही यांत्रिक ऊर्जा वेगवेगळ्या स्वरूपात वापरली जाते. उदा. एका पवनचक्कीच्या साह्याने २५ ते ५० हजार लिटर पाणी प्रति दिन उपसता येते. 
किंवा त्यापासून विद्युत जनित्राच्या वापर करून विद्युतऊर्जा तयार केली जाते. 

भारतात पवनशक्तीद्वारे ५० मीटर उंचीवर ४९,१३०; तर ८० मीटर उंचीवर १,०२,७८८ मेगावॉट इतकी ऊर्जानिर्मिती होऊ शकते.  मात्र प्रत्यक्षात आजपर्यंत २८,७०० मेगावॉट इतकी ऊर्जानिर्मिती क्षमतेचे प्रकल्प सुरू आहेत. 

जगभरामध्ये भारताचा पवनशक्तीद्वारे ऊर्जानिर्मितीत चौथा क्रमांक लागतो. महाराष्ट्रात अनुक्रमे ५४३९ व ५९६१ मेगावॉटची क्षमता असूनही, त्यातील केवळ ४६६६ मेगावॉट पवनशक्तीद्वारे विद्युतनिर्मिती केली जाते. 

जैवऊर्जा -
जैविक पदार्थांपासून मिळणाऱ्या ऊर्जेला जैवऊर्जा म्हणून संबोधले जाते. भारतामध्ये कृषी अवशेष, कृषी उद्योगातून मिळणारे टाकाऊ पदार्थ, शेवाळ, जनावरांचे मलमूत्र तसेच जंगलातील पालापाचोळा या माध्यमांतून ५४० दशलक्ष टन इतके जैवपदार्थ (बायोमास) दरवर्षी उपलब्ध होऊ शकतात. त्यातील ७० ते ७५ टक्के जैवपदार्थ जनावरांकरिता चारा व घरगुती इंधनासाठी सोडले तरी उर्वरित १२० ते १५० दशलक्ष टन जैवपदार्थ प्रतिवर्षी ऊर्जानिर्मितीकरिता उपलब्ध होऊ शकतो. त्यापासून १८ हजार मेगावॉटपेक्षा जास्त विद्युत ऊर्जानिर्मिती होऊ शकते. 

देशातील ५५० साखर कारखाने आधुनिक तंत्राने चालविल्यास अतिरिक्त १००० मेगावॉट इतकी ऊर्जानिर्मिती होऊ शकेल. 

महाराष्ट्रात जैवपदार्थापासून होणारी विद्युत निर्मितीक्षमता १०१४.२ मेगावॉट इतकी असून, त्यापैकी केवळ २१५ मेगावॉट क्षमतेचे प्रकल्प कार्यान्वित आहेत.

जैविक पदार्थांचे थेट ज्वलन, कार्बनीकरण, द्रवीकरण आणि गॅसीफिकेशन करून त्यांचा स्थायू, द्रव व वायू या स्वरूपात इंधन म्हणून वापर करता येतो. 

१) थेट ज्वलन  
सध्या ग्रामीण भागामध्ये घरगुती कारणांसाठी लाकूडफाटा ज्वलनातून ऊर्जा मिळवली जाते. त्यात सुधारित चुलींचा वापर केल्यास ऊर्जा कार्यक्षमता वाढू शकते.

२) जैवपदार्थापासून वायू इंधन 
उदा. बायोगॅस - जनावरांच्या मलमूत्रांपासून बायोगॅस तयार केला जातो. देशात आजपर्यंत ४ मिलियन बायोगॅस संयंत्र उभारणी झालेली असून, उभारणीमध्ये भारताचा जगामध्ये दुसरा क्रमांक लागतो. असे असले तरी देखभालीअभावी अनेक संयंत्र निकामी ठरले आहेत. 

३) गॅसिफायरवर आधारित विद्युतनिर्मिती 
गॅसीफिकेशन तंत्र वापरून जैवपदार्थांपासून तयार केलेला प्रोड्यूसर गॅस हा इंजिनमध्ये वापरला जातो व विद्युतनिर्मिती केली जाते.

४) जैवपदार्थापासून द्रव इंधन 
इथेनॉल, मिथेनॉल ही जैवपदार्थांपासून तयार करण्यात येणाऱ्या द्रव इंधनाची उदाहरणे आहेत. आपल्या देशामध्ये डिझेलसाठी पर्यायी इंधन म्हणून अखाद्य वनस्पती तेलांवर लक्ष केंद्रित केले जाते. 

भूगर्भ औष्णिक ऊर्जा -
भूगर्भामध्ये जसजसे पृथ्वीच्या केंद्राकडे जावे तसतसे पृथ्वीचे तापमान वाढत जाते. भूपृष्ठाखाली अशी काही स्थानिक उष्ण केंद्रके असतात. जेव्हा भूगर्भजल या उष्ण खडकांच्या संपर्कात येते तेव्हा कोरड्या वाफेमध्ये आर्द्र वाफेमध्ये किंवा उष्ण पाण्यामध्ये रूपांतरित होते. अशा उष्ण केंद्रकापर्यंत विहीर खोदून कोरडी किंवा आर्द्र वाफ बाहेर काढली जाते. त्याचा वापर विद्युत ऊर्जानिर्मितीसाठी किंवा वातावरण उबदार करण्यासाठी केला जातो. 

भारतामध्ये पर्वतीय प्रदेशात अशी ३४० केंद्रके ज्ञात असून, त्यातील ११३ ठिकाणे भूगर्भ औष्णिक ऊर्जेसाठी वापरता येतील.  भूपृष्ठाखाली १० कि.मी. खोलीला सरासरी २०० अंश से. इतकी उष्णता मिळते. 

आतापर्यंत भारतात जम्मू काश्‍मीरमध्ये २० मेगावॉट व हिमाचल प्रदेशमध्ये ५ मेगावॉट इतक्‍या क्षमतेचे प्रकल्प चालू आहेत. खर्चिक उपकरणे आणि डोंगराळ भाग यामुळे ऊर्जास्रोताचा हवा तितका उपयोग होत नाही. 

समुद्रापासून मिळणारी ऊर्जा -
समुद्राच्या भरती ओहोटीपासून, पृष्ठभागावरील तरंगापासून व पाण्यातील उष्णतेपासून विद्युतनिर्मिती शक्‍य असून, यावर आधारित एकही प्रकल्प भारतात नाही. अशा प्रकल्पापासून ८ ते ९ मेगावॉट विद्युतनिर्मिती शक्‍य आहे. कच्छ येथे ९०० मेगावॉट क्षमतेचा प्रकल्प उभरण्यासाठी १४६० कोटी रुपये खर्च अपेक्षित असून, त्यातून ९० पैसे युनिट या दराने विद्युत ऊर्जा मिळू शकते.

जलविद्युत ऊर्जा-
भारतामध्ये लहान जलविद्युत प्रकल्पांची (२५ मेगावॉट) क्षमता १९७४९ मेगावॉट इतकी आहे. 

खनिज इंधनाचे प्रमाण कमी होत जाणार असून, भविष्यामध्ये प्रदूषणरहित, स्वच्छ अपारंपरिक स्रोतांवरच लक्ष केंद्रित करावे लागणार आहे. भारत सरकारच्या नॅशनल सोलर मिशनअंतर्गत दुसऱ्या टप्प्यात सौरऊर्जेपासून सन २०२२ पर्यंत सौरऊर्जेपासून १००००० मेगावॉट विद्युतनिर्मितीचे उद्दिष्ट आहे. त्यापैकी ४०००० मेगावॉट विद्युतनिर्मिती छतावर उभारलेल्या सौर फोटोव्होल्टाइक प्रकल्पातून करावयाची आहे.

- डॉ. सुरेंद्र काळबांडे,  ७५८८७६३७८७ (प्राध्यापक व विभाग प्रमुख अपारंपरिक ऊर्जा स्रोत व विद्युत अभियांत्रिकी विभाग, डॉ.पंजाबराव देशमुख कृषि विद्यापीठ, अकोला)

भारतातील अपारंपरिक ऊर्जानिर्मिती टक्केवारी, प्रमाण 
पवन ऊर्जा                 ६३ टक्के (२८८७१ मेगावॉट)
सौर ऊर्जा                   १४ टक्के (९२३५ मेगावॉट)
जलविद्युत प्रकल्प     १०.७ टक्के (४३३१ मेगावॉट)
जैव ऊर्जा                   १२ टक्के

अपारंपरिक वीजनिर्मितीची सद्यःस्थिती
राज्यातील एकूण स्थापित प्रकल्प      ७३४८ मेगावॉट
पवनऊर्जा                                      ४६६१.९१ मेगावॉट
लघु जलविद्युत                              २९२.५२५  मेगावॉट
बायोमास                                      २१५.०० मेगावॉट
बगॅसवर आधारित                           १७७५.८५ मेगावॉट
औद्योगिक कचरा आधारित             ३४.७१३ मेगावॉट