क्या फ्लोटिंग सोलर पैनल डिकार्बोनाइज़ेशन की एक व्यवहार्य राह हैं?

डिकार्बोनाइज़ेशन – जैसा कि नाम से स्पष्ट है – वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन को हटाने या कम करने की ओर संकेत करता है। व्यापक रूप में लक्ष्य कम-कार्बन ऊर्जा स्रोतों के उपयोग की ओर स्विच करना है।

अब तक, हम सभी जानते हैं कि हमें वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को क्यों कम या हटाना चाहिए। लगभग एक दशक पहले, दुनिया ने पेरिस समझौते तक पहुंच बनाई थी, जो प्री-इंडस्ट्रियल स्तर से 2 डिग्री सेल्सियस से नीचे वैश्विक तापमान वृद्धि को सीमित करने और 2050 तक शुद्ध कार्बन तटस्थता प्राप्त करने के लिए इसे 1.5 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करने के गंभीर प्रयासों का समर्थन करता है, आदि।

डिकार्बोनाइज़ेशन विश्व के भविष्य के लिए इतना आवश्यक और तात्कालिक कार्य है कि सरकारें, कंपनियां और व्यापक सामाजिक समुदाय इसे तेज़ करने के तरीके खोजने के लिए उत्सुक हैं। हालांकि, इसके लिए हरे बिजली और हरे अणुओं पर आधारित वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों द्वारा समर्थित पूरी तरह अलग ऊर्जा प्रणालियों की आवश्यकता होती है। एक नया शोध अध्ययन फ्लोटिंग सोलर पैनलों को डिकार्बोनाइज़ेशन के मार्ग के रूप में उपयोग करने की संभावना प्रस्तुत करता है। लेकिन क्या ये पैनल व्यवहार्य हैं? आइए देखें।

कम-कार्बन फ्लोटिंग सोलर एरेज़ की तैनाती के लिए वैश्विक संभावनाएँ

बैंगोर और लैंकेस्टर विश्वविद्यालयों तथा यूके सेंटर फॉर इकोलॉजी एंड हाइड्रोलॉजी की एक शोध टीम ने फ्लोटिंग सोलर एरेज़ की तैनाती से उत्पन्न और आपूर्ति की जा सकने वाली शक्ति की मात्रा की गणना करने का प्रयास किया। विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने विश्वभर में लगभग 68,000 झीलों और जलाशयों पर फ्लोटिंग फोटोवोल्टाइक के दैनिक विद्युत उत्पादन की गणना की।

सौर प्रौद्योगिकी की स्थापना के लिए सबसे उपयुक्त माना जाने के लिए, स्थान को जनसंख्या केंद्र से अधिकतम 10 किमी की दूरी पर होना चाहिए और संरक्षित क्षेत्र में नहीं होना चाहिए। साथ ही, झीलों और जलाशयों को साल में छह महीने से अधिक समय तक सूखा या जमी नहीं रहना चाहिए। इन झीलों और जलाशयों के केवल 10% सतह क्षेत्र को गणना में शामिल किया गया था।

इन सभी विचारों के अधीन और ऊँचाई, अक्षांश और मौसम के कारकों पर निर्भर करते हुए, इन झीलों पर FPV से संभावित वार्षिक विद्युत उत्पादन 1302 टेरावॉट-घंटे (TWh) था, जो यूके की कुल वार्षिक विद्युत मांग से लगभग चार गुना अधिक है।

परिणामों ने शोधकर्ताओं को और गहराई से जांच करने और इस विधि की वैश्विक संभावनाओं का अध्ययन करने के लिए प्रेरित किया। देशवार, पाँच राष्ट्र अपनी पूरी विद्युत आवश्यकता FPV से पूरी कर सकते थे। इन पाँच में पापुआ न्यू गिनी, इथियोपिया और रवांडा शामिल हैं। दूसरी ओर, बोलीविया और टोंगा जैसे देशों ने ऐसी विधियों से अपनी मांग का 87% और 92% तक पूरा कर सकते थे।

अफ़्रीका, कैरिबियन, दक्षिण अमेरिका और मध्य एशिया के कई अन्य देशों ने FPV की तैनाती से अपनी वार्षिक विद्युत मांग का 40% से 70% तक पूरा कर सकते थे। यहाँ तक कि फिनलैंड और डेनमार्क जैसे विकसित देशों ने क्रमशः अपनी वार्षिक मांग का 17% और 7% इन स्रोतों से प्राप्त किया।

FPV डिकार्बोनाइज़्ड बिजली उत्पन्न करके जल अभाव को भी कम कर सकते हैं। कैसे? अगले भाग में हम संक्षेप में इस समाधान की जांच करेंगे।

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FPV जल अभाव को कैसे कम कर सकते हैं

स्पष्ट रूप से कहा जाए तो, FPV वाष्पीकरण के माध्यम से जल हानि को कम करके जल अभाव को घटा सकते हैं। कई वैज्ञानिक अध्ययन इस दावे की पुष्टि करते हैं कि FPV प्रणाली वैश्विक जलाशयों और झीलों से वाष्पीकरणीय जल हानि को कम करके जल अभाव को कम करने की सबसे प्रभावी रणनीतियों में से एक हो सकती है। FPV वाष्पीकरणीय जल हानि को कम करने के दो मुख्य तरीके अपनाते हैं।

पहले, FPV छाया प्रदान करते हैं और जल सतह का तापमान कम करते हैं। ऐसी छाया वायु-जल इंटरफ़ेस पर वाष्प दाब ग्रेडिएंट को दबाने में मदद करती है, जो अंतर्निहित ऊष्मा प्रवाह और वाष्पीकरण के मुख्य प्रेरकों में से एक है।

छाया प्रभावों के अलावा, FPV हवा के अवरोधक के रूप में भी कार्य करते हैं। हवा की गति वाष्पीकरण दरों के साथ सीधे संबंधित होती है, और कम हुई हवा एक शमन कारक के रूप में कार्य करती है। FPV के लाभों के बारे में बात करते हुए, बैंगोर विश्वविद्यालय के पेपर के मुख्य लेखक डॉ. लास्टिन वूलवे ने कहा: had the following to say:

भले ही हमने FPV की तैनाती के लिए एक वास्तविक परिदृश्य बनाने के लिए मानदंड निर्धारित किए हों, सभी क्षेत्रों में लाभ हैं, मुख्यतः उच्च धूप वाले निम्न-आय वाले देशों में, लेकिन उत्तरी यूरोपीय देशों में भी। हमने जो मानदंड चुने थे, वे स्पष्ट बहिष्कारों पर आधारित थे, जैसे संरक्षित क्षेत्रों में स्थित झीलें, साथ ही उन कारकों पर भी जो तैनाती की लागत और जोखिम को कम कर सकते हैं।

यह डिकार्बोनाइज़ेशन की एक व्यवहार्य राह है जो अतिरिक्त लाभ भी लाती है। हालांकि, कई अन्य रणनीतियाँ प्रमुख उद्योग क्षेत्रों—जो अक्सर जीवाश्म ईंधन और कार्बन उत्पादन से जुड़े होते हैं—को प्रभावी रूप से डिकार्बोनाइज़ करने में मदद कर सकती हैं। आने वाले भागों में हम कुछ ऐसे उद्योगों पर चर्चा करेंगे और उनके संभावित डिकार्बोनाइज़ेशन मार्गों की जांच करेंगे।

रसायन उद्योग

प्रेडिक्टिव एनालिटिक्स, उन्नत विज़ुअलाइज़ेशन और एआई-संचालित ऊर्जा प्रबंधन उपकरणों का उपयोग रसायन उद्योग को उसके संसाधन और ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में मदद कर सकता है। यह धीरे-धीरे टिकाऊ कचरा या जैव-आधारित फीडस्टॉक्स, जैसे पौधों या पशु वसा, शर्करा, लिग्निन, हेमिसेल्यूलोज़, स्टार्च, मक्का या शर्करा, का उपयोग कर सकता है। डिकार्बोनाइज़ेशन लक्ष्यों में सकारात्मक योगदान देने के लिए इस उद्योग का एक और संभावित मार्ग शुद्ध सामग्री जैसे पॉलिमर, रबर, बैटरियां, पैकेजिंग सामग्री, सॉल्वेंट, हीट ट्रांसफर फ्लुइड और लुब्रिकेंट्स का उत्पादन न करना हो सकता है।

तेल और गैस

तेल और गैस कंपनियों को सफलतापूर्वक डिकार्बोनाइज़ करने के लिए कठोर कदम उठाने चाहिए। कुछ कंपनियों ने पहले ही अपनी नवीकरणीय ऊर्जा क्षमताएं विकसित कर ली हैं, जबकि अन्य सहायक क्षेत्रों में कंपनियों का अधिग्रहण कर रही हैं, जैसे सोलर इंस्टालर या इलेक्ट्रिक वाहन (EV) चार्जिंग स्टेशन, ताकि वे कम से कम या शून्य उत्सर्जन वाले उत्पादों का अपना पोर्टफ़ोलियो विस्तारित कर सकें।

इसके अतिरिक्त, कार्बन डाइऑक्साइड को कच्चे माल में बदलने का विकल्प भी है। कार्बन डाइऑक्साइड को फीडस्टॉक के रूप में उपयोग करने से संभावित रूप से अरबों डॉलर के बाजार बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, C2CNT जैसी कंपनियां पिघले हुए इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को सीधे कार्बन नैनोट्यूब्स में परिवर्तित करती हैं, जो स्टील से अधिक मजबूत और अत्यधिक चालक होते हैं।

पावर यूटिलिटीज़ और नवीकरणीय ऊर्जा

यह सेक्टर लंबे समय से सक्रिय रूप से डिकार्बोनाइज़ेशन से निपट रहा है। हालांकि, सुधार की गुंजाइश है। उद्योग के खिलाड़ियों को अधिक अनुकूल, सुव्यवस्थित और प्रभावी नियामक वातावरण के लिए वकालत करनी चाहिए।

अपने संचालन को सहज, समन्वित और अनुकूलित बनाने के लिए, कंपनियों को समय पर डिजिटल टूल्स की ओर संक्रमण करना चाहिए जो एक लीन संगठनात्मक संरचना को सशक्त बनाते हैं। नई विकास रणनीतियों की खोज की भी अधिक आवश्यकता है।

खनन और धातु

खनन क्षेत्र में, कंपनियां अपनी उत्सर्जन को संतुलित करने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा प्रयासों में निवेश कर रही हैं। उदाहरण के लिए, BHP ने ऑस्ट्रेलिया के क्वींसलैंड राज्य में नए सौर और पवन फार्म विकसित करने के लिए एक समझौता किया है, जिससे वे उस क्षेत्र में अपने कोयला संचालन को सौर ऊर्जा पर चलाकर देश में अपनी अप्रत्यक्ष उत्सर्जन को पाँच वर्षों में 20% तक कम कर सकें। अब तक, खनन कंपनियां अपने परिचालन उत्सर्जन को नियंत्रित रखने में सक्षम हैं। हालांकि, उन्हें मूल्य श्रृंखला के उत्सर्जन के बारे में अधिक चिंतित और सक्रिय होना चाहिए।

जबकि उद्योग खंड और सरकारें लगातार अपने पर्यावरणीय प्रभाव का मूल्यांकन करती हैं, विशेषकर कार्बन फुटप्रिंट छोड़ने के संदर्भ में, व्यक्तिगत कंपनियां नवाचारी समाधान पेश कर रही हैं। अगले कुछ भागों में हम ऐसी कुछ कंपनियों पर नजर डालेंगे।

#1. Ciel & Terre International

2006 में फोटोवोल्टाइक सिस्टमों के एकीकरण में विशेषज्ञ के रूप में स्थापित, Ciel & Terre International ने 2011 से बड़े पैमाने पर फ्लोटिंग PV प्लांट विकसित किए हैं। कंपनी ने विश्वभर में फ्लोटिंग PV स्थापित किए हैं, जिनमें ओंडानी इके, जापान, चांगबिन 3 और 4, ताइवान, टाटा स्टील जामशेदपुर, भारत, मॉन्टपेज़ा, फ्रांस, कनो ब्रूक, यूएसए और कई अन्य शामिल हैं।

कंपनी के पास परीक्षण और फील्ड अनुभव के दस से अधिक वर्ष और अपने पावर प्लांट्स के साथ 30 से अधिक वर्ष का फ्लोटिंग सोलर ऊर्जा उत्पादन है। इसका कार्य विश्वभर में 280 फ्लोटिंग सोलर प्रोजेक्ट्स को कवर करता है।

हालांकि हम कंपनी की पूरी विस्तृत जानकारी नहीं देंगे, हम उसके प्रमुख उत्पादों में से एक, Hydrelio Air Optim, में गहराई से जाएंगे। एक लचीला फ्लोटिंग सोलर सिस्टम, यह उत्पाद कंपनी की मूल प्रणाली, Hydrelio Classic, का विकास है, जो 2010 में वैश्विक स्तर पर पहली बार पेटेंटेड और औद्योगिकीकृत फ्लोटिंग सोलर समाधान था। यह समाधान 210 किमी/घंटा या 130 मील/घंटा तक की तेज़ हवाओं का सामना कर सकता है, जो 1625 पास्कल के गतिशील दबाव के बराबर है। इसका यूवी-स्थिरित तकनीक 30 वर्षों तक की टिकाऊपन प्रदान करती है। यह तरंगदैर्ध्य के आधार पर 1 मीटर तक के इनशोर और नियरशोर स्थितियों के साथ कुशलता से अनुकूल हो सकता है। उत्पाद को जंग प्रतिरोध और पेयजल संगतता सुनिश्चित करने के लिए सर्वोत्तम सामग्री से निर्मित किया गया है।

Ciel & Terre की एक सहायक कंपनी भी है जिसका नाम Floating Solar UK है। यह यूके में Hydrelio सिस्टम की आपूर्ति के लिए बनाई गई है। अब तक, कंपनी द्वारा प्रकाशित आंकड़ों के अनुसार, Ciel & Terre ने लगभग 740,000 टन कार्बन डाइऑक्साइड को बचाने में मदद की है।

#2. Kyocera Global

एक और कंपनी जो डिकार्बोनाइज़्ड समाज के निर्माण में उत्कृष्ट कार्य कर रही है वह Kyocera Global है। इसके नवाचारी और क्रांतिकारी समाधानों में से एक FIT सोलर पैनल हैं जिन्हें Kyocera के कर्मचारियों ने अपने आवासीय छतों पर स्थापित किया है। इन पैनलों से उत्पन्न अतिरिक्त शक्ति, साथ ही Kyocera के गैर-FIT और JEPX+ सोलर प्लांट्स से उत्पन्न शक्ति, Digital Grid P2P प्लेटफ़ॉर्म में जाती है, जो फिर Kyocera योकोहामा नाकायामा सुविधा को गैर-जीवाश्म बिजली के रूप में शक्ति प्रदान करती है।

Kyocera फ्लोटिंग सोलर पैनल समाधान बनाने में एक परीक्षणित खिलाड़ी रहा है। 2018 में, उसने जापान का सबसे बड़ा 13.7MW फ्लोटिंग सोलर पावर प्लांट शुरू किया। यह प्लांट चिबा प्रीफ़ेक्चर के जल कार्य ब्यूरो द्वारा प्रबंधित एक जलाशय की सतह पर औद्योगिक उपयोग के लिए निर्मित किया गया है, जिसका सतह क्षेत्र 180,000m² (44 एकड़ से अधिक) है।

50,904 Kyocera सोलर मॉड्यूल स्थापित किए गए ताकि अनुमानित 16,170 मेगावॉट-घंटे (MWh) प्रति वर्ष उत्पन्न हो सकें, जो लगभग 5,000 सामान्य घरों को शक्ति प्रदान कर सकते हैं। यह शक्ति TEPCO Energy Partner, Incorporated को बेची गई। यह परियोजना मूल रूप से चिबा प्रीफ़ेक्चर की सार्वजनिक उद्यम एजेंसी द्वारा शुरू की गई थी, जिसने पर्यावरण पर अपने बोझ को कम करने के लिए कंपनियों की तलाश की।

जब यह पावर प्लांट कार्य में आया, तब Kyocera Solar TCL सुविधा ने पहले ही जापान में 60 से अधिक सोलर पावर प्लांट्स का निर्माण किया था और सात फ्लोटिंग सोलर पावर प्लांट्स विकसित किए थे, जो जापान के मीठे पानी के बांधों और जलाशयों का उपयोग करके, कृषि भूमि के बजाय, बनाए गए थे।

उपलब्ध नवीनतम डेटा के अनुसार, Kyocera Global की बिक्री राजस्व 1,492,672 मिलियन येन थी, जो 31 दिसंबर 2023 को समाप्त नौ महीने के लिए थी।

फ्लोटिंग सोलर पैनल और डिकार्बोनाइज़ेशन का भविष्य

विश्व बैंक द्वारा प्रकाशित एक रिपोर्ट के अनुसार, जिसने भारत में फ्लोटिंग सोलर पावर प्लांट बनाने की व्यवहार्यता की जांच की, बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन में कुछ बाधाएँ मौजूद हैं। ये बाधाएँ वैश्विक परिदृश्य पर भी लागू होती हैं। फ्लोटिंग पैनलों से सौर ऊर्जा उत्पन्न करना जमीन पर स्थापित इंस्टॉलेशन की तुलना में अधिक महंगा हो सकता है। फ्लोटिंग सोलर साइट की पात्रता मानदंडों के बारे में स्पष्टता की कमी है। इन सुविधाओं के निर्माण में मदद करने वाले उपकरणों की उत्पादन क्षमता कई मामलों में सीमित है।

विश्व बैंक ने यह भी बताया कि प्रदाता कैसे तेज़ी से अपनाने को बढ़ावा दे सकते हैं और अधिकतम कर सकते हैं। इसने देश के समग्र सौर ऊर्जा लक्ष्यों को स्थापित करने के लिए फ्लोटिंग सोलर क्षमता के स्पष्ट लक्ष्य निर्धारित करने की वकालत की।

जैसे कि हमने अपनी चर्चा की शुरुआत में प्रयोग किया था, इसने फ्लोटिंग सोलर प्रोजेक्ट्स के संभावित साइटों के एक भंडार के निर्माण की सलाह दी ताकि बाजार को सकारात्मक संकेत दिया जा सके और प्रोजेक्ट विकास प्रक्रिया को सुव्यवस्थित किया जा सके।

निकट भविष्य में, FPV-प्रमुख सौर ऊर्जा उत्पादन की वृद्धि के लिए मानकीकृत प्रक्रियाओं और प्रमाणपत्रों के अनुसार फ्लोटिंग सोलर उपकरणों के निर्माण को बढ़ावा देना और प्रोत्साहित करना आवश्यक होगा ताकि गुणवत्ता सुनिश्चित हो सके। चूंकि यह अभी भी एक उभरता हुआ क्षेत्र है, ऐसे प्रोजेक्ट्स के लिए विश्वसनीय व्यवहार्यता सर्वेक्षण करने वाले संस्थानों में निवेश की आवश्यकता होगी।

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