भाष्य : हायड्रोजन अर्थव्यवस्थेकडे | Sakal
sakal

बोलून बातमी शोधा

Hydrogen Vehicle

भाष्य : हायड्रोजन अर्थव्यवस्थेकडे

जग आता हायड्रोजन अर्थव्यवस्थेच्या महामार्गावर आहे. या महामार्गावर अनेक संभाव्य अडथळे आहेत. ते पार केल्यावर जनतेला प्रदूषणमुक्त वातावरण मिळेल. खनिज तेलावरील परावलंबित्वही त्यामुळे संपुष्टात येण्याची शक्यता आहे.

वसुंधरेचे तापमान वाढत आहे. त्याचं एक कारण म्हणजे हरितगृह परिणाम आहे. सूर्याकडून येणारी ऊर्जा पृथ्वीवर काही प्रमाणात शोषली किंवा वापरली जाते आणि काही वातावरणात प्रक्षेपित होते. ही ऊर्जा वातावरणातील काही वायू शोषून घेतात. तीच ऊर्जा पुन्हा पृथ्वीकडे प्रक्षेपित झाल्यामुळे पृथ्वीचं तापमान वाढतं. या वायूंमध्ये प्रामुख्याने कार्बन डायॉक्साईड असतोच पण मिथेन आणि पाण्याची वाफ असते. दळणवळण किंवा वीज-निर्मितीसाठी खनिज तेलाचा आणि कोळशाचा वापर केल्यामुळे हवेत कार्बन डायॉक्साईडचे प्रमाण वाढते. नैसर्गिक प्रक्रियांमुळे किंवा औद्योगिक उत्पादन करतानाही कित्येक टन कार्बन डायॉक्साईड तयार होतो. याला जागतिक आरोग्य संस्थेने ‘कार्बन फूट-प्रिंट’ म्हटलंय. तथापि कोण, किती टन कार्बन डायॉक्साईड हवेत सोडून देत आहे, याचं मोजमाप करणं कठीण आहे. १८८०पासून २००० या १२० वर्षांमध्ये वसुंधरेचे सरासरी तापमान ०.७६ अंश से.ने वाढले. तापमानवाढीचा वेग वाढलाय. गेल्या दहा वर्षांत पृथ्वीचं तापमान ०.१८ अंश से. एवढं वाढलंय. यामुळे विशिष्ट भागात प्रचंड पर्जन्यवृष्टी, वणवे, अवर्षण, पूर, गारपीट, वादळे अशी अनेक संकटे येऊन वित्त व प्राणहानी होते. प्रदूषणावर आणि हवामान बदलावर नियंत्रण असावे, या उद्देशाने हायड्रोजन अर्थव्यवस्थेच्या महामार्गावरून भारताला जायचं आहे. प्रगत देश आता कार्बन आधारित अर्थव्यवस्थेच्या मार्गाला बगल देऊन हायड्रोजन अर्थव्यवस्थेचा पाठपुरावा करू इच्छित आहेत.

दीर्घकालीन संशोधनप्रकल्प

कार्बन डायॉक्साईड विरहित ऊर्जानिर्मितीसाठी दीर्घकालीन संशोधनप्रकल्प आखले जात आहेत. याकरीता अपारंपरिक ऊर्जास्रोत वापरता येतात. बायोगॅस, बायोडिझेल, बायोइथॅनॉल,सागरी लाटा, पवनऊर्जा, सौरऊर्जा शक्य असेल तेथे वापरली जात आहे. ऊर्जानिर्मितीसाठी खनिज तेलाऐवजी हायड्रोजन वायूचा उपयोग केला तर त्याला ‘हायड्रोजन इकॉनॉमी’ म्हणतात. जगात ९०% असलेले मूलद्रव्य म्हणजे हायड्रोजन. त्याला वास, रंग आणि चव नाही. हायड्रोजन जळताना प्रचंड ऊर्जा प्रक्षेपित होते, यातून तयार काय होतं, तर फक्त पाणी (एच टू ओ) ! कारण हायड्रोजनचं ‘भस्म’ म्हणजे पाणी! साहजिकच हे इंधन ‘झिरो कार्बन फूट-प्रिंट’ वर्गीय किंवा "लो कार्बन एनर्जी सोर्स’ आहे! पृथ्वीवर हायड्रोजन वायूचे प्रमाण नगण्य आहे. हवेतील २० लाख वायुरूपी अणु-रेणूंमध्ये फक्त एक रेणू (‘एचटू’) हायड्रोजनचा असतो. पृथ्वीवरील बहुतेक हायड्रोजन पाण्याच्या रेणूमध्ये गुंतलेला आहे. पाण्याचे विद्युत विघटन करून हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनची निर्मिती करता येईल. त्यासाठी वीज लागणार. ती पर्यावरणानुकूल पद्धतीने मिळवण्यासाठी सौर आणि पवनऊर्जा वापरली जाईल. पाण्याच्या विद्युत विघटनासाठी लागणारा ‘इलेक्ट्रोलायझर’ तसेच त्याला लागणाऱ्या प्रोसेसला ‘इंटरनॅशनल रिन्यूएबल एनर्जी एजन्सी’ संस्थेने मान्यता दिली आहे.

स्वच्छ हवा आणि पर्यावरणाच्या संरक्षणासाठी हायड्रोजन हे इंधन पूरक ठरणार आहे. काळाची ही गरज असल्याने भारताच्या २०२१-२२च्या केंद्रीय अर्थसंकल्पात ‘राष्ट्रीय हायड्रोजन मिशन’ची स्थापना आणि त्यासंबंधीच्या विज्ञान-तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी २२१७ कोटी रुपयांची तरतूद केली आहे. भारतातील ‘कार्बन फूटप्रिंट’ कमी करणे आणि भावीकाळात ऊर्जानिर्मिती क्षेत्रात देश आत्मनिर्भर करणे ही दोन उद्दिष्टे आहेत. मोटार-ट्रक किंवा बस प्रवासा करिता हायड्रोजन इंधन वापरल्यामुळे प्रदूषण होणार नाही. परिणामी देशाचे खनिज तेला वरील परावलंबित्व आणि प्रदूषण कमी होईल. सध्या भारतात हायड्रोजनचे जे उत्पादन केले जाते, त्याचा उपयोग तेल शुद्धीकरण, सिमेंट, पोलाद, मेथॅनॉल आणि अमोनिया (खत) निर्मितीसाठी होतो. हायड्रोजन निर्मितीच्या प्रकारांना रंगांची नावे दिली आहेत. मात्र हायड्रोजनला रंग नसतो! उदाहरणार्थ करडा (राखाडी, ग्रे) हायड्रोजन खनिज तेला (जीवाश्म) पासून तयार होतो. हा हायड्रोजन औद्योगिक क्षेत्रात वापरला जातो. निळा (ब्ल्यू) हायड्रोजन तयार करण्यासाठी नैसर्गिक वायू वापरतात; पण त्यामधील कार्बनपासून मिथेन इंधन तयार होते. इथं कार्बनचा पुनर्वापर होतो. हरित (ग्रीन) हायड्रोजन तयार करताना पाण्याचे विद्युत-विघटनासाठी जी ऊर्जा लागते ती पवन किंवा सौर ऊर्जेमार्फत मिळवली जाते. हे पुनर्निर्माण होणारे स्रोत आहेत. साहजिकच या पुढे ग्रीन हायड्रोजनच्या निर्मितीसाठी विशेष प्रयत्न केले जातील. कारण प्रदूषणमुक्त दळणवळणासाठी तो आवश्यक आहे. हे उद्दिष्ट साध्य होण्यासाठी बॅटरीवरील वाहनेही मोठ्या प्रमाणात दिसतील.

पाणी हेच इंधन!

ज्यूल्स व्हर्ने नावाच्या विज्ञान लेखकाने १८७४ मध्ये ‘दि मिस्टीरियस आयलंड’ ही कादंबरी लिहिली होती. त्यात एका पात्राच्या तोंडी वाक्य आहे- ‘होय, मित्रा, भावीकाळात पाणी हे एक महत्त्वाचे इंधन म्हणून लोक वापरायला लागतील’. काल्पनिक गोष्टी सत्यात उतरू शकतात. पाण्याच्या वाफेवर रेल्वे इंजिन धावू लागलं. आता पाण्यावर कार्य करणारे इंधन घट (फ्युएल सेल) वापरून वीजनिर्मिती केली जाईल. इंधन घटामध्ये इलेक्ट्रोलाईट (पाणी), ऍनोड आणि कॅथोड असे तीन भाग असतात. पाण्यातील हायड्रोजन ऍनोडकडून ऋणभारित कॅथोडंकडे जाताना त्यातील एक इलेक्ट्रॉन एका उत्प्रेरकाच्या सान्निध्यात मुक्त होतो. अशा इलेक्ट्रॉनचा ओघ म्हणजे विद्युत प्रवाह. कॅथोडकडे आलेला हायड्रोजन, इलेक्ट्रॉन आणि ऑक्सिजन यांच्या संयोगामुळे पाणी तयार होते. अशा रीतीने इंधन घटामध्ये हायड्रोजनपासून वीज व पाणी तयार होते.

इंधन-घटाच्या संशोधनासाठी पुढारलेल्या देशांनी मोठा निधी उपलब्ध करून दिला आहे. याचे कारण हायड्रोजनवर आधारित असणारी अर्थव्यवस्था पुढील काही दशकात येऊ घातली आहे. तिचे पडसाद उमटताहेत. भारतातील उद्योगपती एकत्र येऊन असा प्रकल्प यशस्वी करण्याचा प्रयत्न करतील. स्पेन, ब्रिटन, जर्मनी आदी देशांत इंधन-घटावर चालणाऱ्या बसगाड्या आहेत. इंधन घटाच्या मोटारी लोकप्रिय होतील. अशा मोटारीत यांत्रिक हालचाल होणारी मशिनरी कमी असेल. त्यामुळे झीज कमी होईल. देखभालीचा खर्च कमी असेल. पाण्यावर पळणारी मोटार म्हटल्यावर ग्राहकांच्या ‘तोंडाला पाणी सुटेल’. हायड्रोजन अतिशीत तापमानात आणि दाबात वाहून न्यावा लागतो. हायड्रोजनचा साठा घेऊन मोटारीचा प्रवास करणं धोक्याचं वाटेल. कारण तो स्फोटक असतो. यावर उपाय आहे. इंजिनाला ज्या प्रमाणात हायड्रोजनची गरज पडेल, त्या प्रमाणात तो ‘ऐन वेळी’ तयार होत राहील, अशी यंत्रणा तयार करायची. इंधन-घटावर पळणारी गाडी बॅटरीवर चालणाऱ्या मोटारीपेक्षा स्वस्त असेल. बॅटरी चार्ज करावी लागते; पण फ्युएल-सेल चार्ज करावा लागत नाही. भावीकाळात प्रत्येक गावाची ऊर्जा (वीज) विषयक गरज गावातच हायड्रोजन तयार करून भागवली जाईल. हायड्रोजनपासून प्राप्त होणारी ऊर्जा पेट्रोलियमपेक्षा तिप्पट असून जास्त कार्यक्षम आहे. या तंत्राला ‘ग्रीन एनर्जी’ म्हणतात.

राष्ट्रीय हायड्रोजन मिशनचा एक उद्देश म्हणजे हे तंत्रज्ञान आत्मसात करणे. संशोधन-विकास- कार्यक्रम आखणे आणि प्रशिक्षित तरुण तयार करणे. कारण जग आता हायड्रोजन अर्थव्यवस्थेच्या महामार्गावर आहे. या महामार्गावर अनेक संभाव्य अडथळे आणि "टोल-नाके" आहेत. ते पार केल्यावर जनतेला प्रदूषण-मुक्त वातावरण मिळेल. अक्षय-विकासाची तत्वे पाळली जातील. परिणामी खनिज तेलावरील परावलंबित्व संपुष्टात येईल.

loading image
go to top