विश्व के सबसे बड़े प्रदूषक द्वारा किए जा रहे स्वच्छ ऊर्जा प्रयास

सबसे बड़े प्रदूषक से हरित नीति तक

चीन की आर्थिक और औद्योगिक वृद्धि की पर्यावरणीय कीमत भी रही है। कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने सीमेंट, इस्पात, एल्युमिनियम और जहाज निर्माण जैसे उद्योगों को ऊर्जा दी, लेकिन प्रदूषण और कार्बन उत्सर्जन भी बढ़ाया।

CEPR के विश्लेषण के अनुसार, विनिर्माण के एक माप में चीन का उत्पादन अगले नौ सबसे बड़े विनिर्माता देशों के संयुक्त उत्पादन से अधिक था। यह तुलना चुने गए वर्ष और सकल उत्पादन के माप पर आधारित है।

स्रोत: CEPR

इस विकास का असर वायु प्रदूषण में भी दिखाई दिया। बीजिंग में धुंध और प्रदूषण गंभीर स्वास्थ्य चिंता बने, जिसके बाद सरकार ने उत्सर्जन और वायु गुणवत्ता पर कार्रवाई बढ़ाई।

«प्रदूषण के खिलाफ लड़ाई में हमें उतना ही दृढ़ होना चाहिए जितना गरीबी के खिलाफ लड़ाई में हैं।» बाद में, 2018 की तीन-वर्षीय «नीला आकाश» योजना ने और शहरों को वायु गुणवत्ता लक्ष्यों के दायरे में लाया।

ली खछ्यांग — तत्कालीन प्रधानमंत्री — राष्ट्रीय जन कांग्रेस में दिया गया बयान

जल और मिट्टी का प्रदूषण भी बड़ी चिंता रहे हैं। मूल लेख में दिए गए 25% और 16% जैसे आँकड़े अलग-अलग सर्वेक्षणों और परिभाषाओं से जुड़े हैं; उन्हें पूरे देश की वर्तमान स्थिति का समान माप नहीं समझना चाहिए।

प्रारंभिक सफलताओं पर निर्माण

कोयला-आधारित अर्थव्यवस्था से दूर जाने की क्षमता पर संदेह के बावजूद, चीन ने कई शहरों में वायु प्रदूषण घटाने में प्रगति की है। इसका अर्थ यह नहीं कि समस्या समाप्त हो गई है।

स्रोत: Dialogue Earth

इस प्रगति में स्वच्छ ऊर्जा, औद्योगिक उत्सर्जन नियंत्रण और परिवहन में बदलाव सहित कई उपायों की भूमिका रही है।

2010–2015 के आसपास तेज हुए विस्तार ने चीन को स्वच्छ ऊर्जा निर्माण और तैनाती के बड़े केंद्र के रूप में स्थापित किया। हाल के उदाहरणों में शामिल हैं:

• 2022 में सौर क्षमता की बहुत बड़ी वृद्धि, जिसके बाद 2023 में नई स्थापित क्षमता में और तेज उछाल आया।
  • 2023 में नई पवन क्षमता और ऊर्जा भंडारण की स्थापना में भी उल्लेखनीय वृद्धि।
  • सौर विनिर्माण में चीन की बहुत बड़ी हिस्सेदारी; लेख में सौर पैनलों के लिए लगभग 80% और पॉलीसिलिकॉन क्षमता के लिए 93% का उल्लेख है, लेकिन उत्पादन और विनिर्माण क्षमता अलग माप हैं।
• 2024 के कुछ महीनों में चीन की नई यात्री कारों की खुदरा बिक्री में नए ऊर्जा वाहनों की हिस्सेदारी आधे से अधिक रही। इस श्रेणी में बैटरी इलेक्ट्रिक और प्लग-इन हाइब्रिड आते हैं; सभी साधारण हाइब्रिड नहीं।
• बैटरी निर्माण में भी चीन की वैश्विक हिस्सेदारी बहुत बड़ी है; लेख में लगभग 77% का अनुमान दिया गया है, जिसका अर्थ उत्पादन या क्षमता और संबंधित वर्ष पर निर्भर करता है।
  • लिथियम की रिफाइनिंग में भी चीन की प्रमुख भूमिका है; उसकी हिस्सेदारी को खनन के हिस्से से अलग समझना चाहिए।
• हरित बॉन्ड और हरित वित्त का एक बड़ा बाजार, जिसके लिए लेख में 2023 में लगभग 131 अरब डॉलर का आँकड़ा उद्धृत है. इसकी तुलना करते समय इस्तेमाल की गई «हरित» श्रेणी की परिभाषा देखना जरूरी है।

स्रोत: Yale

इन उपलब्धियों के बावजूद चीन की ऊर्जा मांग बढ़ रही है और कोयले का उपयोग अभी भी बड़ा है। इसलिए स्वच्छ ऊर्जा क्षमता में बढ़ोतरी अपने आप कुल उत्सर्जन में तत्काल गिरावट नहीं सुनिश्चित करती।

स्रोत: Visual Capitalist

समुद्र में सौर ऊर्जा संयंत्र

घनी आबादी वाले पूर्वी तट की बिजली मांग पूरी करने के लिए चीन केवल दूर उत्तर और पश्चिम के रेगिस्तानी सौर संयंत्रों पर निर्भर नहीं रह सकता।

तटीय भूमि खेती और शहरी विकास के लिए मूल्यवान है। समुद्री सौर परियोजनाएँ एक अतिरिक्त विकल्प हैं, हालांकि उनमें तूफान, जंग, रखरखाव और पारिस्थितिकी की चुनौतियाँ भी हैं।

शानदोंग प्रांत के डोंगयिंग के तट के पास एक गीगावाट की समुद्री सौर परियोजना विकसित की गई। इससे कितने घरों की बिजली जरूरत पूरी होगी, यह वास्तविक वार्षिक उत्पादन और प्रति घर खपत पर निर्भर करता है; एक गीगावाट क्षमता को सीधे घरों की संख्या में नहीं बदला जा सकता।

स्रोत: Examine China

परियोजना तट से लगभग आठ किलोमीटर दूर, करीब 1,223 हेक्टेयर क्षेत्र में है। उत्तरी तट पर होने से भी समुद्री तूफान और चरम मौसम का जोखिम समाप्त नहीं होता।

पैनलों के लिए बड़े समुद्री इस्पात ढाँचों और स्थिर पाइल नींव का उपयोग किया गया है। प्रत्येक प्लेटफॉर्म का आकार लगभग 60 गुणा 35 मीटर बताया गया है।

स्रोत: Electrek

परियोजना में सौर उत्पादन के साथ मत्स्य पालन को जोड़ने की योजना भी है। यह एग्रीवोल्टाइक जैसे संयुक्त भूमि-उपयोग विचार का जलीय रूप है, जिसमें जलीय कृषि और सौर ऊर्जा साथ रखे जाते हैं।

मेगा पवन टरबाइन

चीन में बड़े समुद्री पवन संयंत्र भी बढ़ रहे हैं। एक टरबाइन ने 24 घंटे में एकल पवन टरबाइन से बिजली उत्पादन का रिकॉर्ड बनाया.

यह उपलब्धि फुजियान के तट के पास Goldwind GWH252-16MW टरबाइन ने हासिल की।

स्रोत: Euronews

252 मीटर रोटर व्यास वाली टरबाइन ने 1 सितंबर 2023 को 24 घंटे में 384.1 मेगावाट घंटे बिजली पैदा की। उस समय हाइकुई तूफान क्षेत्र की ओर बढ़ रहा था। ब्लेड की गति संबंधी दावे को नाममात्र क्षमता से सीधे नहीं निकालना चाहिए; गति नियंत्रण और परिचालन परिस्थितियों पर निर्भर करती है।

तेज हवा में ब्लेड का कोण और जनरेटर नियंत्रण बदलने की क्षमता ने उत्पादन में मदद की। फिर भी हर टरबाइन हर तूफान में नहीं चल सकती; सुरक्षा सीमाएँ और बंद करने की प्रक्रियाएँ जरूरी हैं।

Goldwind के प्रवक्ता ने बताया कि मुख्य नियंत्रण, पिच प्रणाली और जनरेटर जैसे घटकों की निगरानी करते हुए, सुरक्षित संचालन के अनुरूप उत्पादन सीमाएँ धीरे-धीरे समायोजित की जा रही थीं।

2022 में विश्व की लगभग 64.3 गीगावाट समुद्री पवन क्षमता का करीब 49% चीन और 47% यूरोप में था। यह स्थापित क्षमता का वितरण है, बिजली उत्पादन का नहीं।

चीन में परमाणु ऊर्जा का विस्तार

सौर और पवन ऊर्जा के साथ चीन मौसम से कम प्रभावित होने वाले बिजली स्रोत भी बढ़ा रहा है। परमाणु ऊर्जा, भंडारण, ग्रिड विस्तार और अन्य उपाय कोयले पर निर्भरता घटाने में अलग-अलग भूमिका निभा सकते हैं।

परमाणु संयंत्र अपेक्षाकृत कम भूमि लेते हैं, लेकिन उन्हें कहीं भी नहीं बनाया जा सकता। स्थल चयन में सुरक्षा, शीतलन, भूगर्भ, पर्यावरण और नियामकीय आवश्यकताएँ लागू होती हैं।

चीन में परमाणु निर्माण तेजी से बढ़ रहा है। अगले दस वर्षों में लगभग 100 नए रिएक्टरों की संभावना के अनुमान दिए गए थे, और 2024 में 11 रिएक्टरों को मंजूरी मिली। मंजूरी या अनुमान को पूरा हो चुका निर्माण नहीं समझना चाहिए।

स्रोत: Nuclear Energy – Our World in Data

चीन ने 2023 में शिदाओ बे में HTR-PM का वाणिज्यिक संचालन शुरू किया, जिसे चौथी पीढ़ी की उच्च-तापमान गैस-शीतित तकनीक का प्रदर्शन संयंत्र बताया गया. यह दावा विशेष डिजाइन के संदर्भ में है; चौथी पीढ़ी के सभी प्रकार के रिएक्टरों का पहला संचालन नहीं।

HTR-PM हीलियम से ठंडा होने वाला पेबल-बेड रिएक्टर है। इसकी ईंधन गोलियों में परतदार सूक्ष्म ईंधन कण ग्रेफाइट संरचना के भीतर रहते हैं। इसे भविष्य के सभी अत्यधिक उच्च-तापमान डिजाइनों के समान नहीं समझना चाहिए।

पेबल-बेड डिजाइन में संचालन के दौरान ईंधन परिसंचरण और बदलाव संभव है। ईंधन की परतें विखंडन उत्पादों को रोकने में मदद करती हैं, लेकिन किसी भी परिस्थिति में रेडियोधर्मी रिसाव का जोखिम शून्य होने की गारंटी नहीं हैं।

स्रोत: CGTN

IAEA की डिजाइन जानकारी में HTR-PM का हीलियम निकास तापमान लगभग 750°C है, न कि 1,000°C। निष्क्रिय ऊष्मा निष्कासन और तापमान बढ़ने पर प्रतिक्रिया घटने जैसी विशेषताएँ सुरक्षा में योगदान देती हैं। यह परमाणु विखंडन है, जिसे जारी रखने के लिए उच्च तापमान की जरूरत नहीं होती। ^{तीसरी} पीढ़ी के सभी संयंत्रों से हर परिस्थिति में अधिक सुरक्षित होने का निष्कर्ष केवल तापमान से नहीं निकाला जा सकता।

चीन थोरियम से जुड़े ईंधन चक्र और पिघले नमक के रिएक्टरों पर भी शोध कर रहा है। इनमें पानी के बजाय पिघले नमक से ऊष्मा स्थानांतरण और कम जल-आवश्यकता वाले शीतलन की संभावनाएँ हैं। लेकिन थोरियम स्वयं सीधे विखंडनीय ईंधन नहीं है; उससे यूरेनियम-233 बनाया जा सकता है। ऐसे चक्रों में भी सुरक्षा, अपशिष्ट और परमाणु अप्रसार की निगरानी जरूरी है।

समुद्री उपयोग के लिए भी कंटेनर जहाज को चलाने वाला थोरियम-आधारित रिएक्टर प्रस्तावित किया गया, जैसा चाइना स्टेट शिपबिल्डिंग कॉरपोरेशन के एक वैचारिक डिजाइन में दिखाया गया. इसे निर्मित या संचालित जहाज नहीं समझना चाहिए।

अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा

चीन अंतरिक्ष अन्वेषण में भी अपना कार्यक्रम बढ़ा रहा है। उसकी प्रगति ने NASA, SpaceX और दूसरे देशों के कार्यक्रमों के साथ प्रतिस्पर्धा और सहयोग दोनों को बढ़ाया है (SPCX ) .

रूस के साथ प्रस्तावित चंद्र अनुसंधान केंद्र का कार्यक्रम कई चरणों वाला है और विकसित हो रहे प्रक्षेपण तथा परिवहन साधनों पर निर्भर करता है।

• प्रारंभिक चरण में वैज्ञानिक मापन और स्थानीय संसाधनों का अध्ययन शामिल है।
• इसके बाद स्वचालित बुनियादी ढाँचे और संभावित मानव मिशनों की तैयारी की परिकल्पना है। «मानव अवतरण को दूर से करना» इसका सही वर्णन नहीं है।
• बाद के चरणों में अनुसंधान सुविधाओं का विस्तार प्रस्तावित है। 2045 जैसे दीर्घकालिक वर्ष लक्ष्य हैं, निश्चित निर्माण तिथियाँ नहीं।

चंद्रमा के स्थानीय संसाधनों का उपयोग एक शोध लक्ष्य है। इसे अंतरिक्ष में बहुत बड़े सौर ऊर्जा ढाँचे बनाने की एक समानांतर अवधारणा से जोड़ा जा सकता है, लेकिन दोनों का एक ही स्वीकृत औद्योगिक कार्यक्रम होना स्थापित नहीं है।

चाइना एकेडमी ऑफ स्पेस टेक्नोलॉजी (CAST) से जुड़े प्रकाशित रोडमैप में 2028 के आसपास निम्न पृथ्वी कक्षा में उच्च वोल्टता और वायरलेस बिजली संचार का प्रयोग प्रस्तावित था। ये लक्ष्य थे, पूरे हो चुके मिशन नहीं।

स्रोत: Space News

अवधारणा यह है कि उपयुक्त कक्षा में लंबे समय तक उपलब्ध धूप से बिजली बनाई जाए और माइक्रोवेव या लेजर से पृथ्वी पर भेजी जाए। हर कक्षा में लगातार 24 घंटे धूप नहीं मिलती, और ऊर्जा रूपांतरण तथा संचार में हानि होती है।

स्रोत: ESA – European Space Agency

(अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा के काम करने का तरीका हमने एक अलग लेख में विस्तार से समझाया है।)

प्रस्तावित शुरुआती प्रयोग के लिए लगभग 10 किलोवाट का सौर ऐरे बताया गया था, जो एक बड़े घरेलू रूफटॉप सिस्टम के पैमाने के करीब है।

एक अगले चरण में लगभग 2030 तक एक मेगावाट के प्रदर्शन का लक्ष्य बताया गया था। ऐसे ढाँचों को सटीक वायरलेस संचार और संभवतः कक्षा में असेंबली की जरूरत होगी। चीन के अंतरिक्ष स्टेशन का नाम तियांगोंग है; उसके अंतरिक्षयात्रियों की भागीदारी को निश्चित योजना नहीं मानना चाहिए।

प्रकाशित दीर्घकालिक रोडमैप में 2035 के लिए 10 मेगावाट और 2050 के लिए दो गीगावाट जैसे लक्ष्य भी थे। बड़े ट्रांसमिशन ऐरे और अन्य तकनीकी चुनौतियों के कारण इन तिथियों और क्षमताओं में अनिश्चितता है।

बीम नियंत्रण के तकनीकी पहलुओं पर शोधपत्र का शीर्षक है «अंतरिक्ष सौर बिजली स्टेशन के लिए रेट्रो-डायरेक्टिव माइक्रोवेव पावर बीम स्टीयरिंग तकनीक».

चीन की हरित ऊर्जा रणनीति का पूर्वानुमान

इन परियोजनाओं से चीन की ऊर्जा प्राथमिकताओं के बारे में कुछ संकेत मिलते हैं, लेकिन नीचे दी गई समयरेखा लेख का विश्लेषण है, कोई एक आधिकारिक या सुनिश्चित राष्ट्रीय योजना नहीं।

2030 तक ऊर्जा सुरक्षा, प्रदूषण घटाना और सौर, पवन तथा परमाणु क्षमता का विस्तार प्रमुख प्राथमिकताएँ रह सकते हैं।

2030–2040 में सौर ऊर्जा, भंडारण और परमाणु निर्माण का विस्तार उत्सर्जन घटाने में योगदान दे सकता है। वास्तविक परिणाम कोयले के उपयोग, मांग, ग्रिड और परियोजनाओं के पूरा होने पर निर्भर होंगे।

2040 के बाद चंद्र संसाधनों से अंतरिक्ष में सौर पैनल बनाना एक संभावित, लेकिन अभी सट्टात्मक औद्योगिक दृष्टि है। चंद्र मिट्टी में सिलिकॉन तथा लोहा, एल्युमिनियम और टाइटेनियम जैसे तत्व मौजूद हैं, लेकिन उनकी उपलब्धता का अर्थ यह नहीं कि सौर-ग्रेड सामग्री बनाना सरल या आर्थिक होगा।

स्रोत: AnthroFuturism

यदि तकनीकी और आर्थिक बाधाएँ दूर हुईं तो अंतरिक्ष-आधारित सौर ऊर्जा एक अतिरिक्त स्रोत बन सकती है। इसे असीमित, हमेशा उपलब्ध और पूरी पृथ्वी को पर्याप्त ऊर्जा देने वाला सिद्ध समाधान मानना अभी उचित नहीं है।

दूसरे देश और उद्यम भी इस क्षेत्र में शोध कर रहे हैं; किसी एक दृष्टि की सफलता पहले से तय नहीं है।

भविष्य में कक्षीय ऊर्जा प्रणालियाँ अंतरिक्ष निर्माण या लेजर-संचालित प्रणोदन जैसी अवधारणाओं को भी सहारा दे सकती हैं। फिलहाल ये संभावनाएँ हैं, स्थापित व्यावसायिक अनुप्रयोग नहीं।