ऊर्जा
खतरनाक या चतुर? जियोइंजीनियरिंग जलवायु परिवर्तन से लड़ने की कुंजी हो सकती है
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जियोइंजीनियरिंग शब्द पहली नज़र में साहसी लग सकता है। कोई प्राकृतिक या भूवैज्ञानिक चीज़ को कैसे इंजीनियर कर सकता है? हालांकि, यह प्रकृति के प्रवाह के खिलाफ कार्य करने के बारे में बिल्कुल नहीं है। यह इसके विपरीत है। अक्सर इसे ‘जलवायु का प्लान बी’ कहा जाता है, यह वैश्विक तापमान वृद्धि या जलवायु परिवर्तन से लड़ने का एक तरीका है।
हार्वर्ड विश्वविद्यालय के सौर जियोइंजीनियरिंग अनुसंधान कार्यक्रम ने जियोइंजीनियरिंग को ‘उभरती हुई तकनीकों का एक समूह’ के रूप में परिभाषित किया है जो पर्यावरण को नियंत्रित कर सकते हैं और जलवायु परिवर्तन के कुछ प्रभावों को आंशिक रूप से कम कर सकते हैं।
हार्वर्ड विश्वविद्यालय जियोइंजीनियरिंग कार्यक्रम इस क्षेत्र को दो व्यापक श्रेणियों के मिश्रण के रूप में देखता है: कार्बन जियोइंजीनियरिंग या कार्बन-डाइऑक्साइड हटाना (CDR) और सौर जियोइंजीनियरिंग या सौर विकिरण प्रबंधन (SRM)।
कुछ अध्ययनों ने तीसरी श्रेणी, मौसम संशोधन को शामिल किया है। इन श्रेणियों के आगे उपश्रेणियां हो सकती हैं। लेकिन उनमें गहराई से जाने से पहले, आइए देखें कि CDR और SRM क्या दर्शाते हैं।
कार्बन जियोइंजीनियरिंग, या कार्बन डाइऑक्साइड हटाना, जैसा कि नाम से स्पष्ट है, वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने का लक्ष्य रखती है। यह मार्ग वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के संचय को जलवायु परिवर्तन का मूल कारण मानता है। कार्बन डाइऑक्साइड पर्यावरण को हानि पहुंचाता है क्योंकि यह उत्सर्जन से सांद्रता, तापमान और प्रभाव की श्रृंखला के माध्यम से काम करता है। और कार्बन जियोइंजीनियरिंग का लक्ष्य उत्सर्जन से सांद्रता के लिंक को तोड़ना है।
सांद्रता से तापमान तक का लिंक वही है जिसे सौर जियोइंजीनियरिंग या सौर विकिरण प्रबंधन तोड़ने का लक्ष्य रखता है। अधिक सटीक रूप से, यह सूर्य के प्रकाश का एक छोटा हिस्सा अंतरिक्ष में परावर्तित करने का लक्ष्य रखता है। सौर विकिरण की वह मात्रा बढ़ाकर जो अंतरिक्ष में वापस जाती है, यह प्रक्रिया ग्रह को ठंडा करने का प्रयास करती है।
हालांकि, इन दोनों जियोइंजीनियरिंग प्रकारों को कई उपप्रकारों में विभाजित किया जा सकता है, यह इस पर निर्भर करता है कि उन्हें किस स्थान पर लागू किया जाता है और किन क्षेत्रों को यह प्रभावित करता है।
जियोइंजीनियरिंग प्रकार
सौर विकिरण प्रबंधन कई तकनीकों के माध्यम से कार्य करता है, जिसमें स्ट्रैटोस्फेरिक एरोसोल इंजेक्शन, सतह अल्बेडो संशोधन और माइक्रोबबल्स शामिल हैं।
दूसरी ओर, कार्बन डाइऑक्साइड हटाना तकनीकी हस्तक्षेपों के माध्यम से हो सकता है जैसे कार्बन कैप्चर और स्टोरेज, डायरेक्ट एयर कैप्चर, कार्बन कैप्चर उपयोग और स्टोरेज, कार्बन कैप्चर के साथ बायोएनर्जी, समुद्री उर्वरककरण, उन्नत मौसम परिवर्तन, और उन्नत प्रकाशसंश्लेषण। इन प्रत्येक तकनीकों में आपस में अंतर है।
स्ट्रैटोस्फेरिक एरोसोल इंजेक्शन
यह प्रक्रिया छोटे परावर्तक कणों की बड़ी मात्रा को स्ट्रैटोस्फीयर में छिड़कने का लक्ष्य रखती है ताकि सूर्य के प्रकाश को अंतरिक्ष में परावर्तित करके ग्रह को ठंडा किया जा सके। प्रस्तावित परावर्तक कणों में सल्फर डाइऑक्साइड, बारीक पाउडर नमक, या कैल्शियम कार्बोनेट शामिल हैं। छिड़काव विमान से तोपखाने की बंदूकें या बड़े होज़ का उपयोग करके किया जा सकता है ताकि आकाश तक पहुँचा जा सके।
इंडियाना विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा संचालित एक अध्ययन के अनुसार, वायुमंडल में सूर्य‑परावर्तक कणों को बिखेरने से पश्चिम अंटार्कटिका में तेज़ पिघलाव को धीमा किया जा सकता है और विनाशकारी समुद्र‑स्तर वृद्धि के जोखिम को कम किया जा सकता है। Paul Goddard, इंडियाना विश्वविद्यालय के शोधकर्ता और अध्ययन के मुख्य लेखक, इस दृष्टिकोण के संभावित लाभों की व्याख्या करते हैं। वह कहते हैं:
“सूर्य के प्रकाश को पृथ्वी की जलवायु प्रणाली में अवशोषित होने से पहले अंतरिक्ष में परावर्तित करने के तरीकों की खोज करने से हमें जलवायु परिवर्तन से निपटने के लिए अधिक समय मिल सकता है और जलवायु के टिपिंग पॉइंट्स, जैसे पश्चिम अंटार्कटिक बर्फ़ शीट का ढहना, से बचा या विलंबित किया जा सकता है।”
सतह अल्बेडो संशोधन
जियोइंजीनियरिंग की यह प्रस्तावित तकनीक पृथ्वी के अल्बेडो को बढ़ाकर अधिक सूर्य प्रकाश को अंतरिक्ष में परावर्तित करने का लक्ष्य रखती है, जो मापता है कि सूर्य के प्रकाश का कितना हिस्सा पृथ्वी की सतह से वापस अंतरिक्ष में परावर्तित होता है।
यह कई तरीकों से किया जा सकता है, जिसमें अधिक प्रकाश परावर्तित करने वाली फसलों की खेती, बड़े रेगिस्तानी या बर्फ़ीले क्षेत्रों को परावर्तक सामग्री से ढंकना, पहाड़ी चोटियों और छतों को सफ़ेद पेंट से सफ़ेद करना, आदि शामिल हैं।
अधिक संदर्भ देने के लिए, उच्च अल्बेडो तब होता है जब अधिकांश विकिरण परावर्तित होता है। इसके विपरीत, कम अल्बेडो सतह का मतलब है गहरे समुद्री सतहें जो कम हिस्सा परावर्तित करती हैं और अधिकांश सूर्य विकिरण को गर्मी के रूप में अवशोषित करती हैं।
समुद्री बादल चमकाना
इस तकनीक का उद्देश्य अधिक सूर्य प्रकाश को अंतरिक्ष में परावर्तित करने के लिए सफ़ेद बादलों का निर्माण या सृजन करना है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, प्रस्तावित तकनीक छोटे बादल बूंदों की सांद्रता को बढ़ाने का लक्ष्य रखती है।
इस तकनीक के समर्थक बड़े मात्रा में छोटे कणों जैसे समुद्री नमक एरोसोल को समुद्री बादलों में फेंकने की सलाह देते हैं, जो बादल संघनन नाभिक के रूप में कार्य करेंगे।
कणों को बादलों तक पहुँचाने के लिए, प्रस्ताव में समुद्री जल को ऐसे नोज़ल वाले जहाज़ों से छिड़ककर नमकीन एरोसोल को समुद्री बादल परतों में इंजेक्ट करने का सुझाव दिया गया है, जो समुद्री जल को छोटे कणों में बदल सकते हैं।
माइक्रोबबल्स
यह जियोइंजीनियरिंग तकनीक जल निकायों या समुद्री फोम में माइक्रोबबल्स इंजेक्ट करने का प्रस्ताव रखती है ताकि उन्हें समुद्र की सतह पर छिड़का जा सके। लक्ष्य जल सतहों के अल्बेडो को बदलकर अधिक सूर्य प्रकाश को अंतरिक्ष में परावर्तित करना है।
एक उज्ज्वल जल सतह का अल्बेडो अधिक होगा, जिससे अवशोषण कम होगा और सूर्य की ऊर्जा का गर्मी में परिवर्तन घटेगा। अब हम कुछ कार्बन डाइऑक्साइड हटाने की तकनीकों को देखेंगे।
कार्बन कैप्चर और स्टोरेज
यह प्रक्रिया मूल रूप से तेल उद्योग द्वारा विकसित की गई थी और अक्सर इसे एन्हांस्ड ऑइल रिकवरी तकनीक (EDR) कहा जाता है। यह दबावयुक्त कार्बन डाइऑक्साइड को तेल भंडार में पंप करके पुरानी तेल क्षेत्रों से शेष जमा निकालती है और वह तेल पुनः प्राप्त करती है जो अन्यथा पहुँच से बाहर रहता।
डायरेक्ट एयर कैप्चर
एक अन्य प्रस्तावित ग्रीनहाउस गैस हटाने (GGR) तकनीक, डायरेक्ट एयर कैप्चर, ग्रह के वायुमंडल से बड़े पैमाने पर कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने में सक्षम हो सकती है। यह तकनीक रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से हटाने की योजना बनाती है, जिसमें ऐसी पदार्थों का उपयोग किया जाता है जो चयनात्मक कार्बन डाइऑक्साइड फ़िल्टर के रूप में कार्य कर सकते हैं। दो विकसित प्रक्रियाएँ हैं: तरल सॉल्वेंट और ठोस सोर्बेंट।
तरल सॉल्वेंट का एक उदाहरण एक मजबूत हाइड्रॉक्साइड घोल हो सकता है जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड घुलता है। अन्यथा, कार्बन डाइऑक्साइड ठोस सोर्बेंट की सतह, जैसे प्लास्टिक रेजिन, पर चिपक सकता है।
कार्बन कैप्चर उपयोग और स्टोरेज
यह तकनीक कार्बन डाइऑक्साइड को औद्योगिक निकास धुएँ से या सीधे वायुमंडल से पकड़कर हटाने का प्रस्ताव रखती है। पकड़ी गई गैस को निर्माण के कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। यह निर्मित वस्तुओं में संग्रहीत रहती है जब तक कि फिर से वायुमंडल में नहीं छोड़ी जाती। सर्वश्रेष्ठ कार्बन कैप्चर स्टॉक्स की सूची के लिए यहाँ क्लिक करें।
कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के साथ बायोएनर्जी
नाम से स्पष्ट है कि यह प्रस्तावित तकनीक बायोएनर्जी अनुप्रयोगों से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने और इसे कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के माध्यम से संग्रहीत करने या कार्बन कैप्चर के साथ पुन: उपयोग करने का लक्ष्य रखती है।
समुद्र उर्वरककरण
यह सैद्धांतिक तकनीक बड़े पैमाने पर माइक्रो और मैक्रो पोषक तत्वों को उन समुद्री क्षेत्रों में डालने का सुझाव देती है जहाँ जैविक उत्पादकता कम है। लक्ष्य फाइटोप्लैंकटन की वृद्धि को प्रोत्साहित करना है जो वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करेगा और उसे संग्रहीत करेगा। उपलब्ध डेटा संकेत देता है किकम से कम सोलह खुले समुद्री उर्वरककरण प्रयोग पिछले 30 वर्षों में।
उन्नत मौसम परिवर्तन
उन्नत मौसम परिवर्तन का प्रस्तावित हस्तक्षेप बड़े टुकड़ों में चयनित और बारीक पिसे हुए चट्टान सामग्री को विशाल भूमि क्षेत्रों, समुद्र तटों और समुद्री सतहों पर फैलाकर कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने का लक्ष्य रखता है। यह प्रक्रिया सिलिकेट और कार्बोनेट चट्टानों की प्राकृतिक मौसम परिवर्तन प्रक्रिया से प्रेरित है।
इस सिद्धांत के समर्थक एक धीमी कार्बोनेशन प्रक्रिया बनाना चाहते हैं जो हर वर्ष लगभग एक अरब टन कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से धीरे-धीरे उपभोग और अवशोषित करेगी।
उन्नत प्रकाशसंश्लेषण
उन्नत प्रकाशसंश्लेषण अपने उद्देश्य को पौधों और शैवाल को आनुवंशिक रूप से बदलकर पूरा करेगा। यह चावल, गेहूँ, कपास और पेड़ों जैसी फसलों पर काम करेगा। लक्ष्य यह है कि इन फसलों को अधिक कार्बन डाइऑक्साइड को मेटाबोलाइज़ करने के लिए प्रेरित किया जाए, यह मानते हुए कि ये पौधे अतिरिक्त कार्बन को जमीन में संग्रहीत कर सकते हैं।
इन सभी जियोइंजीनियरिंग हस्तक्षेपों को अपनाने के साथ, हमें सावधानीपूर्वक यह अनुमान लगाना होगा कि वे वास्तविक जीवन में कितने लाभदायक या खतरनाक हो सकते हैं। हम कुछ अधिक लोकप्रिय तकनीकों और उनके फायदे-नुकसान को देखेंगे।
जियोइंजीनियरिंग के संभावित लाभ और जोखिम
स्ट्रैटोस्फेरिक एरोसोल इंजेक्शन के फायदे और नुकसान
यह प्रक्रिया वैश्विक तापमान वृद्धि का समाधान साबित हो सकती है क्योंकि यह कार्बन डाइऑक्साइड के दोगुने होने से ग्रह के गर्म होने को संतुलित कर सकती है। चूँकि यह बड़े ज्वालामुखीय विस्फोटों के ग्रह को ठंडा करने के मॉडल पर काम करती है, यह एक ज्ञात प्रक्रिया है। यह किफायती और व्यावहारिक भी है।
अपेक्षित नुकसान में वर्षा में कमी या क्षेत्रीय जलवायु में परिवर्तन शामिल हो सकते हैं, जिससे प्राकृतिक आपदाएँ उत्पन्न हो सकती हैं। यह प्रक्रिया समुद्र की अम्लीकरण को नहीं रोकती, और प्रक्रिया को रोकने से कार्बन डाइऑक्साइड स्तरों के बढ़ने पर ग्रह तेज़ी से गर्म हो सकता है।
समुद्री बादल चमकाने के फायदे और नुकसान
समुद्री बादल चमकाने का मुख्य लाभ कार्बन डाइऑक्साइड के दोगुने होने से होने वाले सभी गर्मी को संतुलित करना है। एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ यह हो सकता है कि ध्रुवीय क्षेत्रों को उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की तुलना में अधिक ठंडा किया जा सके, जिससे बर्फ़ीली क्षति धीमी या रुक सकती है। प्रक्रिया में विषाक्त रसायन नहीं लगते और यह किफायती तथा व्यावहारिक है।
हालांकि, यह याद रखना चाहिए कि समुद्री बादल चमकाना अभी भी बहुत सैद्धांतिक चरण में है, वास्तविक परीक्षण नहीं हुए हैं और आवश्यक तकनीकें अधिकांशतः उपलब्ध नहीं हैं। प्रक्रिया वर्षा को कम कर सकती है और क्षेत्रीय जलवायु को बदल सकती है, जिसके परिणामस्वरूप अमेज़न के सूखने जैसी आपदाएँ हो सकती हैं।
उन्नत प्रकाशसंश्लेषण के फायदे और नुकसान
योजना यह है कि पौधों को बायोचार में बदलकर उन्हें कार्बन को अवशोषित करने के लिए प्रेरित किया जाए, जिससे अंततः यह मिट्टी में मिश्रित हो सके। इस प्रक्रिया का सबसे बड़ा लाभ यह है कि यह सुरक्षित है और जलवायु परिवर्तन को धीमा करने का लक्ष्य रखती है, न कि इसे अचानक उलटने का। कई अन्य जियोइंजीनियरिंग तकनीकों के विपरीत, उन्नत प्रकाशसंश्लेषण समुद्र की अम्लीकरण की दर को धीमा करने की शक्ति रखता है।
हालांकि, उन्नत प्रकाशसंश्लेषण की प्रभावशीलता अभी स्थापित नहीं हुई है। कई विशेषज्ञों का मानना है कि यह कार्बन डाइऑक्साइड के दोगुने होने से होने वाले गर्मी का अधिकतम 10 प्रतिशत तक ही संतुलित कर सकता है। प्रक्रिया को बड़े समुद्र स्तर वृद्धि को रोकने में असमर्थ माना जाता है।
समुद्र उर्वरककरण के फायदे और नुकसान
समुद्र उर्वरककरण सुरक्षित है और यह परिवर्तन की गति को धीमा करने का लक्ष्य रखता है, न कि इसे अचानक बदलने का। यह समुद्र की अम्लीकरण की गति को भी धीमा करने में सक्षम है।
हालांकि, वैज्ञानिक मानते हैं कि इसकी प्रभावशीलता बहुत सीमित हो सकती है और यह कार्बन डाइऑक्साइड के दोगुने होने से होने वाले गर्मी का केवल 5 प्रतिशत ही संतुलित कर सकती है। इस प्रक्रिया को लागू करने से समुद्र में ऑक्सीजन की कमी तेज़ हो सकती है और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र को नुकसान पहुंच सकता है।
जबकि कई जियोइंजीनियरिंग तकनीकें सैद्धांतिक हैं और वास्तविक जीवन में लागू होने की प्रतीक्षा में हैं, कुछ उद्यमों ने इसे किसी न किसी रूप में शुरू कर दिया है।
जियोइंजीनियरिंग अनुप्रयोगों पर काम करने वाली कंपनियां
1. Make Sunsets
Make Sunsets मुख्य रूप से स्ट्रैटोस्फेरिक एरोसोल इंजेक्शन तकनीक के साथ काम करता है। कंपनी द्वारा सार्वजनिक किए गए डेटा के अनुसार, उसने 28 गुब्बारे लॉन्च किए हैं और 4,791 टन‑वर्षों की गर्मी को संतुलित किया है। कंपनी मानती है कि SAI ग्रह को ठंडा करने का एक त्वरित और आवश्यक समाधान है और यह मानवता को अधिक स्थायी भविष्य की ओर संक्रमण करने के लिए समय खरीद सकता है।
Make Sunsets एक सूर्य प्रकाश परावर्तन कंपनी के रूप में खुद को स्थापित करता है जो उच्च ऊँचाई पर बायोडिग्रेडेबल परावर्तक बादल बनाकर ग्रह को ठंडा करता है। इसका मुख्यालय बॉक्स एल्डर, साउथ डकोटा, संयुक्त राज्य में स्थित है। कंपनी ने दिसंबर 2022 में बूस्ट VC और पायनियर फंड से US$750,000 की प्री‑सीड फंडिंग प्राप्त की।
जियोइंजीनियरिंग: खतरनाक या चतुर
जलवायु परिवर्तन एक वास्तविकता है, और इन चिंताओं को वैज्ञानिक और तकनीकी साधनों से यथासंभव शीघ्रता से निपटने की तात्कालिक आवश्यकता है। जियोइंजीनियरिंग उत्तर हो सकता है या नहीं, यह भविष्य तय करेगा। यह अभी अपने कार्यान्वयन के प्रारंभिक चरण में है, और कई तकनीकें केवल सैद्धांतिक अवधारणाओं तक सीमित हैं।
सकारात्मक पक्ष में, SAI का कार्यान्वयन अन्य बड़े‑पैमाने के जलवायु शमन रणनीतियों की तुलना में अपेक्षाकृत कम खर्चीला पाया गया है। यदि यह स्वयं में पूर्ण समाधान नहीं है, तो यह अन्य रणनीतियों के पूरक के रूप में काम कर सकता है, एक अस्थायी उपाय के रूप में जबकि दीर्घकालिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने के प्रयास विकसित और लागू किए जा रहे हैं।
लेकिन इन सभी को सावधानी के साथ किया जाना चाहिए। यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि प्रक्रिया बंद होने पर ओज़ोन क्षरण या तेज़ पुनरुद्धार जैसी हानिकारक या अनपेक्षित परिणाम न हों।
अधिक वैज्ञानिक और तकनीकी अनुसंधान करना आवश्यक है ताकि जियोइंजीनियरिंग की व्यवहार्यता स्थापित की जा सके। लेकिन यह निश्चित रूप से वैज्ञानिक सोच के क्षितिज को विस्तृत करता है और अधिक विचारों को उत्पन्न करता है कि जलवायु परिवर्तन से प्रभावी ढंग से कैसे लड़ सकते हैं।
