वायुमंडलीय CO2 को कैसे संभालें – रोकथाम या उपचार?

संयुक्त राज्य भूविज्ञान सर्वेक्षण ने United States Geological Survey वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड गैस के दो मुख्य स्रोतों की पहचान की है: प्राकृतिक स्रोत और मानव गतिविधियों के स्रोत। अधिकांश पृथ्वी पर रहने वाले जानवर प्राकृतिक कार्बन स्रोत हैं क्योंकि वे कार्बन डाइऑक्साइड को अपशिष्ट के रूप में बाहर निकालते हैं। हालांकि, कई मानव गतिविधियाँ कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन का कारण बनती हैं। इन गतिविधियों में मानव सभ्यता के सबसे महत्वपूर्ण कार्य शामिल हैं, जैसे कोयला, तेल या प्राकृतिक गैस जलाकर ऊर्जा उत्पादन। 

कार्बन डाइऑक्साइड सबसे अधिक उत्पन्न होने वाला ग्रीनहाउस गैस है, जो पृथ्वी के वायुमंडल में गर्मी को फँसाता है। विशेष रूप से, कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्सीजन और नाइट्रोजन से अलग है – ये गैसें हमारे वायुमंडल का अधिकांश हिस्सा बनाती हैं – क्योंकि यह पृथ्वी की सतह से उत्सर्जित गर्मी को अवशोषित करती है और उसे फिर से पृथ्वी की ओर जारी करती है। 

लेकिन यदि कार्बन डाइऑक्साइड एक प्राकृतिक घटना है, तो हमें इसे क्यों संभालना चाहिए? यह इसलिए है क्योंकि यह पृथ्वी पर लाए गए परिणामों के कारण है।

हमें वायुमंडलीय CO2 को क्यों संभालना चाहिए?

कार्बन डाइऑक्साइड हमारे ग्रह पृथ्वी के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। समस्या इसकी उपस्थिति में नहीं, बल्कि इसकी अधिकता में है। यदि कार्बन डाइऑक्साइड न होता, तो पृथ्वी के प्राकृतिक ग्रीनहाउस प्रभाव के बिना औसत वैश्विक सतह तापमान को जमे रहने से ऊपर रखना लगभग असंभव होता। लेकिन अधिक कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में उत्सर्जित करके, हम प्राकृतिक ग्रीनहाउस प्रभाव को अत्यधिक बढ़ा रहे हैं, जिससे वैश्विक तापमान सतत स्तरों से परे बढ़ रहा है। 

हमारे वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की अत्यधिक उपस्थिति

रिपोर्ट के अनुसार राष्ट्रीय समुद्री और वायुमंडलीय प्रशासन (NOAA) द्वारा प्रकाशित, हमारे वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की वृद्धि तेज़ी से जारी है। 2022 में, कार्बन डाइऑक्साइड का वैश्विक सतह औसत 2.13 भाग प्रति मिलियन (ppm) बढ़कर 417.06 ppm हो गया। रिपोर्ट ने यह भी बताया कि वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता प्री-इंडस्ट्रियल स्तरों से 50% अधिक है। 2022 वह 11वां लगातार वर्ष था जब कार्बन डाइऑक्साइड वार्षिक दो ppm से अधिक बढ़ा। 2013 से पहले, कार्बन डाइऑक्साइड ने लगातार तीन वर्षों में दो ppm से अधिक वृद्धि नहीं देखी थी। 

वायुमंडल में मीथेन और नाइट्रस ऑक्साइड जैसी अन्य ग्रीनहाउस गैसें भी हैं। लेकिन इनमें से कोई भी कार्बन डाइऑक्साइड जितना वैश्विक गर्मी में योगदान नहीं देती। 

NOAA के अनुसार, वार्षिक ग्रीनहाउस गैस सूचकांक (AGGI) 2021 के अंत तक 1.49 था। यह सूचकांक दर्शाता है कि मानव निर्मित ग्रीनहाउस गैसों का प्रत्यक्ष गर्मी प्रभाव 1990 के बेसलाइन से 49% बढ़ गया है। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि कुल हीटिंग असंतुलन का लगभग दो-तिहाई हिस्सा कार्बन डाइऑक्साइड के कारण है। 

वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड: जलवायु परिवर्तन में सबसे महत्वपूर्ण योगदानकर्ता

हमें कार्बन डाइऑक्साइड को योजनाबद्ध और रणनीतिक रूप से संभालना चाहिए क्योंकि यह जलवायु परिवर्तन में सबसे अधिक योगदान देता है। 

जीवाश्म ईंधनों का जलना इस वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड में इस तेज़ वृद्धि का सबसे बड़ा कारण रहा है। जीवाश्म ईंधनों के जलने से उत्सर्जन 1960 के दशक में प्रति वर्ष 10.9 बिलियन टन से बढ़कर 2022 में लगभग 36.6 बिलियन टन प्रति वर्ष हो गया है। 

और भी गंभीर चित्र यह है कि आज वायुमंडल में हमारे पास मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 4.3 मिलियन साल पहले की तुलना में समान है। वह समय था जब समुद्र स्तर आज से लगभग 75 फीट अधिक था, और औसत तापमान प्री-इंडस्ट्रियल स्तरों से 7 डिग्री फ़ारेनहाइट अधिक था। 

वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को प्रभावी ढंग से संभालने का तरीका न बनाना, अनजाने में भी, उस युग में वापस जाने के समान होगा। 

कोई आश्चर्य नहीं कि वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को संभालना अब विश्व स्तर पर एक मुख्य चिंता बन गया है। सवाल यह है, हम इसे कैसे संभालें? क्या हम इसे एक ऐसी समस्या के रूप में देखें जिसे उपचारित, ठीक किया और उलटा जा सकता है? या इसे एक ऐसी चीज़ के रूप में देखें जिसे रोकना और आगे की बिगड़ती स्थिति से बचाना आवश्यक है, इससे पहले कि यह अलार्मिंग रूप से अनियंत्रित हो जाए? 

जबकि अभी इस पर जल्दी निर्णय लेना जल्दबाज़ी होगी, हमें हमारे आसपास विकसित हो रही समाधान के बारे में जागरूक होना चाहिए ताकि हम समझ सकें कि वैश्विक वैज्ञानिक समुदाय किन दृष्टिकोणों और संभावित समाधानों पर विचार कर रहा है। 

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सोलर फार्म: वनरोपण से बेहतर जलवायु परिवर्तन से लड़ने का तरीका?

वाइज़मन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस ने हाल ही में एक अध्ययन किया है जो शुष्क क्षेत्रों में वन लगाने की तुलना में सोलर फार्म बनाने के लाभ दर्शाता है।

लेकिन सोलर फार्म क्या हैं? यह सोलर पैनलों से एक ‘जंगल’ बनाना है। अध्ययन सुझाव देता है कि काले रंग के सोलर पैनलों से भरपूर एक क्षेत्र बनाया जाए, जो कोयला या गैस जैसे पारंपरिक जीवाश्म ईंधन पर चलने वाले पावर स्टेशन को बदलकर जलवायु पर सकारात्मक प्रभाव डालेगा। ग्रीनहाउस गैसों के हानिकारक उत्सर्जन में कमी कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन या नाइट्रस ऑक्साइड के प्रभाव को उलटकर जलवायु की मदद करेगी। 

डॉ. राफ़ाएल स्टर्न और डॉ. जॉनाथन मुलर, जो इस परियोजना में शामिल दो शोधकर्ता हैं, के अनुसार अध्ययन स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि शुष्क वातावरण में, जहाँ अधिकांश खुले भूमि आरक्षित हैं, सोलर फार्म बनाना वन लगाने की तुलना में जलवायु संकट से निपटने में कहीं अधिक प्रभावी है।

ये सोलर पैनल, हालांकि वन की तुलना में बहुत छोटे हैं, समान मात्रा में उत्सर्जन को संतुलित कर सकते हैं। अधिक सटीक रूप से, समान मात्रा में उत्सर्जन को संतुलित करने के लिए, इन सोलर जंगलों को पारंपरिक वन की तुलना में केवल एक सौवां हिस्सा स्थान चाहिए। 

हालांकि, इन नवाचारों की उपलब्धियों को समझते हुए और अध्ययन के लाभों को नोट करते हुए, हमें यह भी याद रखना चाहिए कि ये सोलर पैनल हमारे वनों को कभी नहीं बदल सकते। वन केवल उत्सर्जन को कम करने से अधिक कई उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं, जिसमें वैश्विक वर्षा चक्र की सुरक्षा, जैव विविधता का संरक्षण, और बहुत कुछ शामिल है। 

कार्बन डाइऑक्साइड को बेहतर तरीके से संभालने के लिए कई अन्य नवाचार और पहल चल रही हैं। इनमें से कुछ उद्यम स्तर पर भी हो रही हैं। यूनिलीवर द्वारा विकसित रंग इंद्रधनुष अवधारणा इसका एक उदाहरण है।

1.Unilever

Unilever ने Colour Rainbow अवधारणा विकसित की है ताकि वैकल्पिक कार्बन स्रोतों की पहचान की जा सके जो जीवाश्म ईंधन से उत्पन्न कार्बन को बदल सकें, जो नवीकरणीय नहीं है। कार्बन इंद्रधनुष में पर्पल कार्बन (कार्बन डाइऑक्साइड से), ब्लू कार्बन (समुद्री स्रोतों से), ग्रीन कार्बन (पौधों से), और ग्रे कार्बन (प्लास्टिक कचरे से) शामिल हैं। 

जैसा कि उनकी वर्गीकरण से स्पष्ट है, पर्पल कार्बन सीधे वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड से निपटता है। यह औद्योगिक उत्सर्जन या वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने की अवधना और लाभों की ओर संकेत करता है। उपभोक्ता उत्पादों के दिग्गज के रूप में, Unilever की नवाचारी अवधारणा पर्पल कार्बन को पकड़कर उसे उपयोगी घटकों में बदलने का लक्ष्य रखती है, ताकि इसे उत्पादन में भेजा जा सके और उपयोगी उपभोक्ता उत्पाद में परिवर्तित किया जा सके। उत्पाद इस तरह बनाया जाएगा कि निपटान के बाद, उसके अवशेष पर्यावरण में वापस चले जाएँ क्योंकि फॉर्मूलेशन बायोडिग्रेड हो जाता है। 

Jon Hague, जो Unilever में क्लीन फ्यूचर, साइंस एंड टेक्नोलॉजी फॉर होम केयर के हेड हैं, के अनुसार, कंपनी ने पहले ही चीन में OMO लांड्री लिक्विड कैप्सूल, दक्षिण अफ्रीका में Sunlight डिशवॉशिंग लिक्विड, और जर्मनी में Coral लांड्री लिक्विड पेश किए हैं। Mr Hague के अनुसार, “यह सिर्फ एक उदाहरण है कि हम अपने होम केयर उत्पादों की रसायन विज्ञान को कैसे पुनः आविष्कार कर रहे हैं ताकि हमारे ब्रांडों के लिए विकास के अवसर पैदा हों, जबकि जीवाश्म ईंधन के उपयोग को कम कर रहे हैं।”

वित्तीय वर्ष 2022 में, Unilever का वार्षिक टर्नओवर 60 अरब यूरो से अधिक था, ऑपरेटिंग मार्जिन लगभग 18% और 4.3 अरब यूरो से अधिक डिविडेंड भुगतान किया गया। 

2. Linde Engineering

Linde Engineering ने अपने नवीनतम कार्बन कैप्चर पोर्टफोलियो में HISORP® CC एड्सॉर्प्शन-आधारित कार्बन कैप्चर समाधान को अपने कार्बन कैप्चर पोर्टफोलियो में नवीनतम जोड़ के रूप में प्रस्तुत किया है। यह विभिन्न कार्बन स्रोतों के साथ संगत है और CO2 उत्पाद को वांछित सांद्रता और भौतिक अवस्था में प्रदान कर सकता है।

यह समाधान पावर जेनरेशन से उत्पन्न फ्ल्यू गैस, एकीकृत इस्पात मिलों से ऑफ-गैस, स्टीम मीथेन रिफॉर्मिंग से फ्ल्यू गैस, सीमेंट और हाइड्रोजन उत्पादन से प्रक्रिया गैस, और ऑक्सी-फ्यूल दहन तथा रासायनिक उत्पादन से उत्पन्न कार्बन डाइऑक्साइड-समृद्ध प्रवाह को संभाल सकता है। 

ये समाधान न केवल कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में मिश्रित होने से रोकते हैं, बल्कि इसे विभिन्न उद्योगों की विभिन्न उपयोग मामलों के लिए आवश्यक शुद्धता स्तर तक शुद्ध भी कर सकते हैं। जिन उद्योगों को शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड की आवश्यकता होती है, उनमें खाद्य और पेय पदार्थ तथा इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोग शामिल हैं। 

समाधान CO2 को पृथ्वी के जलवायु प्रभाव को कम करने के लिए भी संचित कर सकता है, उन औद्योगिक प्रक्रियाओं के प्रभाव को घटाते हुए जो कार्बन-आधारित ईंधन पर निर्भर हैं। Linde Engineering का HISORP® CC 99.7% तक की कैप्चर दर हासिल करने का वादा करता है। 

समाधान का लाभ यह भी है कि यह पूरी तरह से विद्युत संचालित है और 100% नवीकरणीय ऊर्जा के साथ चल सकता है। क्योंकि यह किसी भी भाप का उपयोग नहीं करता, इसका अतिरिक्त CO2 फुटप्रिंट शून्य है। समाधान प्रीफ़ैब्रिकेटेड स्किड-बिल्ट इकाइयों में आता है, जिससे निर्माण प्रयास न्यूनतम होते हैं। यह रसायनों के हैंडलिंग, मेक-अप या निपटान की आवश्यकता नहीं रखता और ऑक्सीजन के प्रति कोई संवेदनशीलता नहीं रखता। 

Linde ने फरवरी 2023 में अपने पूर्ण वर्ष और चौथे तिमाही 2022 के परिणामों की रिपोर्ट की, जिसमें वार्षिक बिक्री US$33 बिलियन है। 

3. Edinburgh Sensors 

Edinburgh Sensors का समाधान एक इन्फ्रारेड गैस सेंसर है जो निकाले गए CO2 के स्तर की निगरानी करता है। स्विट्जरलैंड की कंपनी Climeworks, जो कार्बन डाइऑक्साइड एयर कैप्चर तकनीक में विशेषज्ञ है, Gascard NG का उपयोग करके वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड को कम करती है। 

Gascard NG वास्तविक समय तापमान और वायुमंडलीय दबाव सुधार ऑनबोर्ड सेंसरों के माध्यम से करता है। यह अतिरिक्त गैस डिटेक्शन तकनीकों को भी शामिल कर सकता है। कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, Gascard NG वायुमंडलीय मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड को भी पहचान और माप सकता है। 

1974 में स्थापित और लिविंगस्टोन, वेस्ट लॉथियन, यूनाइटेड किंगडम में मुख्यालय स्थित Edinburgh Sensors एक निजी स्वामित्व वाली कंपनी है। 

4. Climeworks

इस क्षेत्र की सबसे नवाचारी कंपनियों में से एक Climeworks है, जिसने सीधे हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने के लिए एक डायरेक्ट एयर कैप्चर तकनीक विकसित की है। यह केवल नवीकरणीय ऊर्जा, ऊर्जा-से-अपशिष्ट, या अन्य अपशिष्ट गर्मी को ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करके वायुमंडलीय CO₂ की सांद्रता को कम करता है।

विशेष रूप से, Climeworks की डायरेक्ट एयर कैप्चर तकनीक एक तीन-चरणीय प्रक्रिया है। पहला चरण हवा को कलेक्टर के अंदर स्थित पंखे के माध्यम से खींचता है, जिससे हवा को कलेक्टर के अंदर रखे फ़िल्टर से होकर गुजराया जाता है और कार्बन डाइऑक्साइड कणों को फँसाया जाता है। जब फ़िल्टर पूरी तरह कार्बन डाइऑक्साइड से भर जाता है, तो कलेक्टर बंद हो जाता है। इस प्रक्रिया में तापमान लगभग 100°C तक बढ़ जाता है, जिससे फ़िल्टर कार्बन डाइऑक्साइड को रिलीज़ करके संग्रह करता है। 

Climeworks समाधान के कई लाभ हैं:

1. यह स्थान-निर्भर नहीं है।
2. यह अत्यधिक स्केलेबल और मापने योग्य है।
3. यह अत्यधिक स्थान-कुशल समाधान है।

Climeworks का दावा है कि यह कई अन्य तकनीकों की तुलना में कम भूमि की आवश्यकता रखता है। 0.42 एकड़ भूमि पर, Climeworks Orca प्लांट वार्षिक लगभग 4,000 टन CO₂ को हवा से हटा सकता है, जो पेड़ों की तुलना में लगभग 1,000 गुना अधिक प्रभावी है। वही भूमि लगभग 220 पेड़ों की मेजबानी कर सकती है, प्रत्येक का अनुमानित क्षमता 22 किलोग्राम, जिससे केवल 4.62 टन CO₂ प्रति वर्ष हटाया जा सकेगा। 

अप्रैल 2022 में, Climeworks ने USD 650 मिलियन की इक्विटी फंडरेज़िंग पूरी की।

जागरूकता के साथ, अधिक कार्रवाई की प्रतीक्षा है

अच्छी खबर यह है कि दुनिया, जिसमें सरकारें, अंतरराष्ट्रीय निकाय, अनुसंधान संस्थान, बड़े उद्यम, नवाचारी स्टार्टअप, और सबसे ऊपर व्यक्तिगत उपभोक्ता शामिल हैं, सभी जलवायु परिवर्तन के विनाशकारी प्रभावों और उसके भविष्य के बारे में जागरूक हैं।

हितधारकों को यह भी ज्ञात है कि वायुमंडलीय CO2 कैसे वैश्विक गर्मी को बढ़ाता है, जो जलवायु परिवर्तन का मुख्य कारण है। यह जागरूकता नई और नवाचारी समाधान के साथ परिणाम देने लगी है जो हर दिन सामने आ रहे हैं। मानव जाति के लिए वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के प्रभाव और उस गर्मी को उलटने में महत्वपूर्ण प्रगति करना केवल समय की बात है। 

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