सौर वृद्धि के लिए एक अधिक स्मार्ट, अधिक लचीला विद्युत ग्रिड आवश्यक है

जीवाश्म ईंधन से सौर-प्रधान विद्युत ग्रिड की ओर वैश्विक बदलाव

अप्रैल 2025 में आइबेरियाई प्रायद्वीप (पुर्तगाल और स्पेन) की विद्युत व्यवस्था ठप होने के बाद इसके मूल कारण पर तीखी बहस हुई। शुरुआती चर्चा जल्द ही राजनीतिक हो गई और पर्याप्त जांच से पहले ही कुछ लोगों ने सौर ऊर्जा को जिम्मेदार ठहरा दिया। बाद की आधिकारिक जांचों ने इसे कई परस्पर जुड़े कारणों से हुई अतिवोल्टेज और क्रमिक उत्पादन-विच्छेदन की घटना बताया, न कि केवल सौर ऊर्जा के कारण हुई दुर्घटना।

स्रोत: RNZ

पुराने विद्युत ग्रिड मुख्यतः कुछ बड़े और नियंत्रित उत्पादन वाले जीवाश्म-ईंधन, जलविद्युत तथा परमाणु संयंत्रों के आसपास बनाए गए थे। सौर और पवन जैसे विकेंद्रीकृत, इन्वर्टर-आधारित स्रोत अलग परिचालन गुण रखते हैं, लेकिन उनकी मौजूदगी मात्र से ब्लैकआउट होना आवश्यक नहीं है।

सौर ऊर्जा सस्ती होने के साथ नई उत्पादन क्षमता का बड़ा हिस्सा बन रही है। IRENA के अनुसार 2024 में सौर और पवन ने मिलकर नई नवीकरणीय क्षमता का 96.6% हिस्सा बनाया; अकेले सौर का हिस्सा कुल नवीकरणीय क्षमता-वृद्धि के तीन-चौथाई से अधिक था।

585 गीगावाट क्षमता-वृद्धि के साथ नवीकरणीय ऊर्जा ने 2024 में विश्व की कुल नई बिजली क्षमता का 90% से अधिक हिस्सा बनाया।

सौर और पवन का विस्तार सबसे तेज रहा और दोनों ने मिलकर 2024 की शुद्ध नवीकरणीय क्षमता-वृद्धि का 96.6% हिस्सा बनाया। सौर क्षमता 32.2% बढ़कर 1,865 गीगावाट हुई और कुल वृद्धि में उसका हिस्सा तीन-चौथाई से अधिक था; पवन क्षमता 11.1% बढ़ी।

स्रोत: Irena

नवीकरणीय ऊर्जा का हिस्सा बढ़ने के साथ ग्रिड को उसके अनुरूप मजबूत करना अत्यंत आवश्यक है। आइबेरियाई घटना से यह निष्कर्ष नहीं निकलता कि सौर ऊर्जा अपने-आप ब्लैकआउट का कारण बनी; फिर भी वोल्टेज नियंत्रण, आवृत्ति समर्थन, भंडारण, इंटरकनेक्शन और परिचालन समन्वय में निवेश न होने पर ऐसी घटनाएं स्वच्छ ऊर्जा अपनाने को धीमा कर सकती हैं।

विद्युत ग्रिड कैसे काम करते हैं और क्यों विफल होते हैं

विद्युत ग्रिड का महत्व और उसे लगातार चालू रखने की कठिनाई समझने के लिए एक प्रमुख तथ्य यह है कि बिजली को बड़े पैमाने पर संग्रहित करना कठिन है।

बैटरियां बिजली संग्रहित करती हैं, लेकिन किसी देश का ग्रिड इतनी बड़ी शक्ति पर चलता है कि सबसे बड़ी बैटरी सुविधाओं की क्षमता भी कुल ग्रिड मांग की तुलना में सीमित रहती है।

इसलिए उत्पादन और खपत को वास्तविक समय में लगभग बराबर रखना पड़ता है।

बिजली को सही समय पर सही स्थान तक पहुंचाना भी जरूरी है। उदाहरण के लिए, नेवादा में बनी सौर बिजली कंसास के ग्रिड की मदद तभी कर सकती है जब दोनों के बीच पर्याप्त ट्रांसमिशन क्षमता हो। स्पेन में फ्रांस के साथ इंटरकनेक्शन सीमित थे, हालांकि आधिकारिक जांच के अनुसार ब्लैकआउट का कारण केवल यह सीमा नहीं थी।

स्रोत: ResearchGate

वोल्टेज को भी अलग-अलग चरणों पर बदला जाता है। लंबी दूरी तक कुशल ट्रांसमिशन के लिए ट्रांसफॉर्मर वोल्टेज बढ़ाते हैं, जबकि अधिकांश अंतिम उपयोग के लिए दूसरे ट्रांसफॉर्मर इसे घटाते हैं।

स्रोत: EIA

स्पेन और पुर्तगाल का विद्युत संकट: क्या हुआ था?

वोल्टेज, आवृत्ति और दोलन

आइबेरियाई ब्लैकआउट पर अब आधिकारिक जांच उपलब्ध है। स्पेन सरकार और बाद में ENTSO-E के विशेषज्ञ पैनल ने इसे दोलनों, अपर्याप्त वोल्टेज और प्रतिक्रियाशील शक्ति नियंत्रण, असमान विनियमन, उत्पादन में तेज गिरावट और क्रमिक जनरेटर-विच्छेदन सहित कई कारणों की संयुक्त घटना बताया।

घटना को केवल अधिक या कम विद्युत उत्पादन अथवा केवल आवृत्ति की समस्या बताना सही नहीं है। वोल्टेज तेजी से बढ़ा, कई उत्पादन इकाइयां अलग हुईं और अंततः आवृत्ति गिरने तथा फ्रांस से समकालिकता टूटने पर व्यवस्था ध्वस्त हुई।

ग्रिड आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा के दोलन की दर है। यह एक महत्वपूर्ण तकनीकी मानदंड है, लेकिन इसे वोल्टेज और प्रतिक्रियाशील शक्ति जैसे अन्य स्थिरता मानकों से अलग समझना चाहिए।

स्रोत: Wikipedia

अलग-अलग ग्रिड अलग मानक आवृत्तियों पर चल सकते हैं, इसलिए उन्हें जोड़ने के लिए समकालिकता या रूपांतरण चाहिए। उदाहरण के लिए, बाल्टिक देशों ने सोवियत संघ से विरासत में मिली व्यवस्था छोड़कर हाल ही में महाद्वीपीय यूरोप की आवृत्ति से समकालिकता स्थापित की।

आवृत्ति स्वीकार्य सीमा से बहुत दूर जाने पर ट्रांसफॉर्मर, अन्य उच्च-शक्ति उपकरण और उपभोक्ता उपकरण क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। इसलिए अनेक उपकरण अत्यधिक विचलन होने पर अपने-आप अलग हो जाते हैं।

क्या सौर ऊर्जा ने आइबेरियाई ब्लैकआउट कराया?

ग्रिड की आवृत्ति को पारंपरिक रूप से जीवाश्म ईंधन, जलविद्युत और परमाणु संयंत्रों के विशाल घूमते जनरेटर स्थिर रखते थे। उनकी गतिज ऊर्जा व्यवस्था को जड़त्व देती है। सौर पैनल स्वयं घूमने वाला द्रव्यमान नहीं देते, हालांकि आधुनिक इन्वर्टर और भंडारण उचित नियंत्रण के साथ तेज आवृत्ति समर्थन दे सकते हैं।

स्रोत: SmartGrid

कम समकालिक जड़त्व से ग्रिड संचालन अधिक चुनौतीपूर्ण हो सकता है, लेकिन आधिकारिक जांच ने 2025 के आइबेरियाई ब्लैकआउट को सौर ऊर्जा या जड़त्व की कमी के एकल कारण से नहीं जोड़ा। मुख्य घटनाक्रम में वोल्टेज नियंत्रण की कमी, दोलन और उत्पादन इकाइयों के क्रमिक विच्छेदन शामिल थे।

भारत सहित अनेक देशों में नवीकरणीय स्रोतों का एकीकरण बढ़ने के साथ ग्रिड का पारंपरिक जड़त्व घट सकता है। इससे ऐसे ग्रिड में नियंत्रण की लगातार चुनौती पैदा होती है जिसमें पारंपरिक उत्पादन भी मौजूद है।

आधिकारिक निष्कर्षों के अनुसार ब्लैकआउट का मूल किसी कथित “अत्यंत दुर्लभ मौसमी घटना” में नहीं था। घटना बहु-कारकीय थी: दोलनों और अपर्याप्त वोल्टेज नियंत्रण के बाद वोल्टेज बढ़ा, उत्पादन इकाइयां अलग हुईं और क्रमिक विफलता फैल गई।

नवीकरणीय भविष्य के लिए विद्युत ग्रिड का आधुनिकीकरण

पुराने ट्रांसफॉर्मर, बिजली लाइनें और अन्य ढांचा कई आउटेज में योगदान देते हैं, इसलिए उपकरणों का आधुनिकीकरण ग्रिड सुधार का एक महत्वपूर्ण कदम है।

स्मार्ट ग्रिड प्रत्येक स्तर पर लगभग वास्तविक समय में स्थिति की निगरानी करते हैं और स्वचालित नियंत्रणों का उपयोग करते हैं, जिससे केवल व्यापक औसत आंकड़ों पर निर्भर रहने की तुलना में समस्याओं को जल्दी पहचाना जा सकता है।

इससे किसी मौसम घटना या उपकरण खराबी के कारण एक क्षेत्र में पैदा हुए विचलन को बाकी ग्रिड में फैलने से पहले अलग करना आसान हो सकता है। यह क्षमता पूर्ण सुरक्षा की गारंटी नहीं देती और सही सेंसर, सुरक्षा सेटिंग तथा परिचालन प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है।

बिजली लाइनों का सुधार भी मदद कर सकता है। अधिक सघन नेटवर्क बिजली को एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र की ओर मोड़ने देता है और एकल विफलता बिंदु पर निर्भरता घटाता है। बेहतर इंसुलेशन या भूमिगत लाइनें तूफान, बर्फ, पाला और जंगल की आग जैसे कुछ जोखिमों से सुरक्षा दे सकती हैं, हालांकि भूमिगत व्यवस्था महंगी होती है और हर स्थान के लिए उपयुक्त नहीं होती।

दूरस्थ क्षेत्रों के बीच अधिक संपर्क अलग-अलग स्थानों के उत्पादन उतार-चढ़ाव को संतुलित कर सकता है। इसके लिए अति-दूरस्थ ट्रांसमिशन का समर्पित ढांचा चाहिए। चीन ने अल्ट्रा-हाई-वोल्टेज (UHV) एसी और डीसी लाइनों वाला बड़ा नेटवर्क बनाया है, जिसकी कुल लंबाई के बारे में स्रोत लगभग 30,000 किलोमीटर (18,600 मील) बताते हैं।

स्रोत: IEEE

यूरोप और उत्तरी अमेरिका में भी कुछ नए अंतर-क्षेत्रीय संपर्क उपयोगी हो सकते हैं, जैसे स्पेन और शेष यूरोप के बीच अथवा अमेरिका के पूर्व और पश्चिम के बीच। प्रत्येक परियोजना की आवश्यकता, लागत, अनुमति और पर्यावरणीय प्रभाव का अलग मूल्यांकन करना होगा।

टेक्सास और आइबेरियाई प्रायद्वीप दोनों के अपेक्षाकृत सीमित इंटरकनेक्शन ने उनकी घटनाओं के दौरान सहायता के विकल्प घटाए, पर दोनों ब्लैकआउट के कारण अलग थे और केवल ग्रिड के आकार या अलगाव से उनकी व्याख्या नहीं की जा सकती।

स्रोत: ASME

परिवहन, ताप और औद्योगिक प्रक्रियाओं के विद्युतीकरण से कुल मांग बढ़ने पर अधिक ट्रांसमिशन क्षमता की आवश्यकता होगी। इसमें केवल नई तकनीक नहीं, बल्कि अतिरिक्त लाइनें, सबस्टेशन, ट्रांसफॉर्मर और बेहतर योजना भी शामिल हैं।

नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली में ग्रिड आवृत्ति का स्थिरीकरण

बैटरी भंडारण और कृत्रिम जड़त्व

स्मार्ट ग्रिड समाधान का एक हिस्सा हैं। वे पर्यावरणीय घटनाओं और उपकरण खराबी का पता लगाने में मदद कर सकते हैं तथा विफलताओं को छोटे क्षेत्रों तक सीमित कर सकते हैं, लेकिन बड़े ब्लैकआउट रोकने के लिए पर्याप्त वोल्टेज नियंत्रण, सुरक्षा समन्वय और परिचालन संसाधन भी जरूरी हैं।

कम समकालिक जड़त्व वाले ग्रिड में स्थिरता बनाए रखने के लिए कई पूरक उपाय चाहिए, विशेषकर जब सौर और पवन उत्पादन का हिस्सा बढ़ता है।

बड़े पैमाने का बैटरी भंडारण (LSBS) इसमें मदद कर सकता है। अधिक नवीकरणीय उत्पादन वाली व्यवस्था में बैटरियां शाम की चरम मांग और उत्पादन के उतार-चढ़ाव को संतुलित करने के लिए भी उपयोगी हो सकती हैं।

बैटरियां पारंपरिक घूमते जनरेटरों से अलग तरीके से तेज आवृत्ति प्रतिक्रिया दे सकती हैं। इन्वर्टर-आधारित नियंत्रण को अक्सर आभासी, कृत्रिम, अनुकरणित या डिजिटल जड़त्व कहा जाता है, हालांकि तकनीकी परिभाषाएं और सेवाएं अलग-अलग हो सकती हैं।

जब सामान्य सीमा से बाहर आवृत्ति विचलन पता चलता है, तेज आवृत्ति प्रतिक्रिया (FFR) ग्रिड में तुरंत शक्ति डालकर या उससे शक्ति लेकर आवृत्ति को सामान्य दायरे की ओर ले जाती है।

बैटरी-आधारित नियंत्रण कुछ गड़बड़ियों पर पारंपरिक जनरेटरों से तेज प्रतिक्रिया दे सकते हैं, अक्सर सेकंड से भी कम समय में; वास्तविक प्रदर्शन इन्वर्टर, नियंत्रण सेटिंग और ग्रिड नियमों पर निर्भर करता है।

दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में टेस्ला निर्मित बैटरी सुविधाओं ने 2022 में बड़े पैमाने पर ऐसी जड़त्व सेवा देना शुरू किया था (TSLA )।

बिग बैटरी लगभग 2,000 “मेगावाट-सेकंड” (MWs) के बराबर जड़त्व प्रदान कर ग्रिड को स्थिर रखने में मदद कर सकती है। यह टेस्ला की वर्चुअल मशीन मोड सेवा के माध्यम से किया जाता है और दक्षिण ऑस्ट्रेलिया की अनुमानित जड़त्व कमी का लगभग 15% पूरा कर सकता है।

क्या सौर पैनल ग्रिड आवृत्ति स्थिर करने में मदद कर सकते हैं?

सौर पैनलों में घूमता द्रव्यमान नहीं होता, इसलिए वे अपने-आप पारंपरिक जड़त्व नहीं देते। फिर भी उपयुक्त इन्वर्टर, नियंत्रण और उपलब्ध शक्ति के साथ वे ग्रिड समर्थन में योगदान कर सकते हैं।

सौर परियोजनाएं आम तौर पर हर समय अधिकतम उत्पादन के लिए बनाई और प्रोत्साहित की जाती हैं। कुछ उत्पादन क्षमता आरक्षित रखी जाए तो आवृत्ति गिरने पर उसे तेजी से बढ़ाया जा सकता है, लेकिन इससे सामान्य समय में ऊर्जा उत्पादन और आय घट सकती है।

यह तकनीकी रूप से संभव है, पर इसका उपयोग इस बात पर निर्भर करता है कि उपयोगिता कंपनियां और ग्रिड संचालक सौर संयंत्रों को आरक्षित क्षमता और सहायक सेवाओं के लिए कैसे भुगतान करते हैं।

सौर संयंत्र स्तर पर छोटे भंडारण से थोड़े समय के उत्पादन उछाल को सोखा जा सकता है और आवृत्ति गिरने पर ऊर्जा तुरंत भेजी जा सकती है। उपलब्ध क्षमता, अवधि और नियंत्रण व्यवस्था इसकी उपयोगिता तय करते हैं।

सौर पैनलों से जुड़े इन्वर्टर भी नियंत्रित तरीके से थोड़े समय के लिए अतिरिक्त प्रतिक्रिया दे सकते हैं। संयंत्र नियंत्रक को उपकरण की सुरक्षित सीमा के भीतर रहना होगा; लंबे समय तक ओवरलोड चलाने से नुकसान और वारंटी जोखिम हो सकते हैं।

ऐसी व्यवस्था में अलग-अलग इन्वर्टर मिलकर वितरित स्थिरता सेवा दे सकते हैं। वे पारंपरिक जड़त्व की हूबहू जगह नहीं लेते, बल्कि तेज इलेक्ट्रॉनिक प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं।

घूमने वाली मशीनों से ग्रिड जड़त्व बहाल करना

जब ग्रिड को जड़त्व चाहिए और वह परंपरागत रूप से तेज गति से घूमते भारी धातु जनरेटरों से मिलता रहा है, तो एक विकल्प उसी सिद्धांत पर बने समर्पित उपकरण जोड़ना है।

ऐसे घूमने वाले उपकरणों और ऊर्जा-भंडारण प्रणालियों में सिंक्रोनस कंडेनसर और फ्लाईव्हील शामिल हैं।

सिंक्रोनस कंडेनसर: ग्रिड में जड़त्व और वोल्टेज समर्थन

सिंक्रोनस कंडेनसर विद्युत मशीनें हैं जिनका शाफ्ट किसी यांत्रिक भार से जुड़ा नहीं होता और स्वतंत्र रूप से घूमता है। वे सामान्यतः शुद्ध बिजली पैदा करने के बजाय प्रतिक्रियाशील शक्ति, वोल्टेज और शॉर्ट-सर्किट क्षमता जैसी ग्रिड सेवाएं देते हैं।

वे समकालिक जड़त्व और वोल्टेज समर्थन देने का स्थापित साधन हैं, लेकिन ऊर्जा संग्रहित नहीं करते। बड़ी संख्या में नए कंडेनसर लगाने पर पूंजी, संचालन और रखरखाव लागत बढ़ती है।

सिंक्रोनस कंडेनसर ग्रिड पुनर्स्थापन में भी सहायक हो सकते हैं, क्योंकि वे कम उत्पादन वाली स्थिति में जड़त्व, वोल्टेज समर्थन और दोष-धारा प्रदान करते हैं। “ओवरचार्ज सोखने” के बजाय उनका मुख्य कार्य प्रतिक्रियाशील शक्ति और वोल्टेज को नियंत्रित करना है।

ग्रिड स्थिरता के लिए फ्लाईव्हील ऊर्जा भंडारण

फ्लाईव्हील एक अन्य विकल्प हैं। घूमती डिस्क रासायनिक रूप के बजाय यांत्रिक गतिज ऊर्जा संग्रहित करती है, इसलिए इन्हें घूमती बैटरी की तरह समझा जा सकता है।

कुछ प्रणालियां निर्वात में चुंबकीय बेयरिंग पर 20,000 से 50,000 चक्कर प्रति मिनट तक घूमती हैं। फ्लाईव्हील की गति बढ़ाकर ऊर्जा संग्रहित और घटाकर ऊर्जा वापस दी जाती है।

स्रोत: Stornetic

फ्लाईव्हील वास्तविक घूमता द्रव्यमान, तेज आवृत्ति प्रतिक्रिया और अल्पकालिक ऊर्जा भंडारण दे सकते हैं। वे सिंक्रोनस कंडेनसर से अलग उपयोगिता रखते हैं, पर स्वयं हर स्थिति में बेहतर नहीं होते; अवधि, लागत, घर्षण हानि, चक्र-जीवन और आवश्यक सेवा के आधार पर तकनीक चुनी जाती है।

अन्य घूर्णन ऊर्जा-भंडारण विकल्प

हर घूमती भंडारण प्रणाली ग्रिड को समान जड़त्व नहीं देती, लेकिन उचित जनरेटर और नियंत्रण के साथ कई यांत्रिक प्रणालियां आवृत्ति समर्थन दे सकती हैं।

उदाहरण के लिए, स्टार्टअप Cheesecake Energy संपीड़ित-वायु ऊर्जा भंडारण का मॉड्यूलर कंटेनर समाधान पेश करता है। संपीड़न से निकली गर्मी बजरी वाले ताप भंडार में रखी जाती है और कंपनी पुनः उपयोग किए गए ट्रक-इंजन घटकों का इस्तेमाल बताती है। बिजली संग्रहण और पुनर्जनन में घूमते शाफ्ट भी शामिल हैं। यह कंपनी का तकनीकी विवरण है; व्यावसायिक प्रदर्शन परियोजना और परिचालन आंकड़ों पर निर्भर करेगा।

अन्य गैर-रासायनिक भंडारण विकल्पों में गुरुत्व बैटरी, पंप्ड हाइड्रो, कंक्रीट या ताप भंडारण और सौर-तापीय ऊर्जा शामिल हैं। इनका परिचय हमारे लेख “ऊर्जा संक्रमण के लिए बैटरियों के गैर-रासायनिक विकल्प” में दिया गया है।

जड़त्व और आवृत्ति नियंत्रण के लिए बाजार बनाना

अब तक घूमते जनरेटरों वाले बिजली संयंत्र जड़त्व को अलग उत्पाद के बजाय बिजली आपूर्ति के साथ मिलने वाली सेवा के रूप में देते थे। उपयोगिताओं द्वारा मेगावाट खरीदने पर इसे अक्सर मूल्य में शामिल माना जाता था।

उत्पादन मिश्रण बदलने के साथ आवृत्ति प्रतिक्रिया, रिजर्व और अन्य स्थिरता सेवाओं के लिए अधिक स्पष्ट बाजार या खरीद व्यवस्था बनाई जा सकती है, ताकि प्रदाताओं को उचित भुगतान मिले।

बाल्टिक देश जैसे अपेक्षाकृत छोटे ग्रिड इस प्रकार के आवृत्ति-रिजर्व बाजार को लागू कर रहे हैं।

Litgrid (लिथुआनिया), Augstsprieguma tīkls (लातविया) और Elering (एस्टोनिया) द्वारा आवृत्ति बाजार शुरू किए जाने के बाद बिजली उत्पादक अगली सुबह के लिए प्रतिदिन बोली लगा सकते हैं और बता सकते हैं कि वे कितनी ऊर्जा रिजर्व में रखने को तैयार हैं।

बताई गई लागत लगभग 0.5 यूरो सेंट प्रति किलोवाट-घंटा है, जो एक घरेलू उपभोक्ता के लिए करीब 1 यूरो प्रतिमाह के बराबर बताई गई है। वास्तविक शुल्क बाजार और उपयोग के अनुसार बदल सकता है।

विश्व भर में ग्रिड आधुनिकीकरण को धीमा करने वाली प्रमुख चुनौतियां

ट्रांसफॉर्मर की कमी

आज ग्रिड सुधार की प्रमुख बाधाओं में ट्रांसफॉर्मर की कमी शामिल है। दशकों के कम निवेश के कारण बढ़ती मांग के लिए नया उपकरण लगाने के साथ पुराने ट्रांसफॉर्मर बदलने की जरूरत भी एक साथ पैदा हुई है।

स्रोत: Utility Dive

तूफानों और जंगल की आग से बढ़ी क्षति ने आपूर्ति तथा प्रतिस्थापन की मांग पर अतिरिक्त दबाव डाला है।

ट्रांसफॉर्मर में विद्युत हानि घटाने वाला विशेष ग्रेड का इलेक्ट्रिकल स्टील भी महंगा है और उसकी आपूर्ति सीमित हो सकती है।

“आज ऑर्डर किए गए नए ट्रांसफॉर्मर की आपूर्ति में तीन वर्ष तक लग सकते हैं। पांच वर्ष पहले प्रतीक्षा समय चार से छह सप्ताह था।”

Peter Ferrell — नेशनल एसोसिएशन ऑफ इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स (NEMA) के सरकारी संबंध निदेशक

तांबे की आपूर्ति और नवीकरणीय ग्रिड

ग्रिड विस्तार को तांबे और अन्य कच्चे माल की उपलब्धता भी धीमा कर सकती है। बैटरियों के लिए लिथियम और दूसरे खनिजों की आपूर्ति परियोजना-दर-परियोजना बदलती है, जबकि इलेक्ट्रिक वाहन, ग्रिड और अन्य विद्युतीकरण तकनीकें तांबे की मांग बढ़ा रही हैं। भविष्य की कमी का आकार मांग, पुनर्चक्रण, प्रतिस्थापन, कीमत और नई खदानों पर निर्भर है।

नई तांबा खदानों को अनुमति देने और विकसित करने में अक्सर कई वर्ष लगते हैं, इसलिए कीमतों और निवेश के संकेत मिलने के बाद भी आपूर्ति धीरे बढ़ सकती है।

“मांग पूरी करने के लिए अगले 29 वर्षों तक हर वर्ष तीन ‘टियर-वन’ खदानें खोलनी पड़ सकती हैं, जिनमें प्रत्येक की वार्षिक क्षमता 300,000 मीट्रिक टन हो। यह उद्योग के लिए ऐतिहासिक विस्तार होगा और इसकी लागत 500 अरब डॉलर से अधिक हो सकती है।

नई तांबा खदानों की नियामकीय स्वीकृतियां घटकर 15 वर्षों के निम्न स्तर पर पहुंची हैं। यह चिंता का विषय है, क्योंकि किसी खदान की अनुमति और विकास में 10 से 20 वर्ष लग सकते हैं।”

स्रोत: International Energy Forum

ग्रिड उपकरण पर शुल्क और अमेरिकी परियोजनाएं

अमेरिका में व्यापार विवाद और शुल्क आवश्यक उपकरणों की लागत या आपूर्ति को प्रभावित कर सकते हैं। प्रभाव उत्पाद-श्रेणी, मूल देश, छूट, विनिमय दर और वैकल्पिक आपूर्तिकर्ताओं पर निर्भर करेगा।

दिए गए व्यापार-स्रोत के अनुसार 2024 में चीन ने 46.5 अरब डॉलर के विद्युत ट्रांसफॉर्मर निर्यात किए और अमेरिका प्रमुख गंतव्यों में था, जहां लगभग 4.66 अरब डॉलर का व्यापार हुआ। उत्पाद-वर्गीकरण के कारण इन आंकड़ों को केवल बड़े ग्रिड ट्रांसफॉर्मर की बिक्री नहीं समझना चाहिए।

बैटरियों तथा अन्य इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत घटकों की आपूर्ति में भी चीनी कंपनियां महत्वपूर्ण हैं। वैकल्पिक आपूर्ति श्रृंखला बनाने में समय, पूंजी और विनिर्माण क्षमता लगेगी।

लंबी दूरी की अनेक बिजली लाइनों में एल्यूमिनियम उपयोग होता है। 2025 में अमेरिकी आयात शुल्क बढ़ने से कुछ परियोजनाओं की लागत बढ़ सकती थी, लेकिन वास्तविक प्रभाव खरीद अनुबंधों, छूट और घरेलू आपूर्ति पर निर्भर करता है।

निष्कर्ष: स्वच्छ ऊर्जा के लिए अधिक लचीला ग्रिड

नवीकरणीय ऊर्जा की बड़ी हिस्सेदारी संभालने के लिए ग्रिड का पुनर्निर्माण जटिल है। गैस टर्बाइन और अन्य समकालिक संयंत्र कम होने पर पारंपरिक जड़त्व तथा कुछ वोल्टेज सेवाएं घट सकती हैं, जबकि मौसम-निर्भर उत्पादन बढ़ता है। आधुनिक इन्वर्टर, भंडारण, मांग प्रतिक्रिया और बेहतर परिचालन नियंत्रण इसका कुछ हिस्सा पूरा कर सकते हैं।

साथ ही परिवहन, ताप और औद्योगिक गतिविधि के विद्युतीकरण से मांग बढ़ती है, जिससे उत्पादन, ट्रांसमिशन और वितरण पर अतिरिक्त दबाव पड़ता है।

स्वच्छ ऊर्जा को स्थिर ग्रिड के लिए समस्या और समाधान दोनों के सरल रूप में नहीं देखना चाहिए। बड़े बैटरी पैक उत्पादन के उतार-चढ़ाव को संतुलित कर सकते हैं और आवृत्ति सेवाएं दे सकते हैं; ग्रिड-फॉर्मिंग या उन्नत सौर इन्वर्टर भी भूमिका निभा सकते हैं। आवश्यक मिश्रण स्थानीय ग्रिड पर निर्भर होगा।

संपीड़ित वायु, फ्लाईव्हील और सिंक्रोनस कंडेनसर जैसी तकनीकें भी विशिष्ट स्थिरता और भंडारण सेवाएं दे सकती हैं।

निकट अवधि में ट्रांसफॉर्मर और विशेष इलेक्ट्रिकल स्टील की सीमित आपूर्ति ग्रिड सुधार धीमा कर सकती है। लंबी अवधि में स्थिरता सेवाओं का उचित मूल्य, अनुमति और निवेश, कुशल संचालन, इंटरकनेक्शन, भंडारण तथा सामग्री आपूर्ति सफल ऊर्जा संक्रमण के प्रमुख कारक होंगे।

विद्युत ग्रिड में निवेश

GE Vernova

GE Vernova (GEV ) 2024 में GE के तीन कंपनियों—GE Aerospace (GE ), GE HealthCare और ऊर्जा-केंद्रित GE Vernova—में विभाजन से बनी।

इस रूप में GE Vernova, General Electric (GE.TO ) के पुराने ऊर्जा और बिजली-उपकरण व्यवसाय की प्रमुख उत्तराधिकारी है।

लेख में उद्धृत कंपनी आंकड़ों के अनुसार उसके लगभग 75,000 कर्मचारी 100 से अधिक देशों में थे और उसकी तकनीकी स्थापित आधार में 55,000 पवन टर्बाइन तथा 7,000 गैस टर्बाइन शामिल थे। कंपनी अपने उपकरणों को विश्व की लगभग 25% बिजली से जुड़ा बताती है; यह कंपनी का व्यापक स्थापित-आधार दावा है, स्वतंत्र बाजार हिस्सेदारी नहीं।

कंपनी पवन, जलविद्युत, गैस और परमाणु टर्बाइन से लेकर ग्रिड उपकरण तक बिजली उत्पादन और वितरण के अनेक हिस्सों में काम करती है। लेख के मूल कंपनी प्रस्तुतीकरण में ग्रिड खंड के लिए लगभग 16 अरब डॉलर का बैकलॉग बताया गया था; बैकलॉग समय के साथ बदलता है और भविष्य के राजस्व या लाभ की गारंटी नहीं है।

स्रोत: GE Vernova

कंपनी ने 2040 तक बिजली मांग लगभग दोगुनी होने और कोयला संयंत्रों को बदलने के लिए 4 ट्रिलियन डॉलर के निवेश की आवश्यकता का अनुमान लगाया था। ये कंपनी के परिदृश्य हैं, निश्चित पूर्वानुमान नहीं, लेकिन वे विद्युत उपकरण निर्माताओं के लिए संभावित दीर्घकालिक मांग दिखाते हैं।

स्रोत: GE Vernova

GE Vernova कई बड़ी उपयोगिता कंपनियों के साथ काम करती है, जिनमें फ्रांस की Engie, अमेरिका की Duke Energy (DUK ) और Southern Company (SOT.DE ) (SO ), जर्मनी की RWE, स्पेन की Iberdrola और Taiwan Power Company शामिल हैं। ग्राहक संबंध अनुबंध, क्षेत्र और समय के अनुसार बदल सकते हैं।

ग्रिड समाधान और विद्युतीकरण में GE Vernova बैटरी ऊर्जा भंडारण, सिंक्रोनस कंडेनसर, पंप्ड-स्टोरेज संयंत्र (PSPP), औद्योगिक भट्टियों का विद्युतीकरण, ताप भंडारण, सौर इन्वर्टर और हाइड्रोजन कंप्रेसर जैसे उपकरण देती है।

स्रोत: GE Vernova

GE Vernova ऊर्जा अनुसंधान एवं विकास पर वार्षिक लगभग 1 अरब डॉलर खर्च करने की बात कहती थी। क्षेत्रों में कार्बन कैप्चर, HVDC केबल, हाइड्रोजन-सक्षम गैस टर्बाइन और Hitachi के साथ BWRX-300 छोटा मॉड्यूलर रिएक्टर (SMR) डिजाइन शामिल हैं। इन तकनीकों की व्यावसायिक सफलता, नियामकीय मंजूरी और परियोजना निष्पादन अलग-अलग जोखिम रखते हैं।

स्रोत: GE Vernova

अमेरिका में उपकरण की कमी कंपनी के लिए अवसर बन सकती है। उसने 2028 तक नई उत्पादन सुविधाओं सहित वैश्विक पूंजीगत व्यय और R&D में कुल 9 अरब डॉलर की योजना बताई थी। इसमें अगली पीढ़ी के परमाणु ईंधन डिजाइन के लिए 5 करोड़ डॉलर, गैस ऊर्जा और LNG निर्यात से जुड़े काम के लिए 30 करोड़ डॉलर तथा 2026 तक अमेरिकी कारखानों में 60 करोड़ डॉलर शामिल थे। निवेश की राशि और समय बदल सकते हैं।

GE Vernova की गतिविधियां कई तकनीकों में फैली हैं, जिससे किसी एक ऊर्जा तकनीक पर निर्भरता कुछ कम हो सकती है। फिर भी यह विविधता निष्पादन, पूंजी आवंटन और कई चक्रीय बाजारों का जोखिम भी लाती है:

• यदि प्राकृतिक गैस महत्वपूर्ण बनी रहती है, तो GE Vernova इस खंड की स्थापित आपूर्तिकर्ता है, लेकिन ईंधन नीति और उत्सर्जन नियम मांग को प्रभावित कर सकते हैं।
• यदि परमाणु निर्माण बढ़ता है, तो टर्बाइन और SMR अवसर पैदा कर सकते हैं; परियोजनाओं में लंबी अनुमति, लागत और निर्माण जोखिम हैं।
• हाइड्रोजन, पवन, पंप्ड हाइड्रो या कार्बन कैप्चर बढ़ने पर कंपनी को मांग मिल सकती है, लेकिन प्रतिस्पर्धा और तकनीकी अर्थशास्त्र से बाजार हिस्सेदारी तय होगी।

GE Vernova बढ़ती बिजली मांग और ग्रिड निवेश के लिए व्यापक औद्योगिक जोखिम प्रदान करती है। निवेशकों को मूल्यांकन, परियोजना निष्पादन, आपूर्ति श्रृंखला, सेवा-बैकलॉग रूपांतरण, पवन खंड की लाभप्रदता, नीति और ब्याज-दर जोखिमों का आकलन करना चाहिए; विविध पोर्टफोलियो भविष्य के शेयरधारक रिटर्न की गारंटी नहीं देता।

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