मैमॉथ सुविधा द्वारा डायरेक्ट एयर कैप्चर तकनीकों के लिए मानक को ऊँचा स्थापित करना

संयुक्त राज्य सरकार के ऊर्जा विभाग ने सभी‑महत्वपूर्ण कार्य को इस प्रकार परिभाषित किया है कि डायरेक्ट एयर कैप्चर तकनीक “कार्बन डाइऑक्साइड हटाने का एक रूप है जो CO2 को परिवेशीय या स्थिर हवा से लेती है। अलग किया गया CO2 फिर स्थायी रूप से गहरी भूमिगत में संग्रहीत किया जा सकता है, या इसे उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है।”

उपलब्ध अनुमान के अनुसार, डायरेक्ट एयर कैप्चर बाजार का आकार आने वाले वर्षों में उल्लेखनीय वृद्धि देखेगा, 2022 में US$23.59 मिलियन से अधिक से 2028 में US$614.07 मिलियन से अधिक तक। यह 72% से अधिक की CAGR में परिवर्तित होता है, जो छह वर्षों में लगभग 30 गुना वृद्धि है।

लेकिन DAC तकनीकों की इस वृद्धि को क्या प्रेरित करता है? कार्बन डाइऑक्साइड को हटाना वैश्विक तापमान को कम करने के उद्देश्य को पूरा करता है। सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करके गर्मी को फँसाता है जो पृथ्वी की सतह से इन्फ्रारेड तरंगों के रूप में पुनः विकिरण करता है। ऑक्सीजन और नाइट्रोजन गैसों के विपरीत, जो इन्फ्रारेड तरंगों में हस्तक्षेप नहीं करतीं, कार्बन डाइऑक्साइड इन्फ्रारेड ऊर्जा को सोख लेती है।

इस सोखने की प्रक्रिया के हिस्से के रूप में, इन्फ्रारेड ऊर्जा कंपन के माध्यम से सभी दिशाओं में पुनः उत्सर्जित होती है। लगभग आधी ऊर्जा अंतरिक्ष में निकल जाती है, और आधी ऊर्जा गर्मी के रूप में पृथ्वी पर लौटती है, जिससे वैज्ञानिकों के अनुसार “ग्रीनहाउस प्रभाव” में योगदान होता है।

वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाना हमें वैश्विक गर्मी की निकटवर्ती खतरे, अर्थात् विश्व स्तर पर तापमान वृद्धि, से मुक्त करने में मदद करेगा।

इस खतरे से लड़ने के कई तरीके हैं, लेकिन डायरेक्ट एयर कैप्चर अपनी पृथ्वी के संसाधनों पर प्रभाव के संदर्भ में अपने लाभों के कारण अलग दिखता है।

उदाहरण के लिए, इस तकनीक में ऊर्जा का उपयोग ‘सामान्य नहीं’ है। अनुमानों के अनुसार, 2030 तक यू.एस. में प्रति वर्ष 7-9 मिलियन टन कैप्चर क्षमता तक पहुँचने के लिए आज की यू.एस. विद्युत उत्पादन का 0.3-0.4% उपयोग होगा।

यह तकनीक कृषि योग्य भूमि पर कब्जा करने की आवश्यकता नहीं रखती। ठोस सोर्बेंट DAC सिस्टम के विकास के साथ इसके जल उपयोग में भी उल्लेखनीय कमी आ सकती है।

DAC सिस्टम के लाभ और ग्रह को मिलने वाले संभावित लाभ ने कई लोगों को नवाचारी और अनुकूलित DAC समाधान विकसित करने के लिए प्रेरित किया है। हाल ही में, इस क्षेत्र में लगातार सराहनीय कार्य करने वाली कंपनी क्लाइमवर्क्स है। सबसे हाल में, उसने अपना नवीनतम सुविधा: मैमॉथ लॉन्च किया।

आने वाले कुछ भागों में, हम इस सुविधा के बारे में देखेंगे, जो आइसलैंड में स्थित है और क्लाइमवर्क्स के पूर्ववर्ती प्लांट ऑर्का से लगभग दस गुना बड़ा होने का दावा किया गया है।

Climeworks मैमॉथ सुविधा: इसका लक्ष्य क्या है?

मैमॉथ सुविधा स्थापित करने का मुख्य लक्ष्य अधिक DAC परियोजनाओं की बढ़ती मांग को पूरा करना था। कंपनी का दावा है कि नई सुविधा उसकी क्षमता को ‘हजारों टन से लेकर प्रति वर्ष दसियों हजार टन तक’ बढ़ाने में मदद करेगी—2030 तक मेगाटन क्षमता और 2050 तक गीगाटन क्षमता की दिशा में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर।

इस कार्य को क्लाइमवर्क्स कैसे पूरा करने की योजना बना रहा है, इसे गहराई से समझने से पहले, आइए इसके पैमाने और महत्वाकांक्षा के पीछे के कारण को बेहतर समझने के लिए कुछ और संचालन पहलुओं को देखें।

परियोजना वर्तमान में कमीशन में है और अपनी विस्तार दृष्टि के साथ जारी है। आइसलैंड के हेलिसहेइडी में स्थित, सुविधा की वार्षिक क्षमता, उसके डिजाइन के अनुसार, 36,000 टन CO₂ तक पहुँच सकती है। जबकि सुविधा, सबसे बुनियादी स्तर पर, क्लाइमवर्क्स के 10 गुना विस्तार के लिए इंजीनियरिंग और संचालन अनुभव प्रदान करने में मदद करेगी, यह आपूर्ति श्रृंखला को विकसित करने और बाजार में अतिरिक्त उच्च‑गुणवत्ता कार्बन हटाने की क्षमता लाने में मूल्य जोड़ती है।

सटीक रूप से कहा जाए तो सुविधा ने 18 महीने पहले, 28 जून 2022 को निर्माण कार्य शुरू किया। वर्तमान में, कंपनी रिपोर्ट करती है कि प्लांट की बुनियादी संरचना सफलतापूर्वक स्थापित है, जिसमें 90% सिस्टम संचालन में हैं, जिसमें स्टोरेज पार्टनर कार्बफिक्स भी शामिल है।

ज्यादातर सफल स्केल‑अप कर्व्स के आधार पर, 2050 तक गीगाटन तक पहुँचने का मतलब 2030 तक मेगाटन स्तर पर डिलीवर करना है। कोई भी पहले DAC में हम जो बना रहे हैं, वह नहीं बना है, और हम विनम्र और यथार्थवादी हैं कि सफल होने का सबसे निश्चित तरीका तकनीक को वास्तविक दुनिया में यथासंभव तेज़ी से चलाना और निरंतर इसे लागू करना है।

केवल 18 महीने में मुख्य बुनियादी ढाँचा स्थापित और संचालन में होना क्लाइमवर्क्स की तेज़ी से स्केल‑अप करने की क्षमता का प्रमाण है, जिसमें तीव्र विकास चक्र शामिल हैं, जो 2050 तक गीगाटन क्षमता की दिशा में है।

लेकिन यह मेगाटन से गीगाटन तक का मार्ग कैसे तय करने की योजना बनाता है? आइए समझने की कोशिश करें।

सुविधा कैसे कार्य करेगी?

Climeworks मैमॉथ सुविधा के केंद्र में एक प्रोसेसिंग हॉल है, जिसका उपयोग कैप्चर किए गए कार्बन डाइऑक्साइड को उसकी भूमिगत संसेक्शन से पहले प्रोसेस और कंडीशन करने के लिए किया जाता है। प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड को शुद्ध और संघनित करना शामिल है, इससे पहले कि इसे पानी में घोला जाए और कार्बफिक्स द्वारा भूमिगत संसेक्शन किया जाए, जहाँ यह खनिजीकरण विधि से पत्थर में बदल जाएगा। अपने संचालन इकाइयों के अलावा, प्रोसेसिंग हॉल में नियंत्रण कक्ष, कार्यालय और एक विज़िटर सेंटर भी होगा।

अपेक्षित क्षमता के अनुरूप, मैमॉथ सुविधा में हवा से CO₂ कैप्चर करने के लिए 72 कलेक्टर कंटेनर होंगे, जबकि ऑर्का में आठ कलेक्टर कंटेनर हैं।

इसके अतिरिक्त, मैमॉथ सुविधा में एक मेंटेनेंस हॉल भी है जिसका उद्देश्य रखरखाव कार्य की आवश्यकता होने पर दक्षता बढ़ाना है।

यह क्लाइमवर्क्स के DAC उद्योग को अग्रसर करने के दृष्टिकोण को बहुत अच्छी तरह दर्शाता है: निरंतर तेज़ी के साथ सबसे कठोर संचालन मानकों को लागू करना।

DAC क्षेत्र में कई अन्य कंपनियां भी समान रूप से सक्रिय हैं। आने वाले भागों में, हम ऐसी कुछ कंपनियों पर चर्चा करेंगे।

#1. Aircapture

Aircapture का अनूठा कार्यप्रणाली ग्राहकों के उत्पादन साइटों पर मॉड्यूलर डायरेक्ट एयर कैप्चर (DAC) यूनिट स्थापित करने में शामिल है, जिससे उनके उत्पादन प्रक्रिया में साफ़ CO2 की सीधी आपूर्ति बनती है। कंपनी का दावा है कि वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का व्यावसायीकरण पर्यावरण और अर्थव्यवस्था को सुधारने के लिए सबसे प्रभावी, स्केलेबल समाधान के रूप में उभरा है।

इसने अपने कार्य में एक हाइपर‑लोकल दृष्टिकोण अपनाया है, जो सप्लाई चेन जोखिमों को कम करता है और पारंपरिक बाजार के कार्बन फुटप्रिंट को समाप्त करता है। Aircapture को विशिष्ट बनाने वाले कारकों में इसकी बढ़ी हुई विश्वसनीयता, उन्नत गुणवत्ता मानक, कम लागत, और उल्लेखनीय रूप से कम उत्सर्जन वाले साफ़ उत्पाद शामिल हैं।

Aircapture के तैयार किए गए समाधान इसे विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए बाजार‑तैयार बनाते हैं, जिसमें पेय उत्पादन, ग्रीनहाउस कृषि, और अधिक शामिल हैं। उदाहरण के लिए, यह विभिन्न मात्रा और उत्पादन शेड्यूल पर कम ऑक्सीजन सामग्री वाले पेय‑ग्रेड तरल कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने में सक्षम है।

यह सिंथेटिक ईंधन बनाने के लिए आवश्यक उत्सर्जन‑गहन कच्चे माल को उच्च‑गुणवत्ता, साफ़ कार्बन डाइऑक्साइड से बदलने में मदद कर सकता है। Aircapture ग्राहकों के विकासशील सुविधाओं में कार्बन डाइऑक्साइड उत्पादन में भी सहायता करता है, जिससे ग्राहकों को उनकी दैनिक मांग चक्र पूरा करने और फसल उत्पादन बढ़ाने में मदद मिलती है।

Aircapture का कार्बन डाइऑक्साइड स्थायी रूप से कंक्रीट ब्लॉकों या तैयार‑मिक्स्ड कंक्रीट में इंजेक्ट किया जा सकता है, जिससे मौजूदा क्योरिंग विधियों के मानकों में सुधार होता है।

मैमॉथ परियोजना की तरह, Aircapture भी अध्ययन और प्रयोगों में शामिल है जो अपशिष्ट गर्मी और डी‑कार्बोनाइज़्ड ऊर्जा का उपयोग करके वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को भूवैज्ञानिक रूप से संसेक्शन करने में मदद करते हैं।

अंत में, Aircapture का तरल कार्बन डाइऑक्साइड ड्राई आइस में भी परिवर्तित किया जा सकता है, जो रिटेल, परिवहन और लॉजिस्टिक्स ग्राहकों की जरूरतों को पूरा करता है। ड्राई आइस नाशयोग्य वस्तुओं की शिपिंग में सहायता करने और अन्य औद्योगिक उपयोगों के लिए प्रसिद्ध है।

अप्रैल 2022 में, Aircapture ने कार्बन डाइऑक्साइड रूपांतरण कंपनी OCOchem और अन्य साझेदारों के साथ मिलकर $2.93 मिलियन अनुदान यू.एस. ऊर्जा विभाग से जीता, ताकि न्यूट्रिएन के केननविक फर्टिलाइज़र ऑपरेशन्स प्लांट, केननविक, वॉशिंगटन में एकीकृत कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर और रूपांतरण प्लांट को डिजाइन और इंजीनियर किया जा सके।

अनुदान और उसके लाभों के बारे में बात करते हुए, Matt Atwood, Aircapture के संस्थापक और CEO ने कहा:

हमारी मॉड्यूलर, ऑन‑साइट तकनीक जो हवा से CO2 लेती है और सीधे हमारे ग्राहकों की उत्पादन प्रक्रियाओं में डालती है, जलवायु चुनौतियों का समाधान करती है जबकि हमारे ग्राहकों को मूल्य प्रदान करती है और यह Nutrien के साथ इस परियोजना के लिए एकदम उपयुक्त है।

#2. Greenlyte Carbon Technologies

DAC क्षेत्र में उल्लेखनीय कार्य करने वाली एक और कंपनी Greenlyte Carbon Technologies है। 2022 में दो सीरियल उद्यमियों और एक अत्यधिक अनुभवी DAC शोधकर्ता द्वारा स्थापित, ईसेन में स्थित Greenlyte, अपने आसपास के पारिस्थितिकी तंत्र से भारी रूप से लाभ उठाता है, जिसमें प्रमुख तकनीकी विश्वविद्यालय और वैश्विक रासायनिक, औद्योगिक और ऊर्जा दिग्गज शामिल हैं।

ऑपरेशनल वर्ष 2022-23 में, Greenlyte ने पहला निरंतर चक्र प्रोटोटाइप और 100‑टन DAC डेमोन्स्ट्रेटर का निर्माण पूरा किया।

भविष्य के लिए इसकी दृष्टि 2027 तक एक ठोस, कुशल और लाभदायक संचालन को सार्थक पैमाने पर बनाना शामिल है। 2035 तक, कंपनी ‘प्लेटफ़ॉर्माइज़ेशन’ कार्य को पूरा करना चाहती है, जिससे ठोस, कुशल और लाभदायक संचालन को सार्थक पैमाने पर वास्तविकता बनाना संभव हो। और 2050 तक, Greenlyte अपनी वार्षिक उत्पादन को 100 MT तक स्केल करना और DAC क्षेत्र में वैश्विक नेता बनना चाहता है।

Greenlyte का एक प्रमुख लाभ, जो इसे DAC नेतृत्व के लिए उपयुक्त बनाता है, उसकी कम‑ऊर्जा, कम‑कैपेक्स प्रक्रिया है कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर और उपयोग के लिए। गैस विशेष रूप से वायुमंडलीय हवा से गैस प्रवाहों से प्राप्त की जाती है। इसके बाद कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन का रूपांतरण हाइड्रोकार्बन उत्पन्न करता है जो प्रक्रिया में मूल्य जोड़ता है और तकनीक को लाभदायक बनाता है।

Greenlyte अपनी तकनीक को पूरी तरह चक्रीय दृष्टिकोण अपनाकर और भी अनुकूलित करता है, जहाँ उपयोग किए गए एब्जॉर्बेंट को इलेक्ट्रोलिसिस में पुनर्जनित किया जाता है और बाद में अवशोषण के लिए उपयोग किया जाता है। कई प्रक्रिया बेंचमार्क, जिसमें तरल सोर्बेंट समाधान में अवशोषण, हाइड्रोजन कार्बोनेट के रूप में प्रीसिपिटेशन, और इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा डीसॉर्ब्शन शामिल हैं, पर Greenlyte का पेटेंट लागू है।

मार्च 2024 में, Greenlyte Carbon Technologies ने €10.5 मिलियन प्री‑सीरीज़ A राउंड बंद की। सभी निवेशकों की बड़ी भागीदारी के साथ, अर्थात् Earlybird Venture Capital, Green Generation Fund, Carbon Removal Partners, और बोर्ड सदस्य Dr. Udo Jung, Partech भी निवेशक समूह में शामिल हुए।

यह फंडिंग उन साझेदारियों और उच्च‑मूल्य ऑफ़टेक समझौतों के रूप में Greenlyte द्वारा हाल ही में हासिल किए गए ट्रैक्शन को मान्य करती है। कंपनी ने यूरोपीय फंड फॉर रीजनल डेवलपमेंट्स से दो अनुदान जीते हैं और अपनी स्थापना के 18 महीने बाद से अब तक €20 मिलियन से अधिक इक्विटी और अनुदानों को मिलाकर जुटाया है।

उठाए गए फंडों के महत्व को समझाते हुए, Florian Hildebrand, Greenlyte के CEO और सह‑संस्थापक ने कहा, नए फंडों के साथ, हम अपनी टीम को 30 से 50 लोगों तक बढ़ा सकेंगे, जिससे हम तकनीक विकास और त्वरित बाजार में प्रवेश के साथ-साथ समानांतर में कार्य कर सकेंगे, अपने स्केलिंग को तेज़ करेंगे, और लागत को अधिक तेजी से घटा सकेंगे। यह राउंड हमारे वैश्विक DAC चैंपियन को तेज़ी से बनाने की महत्वाकांक्षा का प्रमाण है।

अधिक कुशल डायरेक्ट एयर कैप्चर तकनीकों के साथ भविष्य

दुनिया भर की सरकारों ने डायरेक्ट एयर कैप्चर तकनीकों के लाभों को समझा है। परिणामस्वरूप, उन्होंने DAC परियोजनाओं का समर्थन और प्रोत्साहन सबसे अच्छे तरीकों से शुरू किया है।

उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य की ऊर्जा विभाग ने अपने तीन कार्यालयों—Fossil Energy and Carbon Management, Clean Energy Demonstrations, और Advanced Research Projects Agency‑Energy—को डायरेक्ट एयर कैप्चर अनुसंधान, विकास और प्रदर्शन का समर्थन करने के कार्य के लिए नियुक्त किया है। इस अनुसंधान में कई पहलू शामिल हैं, जैसे कि CO2 के कैप्चर, रूपांतरण और संसेक्शन से जुड़े सामग्री, रसायन, बायोकेमिकल और भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के विज्ञान और तकनीक की खोज।

इस क्षेत्र में सबसे लोकप्रिय पहलों में से एक Carbon Negative Shot पहल रही है—कार्बन डाइऑक्साइड हटाने के मार्गों में नवाचार के लिए एक आह्वान, जो वायुमंडल से CO2 को कैप्चर करेगा और इसे 1 बिलियन टन के पैमाने पर $100 प्रति शुद्ध मीट्रिक टन CO2‑समतुल्य से कम में संग्रहीत करेगा।

ऐसी पहलों, निजी क्षेत्र में निवेशों के साथ मिलकर, न केवल मानक को ऊँचा स्थापित करने बल्कि इसे विश्वभर के उद्योग और कार्बन डाइऑक्साइड उत्पादकों के लिए सुलभ बनाने में निश्चित रूप से महत्वपूर्ण प्रगति में मदद करेंगे।

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