गुजरात के औद्योगिक शहर मोरबी में, हवा आमतौर पर लाखों वर्ग मीटर सिरेमिक टाइलों का उत्पादन करने वाली गैस से चलने वाली भट्टियों की गड़गड़ाहट से गूंजती है। हालाँकि, आज, शहर की लगभग एक चौथाई सिरेमिक इकाइयाँ चुप हो गए हैं. लगभग एक हजार किलोमीटर दूर पंजाब के लुधियाना में, भारत के सबसे बड़े होजरी और निटवेअर समूहों में से एक को इसी तरह की खामोशी का सामना करना पड़ रहा है। वजह भू-राजनीतिक है.
जैसे-जैसे अमेरिका और ईरान के बीच संघर्ष तेज होता जा रहा है होर्मुज जलडमरूमध्यदुनिया की सबसे महत्वपूर्ण तेल और गैस धमनी, एक चुनौती में बदल गई है। भारत अपनी प्राकृतिक गैस का लगभग आधा हिस्सा आयात करता है और पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस मंत्रालय द्वारा गैर-प्राथमिकता वाले औद्योगिक क्षेत्रों के लिए गैस आवंटन को उनके अनुबंधित मात्रा के केवल 65-80% तक कम करने से इसे और अधिक दर्दनाक बना दिया गया है।
मोरबी और लुधियाना जैसे समूहों में निर्माताओं के लिए, जहां कंपनियों ने गैस और अन्य जीवाश्म ईंधन के विकल्प तलाशना शुरू कर दिया है, वर्तमान संकट सत्यापन का क्षण होना चाहिए क्योंकि वे गर्मी के बड़े पैमाने पर विद्युतीकरण की ओर बढ़ रहे हैं। हालाँकि, दूसरों के लिए, यह फास्ट-ट्रैक डीकार्बोनाइजेशन के लिए एक अल्टीमेटम की तरह लग सकता है और, कुल मिलाकर भारत के लिए, एक अनुस्मारक है कि उसे केवल ऊर्जा स्वतंत्रता के बजाय थर्मल स्वतंत्रता, यानी गर्मी के ‘संप्रभु’ स्रोत की आवश्यकता है।
गर्म करने के लिए सूरज की रोशनी
दशकों से, औद्योगिक ताप कोयला या गैस जैसे हाइड्रोकार्बन जलाने का पर्याय रहा है। उदाहरण के लिए, लुधियाना की कपड़ा मिलों में, बड़े बॉयलर रंगाई और फिनिशिंग में इस्तेमाल होने वाली भाप बनाने के लिए गैस जलाते हैं। मोरबी में, गैस की लपटें 1,000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर टाइलों को जला देती हैं।
छत पर सौर फोटोवोल्टिक पैनल आम हो गए हैं, लेकिन वे बिजली पैदा करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, न कि कच्ची, तीव्र गर्मी जो उद्योगों की मांग है, इसलिए यह वह जगह है जहां केंद्रित सौर थर्मल (सीएसटी) जैसी प्रौद्योगिकियां प्रासंगिक हो सकती हैं। जबकि फोटोवोल्टेइक अक्षय सूर्य के प्रकाश को इलेक्ट्रॉनों की धारा में परिवर्तित करने के लिए अर्धचालक का उपयोग करते हैं, सीएसटी एक रिसीवर पर सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करने के लिए सटीक रूप से नियंत्रित दर्पण का उपयोग करता है, जहां यह पानी या पिघले नमक जैसे तरल पदार्थ को 400 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करता है।
स्कोअरिंग और ब्लीचिंग सहित अधिकांश कपड़ा प्रक्रियाओं के लिए 100 डिग्री सेल्सियस और 180 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान की आवश्यकता होती है। सिद्धांत रूप में, मिलें सूर्य के प्रकाश से सीधे दबावयुक्त भाप उत्पन्न करने के लिए कारखाने के मैदान या आस-पास की भूमि पर परवलयिक कुंड स्थापित कर सकती हैं। नवीन एवं नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय के आंकड़ों के अनुसार, भारत में ए 6.4 गीगावॉट की सीएसटी क्षमता. हालाँकि, गोद लेने की दर कम बनी हुई है – लेकिन चूंकि पश्चिम एशिया में युद्ध के कारण गैस की कीमतें पहले ही तीन गुना हो गई हैं, सीएसटी स्थापना के लिए भुगतान की अवधि भी मौजूदा सात वर्षों से कम हो सकती है।
कुशल ताप स्थानांतरण
एक सदी से भी अधिक समय से, एक अत्यधिक अकुशल प्रक्रिया में, घरों में लोग, प्रयोगशालाओं में इंजीनियर और औद्योगिक संचालक गर्म हवा बनाने के लिए ईंधन जलाते हैं, फिर उस गर्मी को एक उत्पाद में स्थानांतरित करते हैं। एक गैस बॉयलर अपनी 20-30% ऊर्जा केवल निकास में खो देता है। औद्योगिक ताप को डीकार्बोनाइजिंग करने का एक प्रस्तावित मार्ग लौ को प्रेरण या प्लाज्मा जैसे विद्युत चुम्बकीय ताप तरीकों से बदल देता है। उदाहरण के लिए, एक इंडक्शन स्टोव एक कुंडल के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित करता है, जिससे एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है जो सीधे धातु के अंदर या संसाधित होने वाली सामग्री में गर्मी उत्पन्न करता है। हवा या भाप जैसा कोई मध्यस्थ पदार्थ नहीं है जो गर्मी का एक हिस्सा छीन लेता है, इसलिए ऐसे हीटरों की दक्षता दर 90% से अधिक होने के लिए जानी जाती है।
भारत में उच्च तापमान वाले उद्योग, जैसे सिरेमिक, और दुनिया भर में उच्च तापमान वाली औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए प्लाज्मा टॉर्च जैसी प्रौद्योगिकियों की खोज भी कर रहे हैं। प्लाज्मा टॉर्च भी उपयोगकर्ताओं को अपने तापमान को बारीकी से नियंत्रित करने की अनुमति देती है, इस प्रकार विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए कम या अधिक हीटिंग को रोकती है।
हालाँकि, बड़ा सवाल यह है कि क्या भारत का ग्रिड तैयार है। यदि लुधियाना और मोरबी जैसे बड़े औद्योगिक समूह तेजी से इलेक्ट्रिक हीटिंग प्रौद्योगिकियों पर स्विच करते हैं, तो अतिरिक्त भार पावर ग्रिड के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती पैदा करेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि वर्तमान में औद्योगिक ताप भारत की कुल ऊर्जा खपत का लगभग 25% है और उस भार को गैस पाइप से बिजली के तारों पर स्थानांतरित करना एक गहन इंजीनियरिंग चुनौती होगी।
थर्मल नीति की आवश्यकता
अधिकांश कारखाने 24/7 चक्र पर काम करते हैं जबकि सौर और पवन ऊर्जा रुक-रुक कर चलती है, इसलिए उद्योग के लिए गर्मी को विद्युतीकृत करने के लिए, भारत को चौबीसों घंटे नवीकरणीय ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसमें बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और पंप किए गए हाइड्रो स्टोरेज का एक बड़ा रोलआउट शामिल है। वर्तमान में, भारत की भंडारण क्षमता अपनी प्रारंभिक अवस्था में है और इसके बिना ग्रिड ऊर्जा के बड़े ‘स्पाइक’ को बनाए रखने की स्थिति में नहीं है जो भारी औद्योगिक प्रेरण भट्टियों की मांग है।
दूसरा, लुधियाना जैसे औद्योगिक समूहों में स्थानीय बिजली ग्रिड अक्सर पुराने हो रहे हैं। उच्च क्षमता वाले इंडक्शन हीटिंग के लिए अंतिम मील आपूर्ति के लिए उच्च-वोल्टेज सबस्टेशन और प्रबलित केबलिंग की आवश्यकता होती है। औद्योगिक समूहों में DISCOMs की एसेट-लोडिंग रिपोर्ट से पता चलता है कि लगभग एक चौथाई से एक तिहाई वितरण ट्रांसफार्मर को पीक आवर्स के दौरान गंभीर रूप से लोड किया जा सकता है, जिसमें विद्युतीकृत गर्मी जैसी अतिरिक्त मांग के लिए कम हेडरूम होता है। इसलिए औद्योगिक भार जोड़ने के लिए काफी अधिक ट्रांसफार्मर क्षमता की आवश्यकता होगी।
ये बाधाएं सीएसटी के लाभ को बढ़ाती हैं, विशेष रूप से गर्मी के स्रोत के रूप में जो ग्रिड पर निर्भर नहीं होती है। साइट पर थर्मल ऊर्जा उत्पन्न करके और इसे इंसुलेटेड टैंकों में संग्रहीत करके, एक कारखाना राष्ट्रीय ग्रिड से एक भी वाट लिए बिना रात में भी काम करना जारी रख सकता है। थर्मल स्टोरेज भी लिथियम-आयन बैटरी स्टोरेज से काफी सस्ता है।
एलपीजी संकट से बचने और विद्युतीकृत गर्मी में परिवर्तन को पूरा करने के लिए, भारत को एक ‘राष्ट्रीय थर्मल नीति’ की आवश्यकता है। इसकी वर्तमान सब्सिडी बिजली (विशेष रूप से फोटोवोल्टिक्स) पर अधिक ध्यान केंद्रित करती है जबकि सीएसटी जैसी प्रत्यक्ष-ताप प्रौद्योगिकियों के लिए कुछ प्रोत्साहन हैं। सरकार को सीएसटी मिरर निर्माताओं को वही त्वरित मूल्यह्रास और उत्पादन से जुड़े प्रोत्साहन प्रदान करने पर विचार करना चाहिए जो उसने सौर सेल निर्माताओं को दिया था। भारत को कार्बन बाज़ार में भी सुधार करने की ज़रूरत है ताकि मोरबी में फ़ैक्टरियों को नवजात कार्बन क्रेडिट ट्रेडिंग योजना के माध्यम से अपने ‘बचे हुए उत्सर्जन’ को बेचने और बिजली भट्टियों की उच्च पूंजी लागत को ऑफसेट करने के लिए राजस्व का उपयोग करने की अनुमति मिल सके।
ओमान, स्पेन, डेनमार्क उदाहरण
उद्योग हाइब्रिड समाधानों से भी लाभ उठा सकते हैं, क्योंकि पहले उनके मौजूदा बुनियादी ढांचे को बर्बाद किए बिना आधुनिकीकरण करने में सक्षम होने का अंतर्निहित लाभ है। उदाहरण के लिए, एक सीएसटी प्रणाली दिन में काम कर सकती है, एक छोटी गैस-आधारित बैकअप प्रणाली चरम भार का समर्थन कर सकती है, और इंडक्शन कॉइल सटीक प्रक्रियाओं के लिए गर्मी प्रदान कर सकती है। ओमान में ‘मिराह’ परियोजना एक उपयोगी उदाहरण प्रस्तुत करती है: इंजीनियरों ने दुनिया के सबसे बड़े संकेंद्रित सौर तापीय संयंत्रों में से एक को मौजूदा गैस-चालित औद्योगिक संचालन के साथ एकीकृत किया। इस प्रकार, सौर ऊर्जा दिन के समय भाप उत्पन्न करती है, जिससे गैस की खपत लगभग 80% कम हो जाती है, जबकि गैस बॉयलर स्टैंडबाय पर थे और रात के समय उपयोग के लिए थे।
स्पेन में ‘औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए सौर ताप’ पहल ने कंपनी सोलाटॉम को प्लग-एंड-प्ले सौर तापीय इकाइयाँ विकसित करने की अनुमति दी है: पूर्व-इकट्ठे, कंटेनरीकृत दर्पण सरणियाँ जिन्हें एक कारखाना छत या छोटे पार्किंग स्थल पर स्थापित कर सकता है और सीधे अपने मौजूदा स्टीम नेटवर्क से कनेक्ट कर सकता है। डेनमार्क ने गर्मी खरीद समझौतों का समर्थन करने के लिए अपने ऊर्जा बाजार में सुधार किया, जिसके तहत एक बाहरी प्रदाता सीएसटी या इंडक्शन सिस्टम स्थापित और रखरखाव करता है और फैक्ट्री बस एक निश्चित दर पर गर्मी खरीदती है, जो आमतौर पर गैस से सस्ती होती है; सरकार ने भी बड़े पैमाने पर थर्मल स्टोरेज में निवेश करके इस पहल का समर्थन किया जो कई दिनों तक ‘अतिरिक्त’ गर्मी को बरकरार रख सकता है। ऐसे समाधान नए अपनाने वालों के लिए इंजीनियरिंग लागत को काफी हद तक कम कर देते हैं।
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