क्या ताप विद्युत को पूर्णतः प्रतिस्थापित कर दिया जाएगा?

ⅰबिजली कटौती से सबक

क्या आपने कभी बिजली गुल होते देखा है? अचानक, सब कुछ अँधेरा हो जाता है, लिफ्टें बंद हो जाती हैं, मोबाइल फ़ोन की पावर खत्म हो जाती है, और एयर कंडीशनर बंद हो जाते हैं। इस बेबसी के एहसास से हमें एहसास होता है कि बिजली ही आधुनिक समाज की "हवा" है।

वास्तव में, दुनिया भर में बड़ी बिजली कटौती हुई है:

2003 के उत्तरी अमेरिकी ब्लैकआउट के कारण करोड़ों उपयोगकर्ता रात भर अंधेरे में रहे।

2021 के टेक्सास शीत-स्फूर्ति के दौरान, पवन ऊर्जा और प्राकृतिक गैस संयंत्र सामूहिक रूप से बंद हो गए, और बैकअप के रूप में ऊर्जा भंडारण के बिना, लाखों लोगों को शून्य से नीचे के तापमान और बिजली कटौती का सामना करना पड़ा।

चीन के कुछ क्षेत्रों में बिजली कटौती: कोयले की कमी और नवीकरणीय ऊर्जा में उतार-चढ़ाव के कारण ग्रिड पर दबाव बढ़ गया है, जिसके कारण बिजली पर प्रतिबंध लगाने पड़े हैं।

ये उदाहरण हमें दिखाते हैं कि केवल तापीय ऊर्जा पर निर्भर रहना जोखिम भरा है, और केवल नवीकरणीय ऊर्जा पर निर्भर रहना भी जोखिम भरा है। ऊर्जा प्रणाली को एक अधिक स्थिर "संयोजन रणनीति" की आवश्यकता है।

ⅱविभिन्न देशों में सत्ता संरचनाएँ

दुनिया भर में ऊर्जा के स्रोत काफी भिन्न हैं:

चीन: कोयला आधारित बिजली अभी भी मुख्य स्रोत है, लेकिन हाल के वर्षों में फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा की स्थापित क्षमता में वृद्धि हुई है, और "नवीकरणीय ऊर्जा + ऊर्जा भंडारण" मॉडल धीरे-धीरे एक प्रवृत्ति बन रहा है।

संयुक्त राज्य अमेरिका: प्राकृतिक गैस और नवीकरणीय ऊर्जा के बीच एक संतुलित दृष्टिकोण, तथा बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी में विश्व में अग्रणी, कैलिफोर्निया और अन्य क्षेत्रों ने विश्व के सबसे बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण विद्युत संयंत्रों का निर्माण किया है।

यूरोप: जर्मनी और स्पेन पवन और सौर ऊर्जा में अग्रणी हैं, जबकि फ्रांस ग्रिड स्थिरता के लिए परमाणु ऊर्जा पर निर्भर है। समग्र रूप से यूरोप ऊर्जा परिवर्तन के लिए प्रतिबद्ध है, और भंडारण प्रणालियों के विकास में तेज़ी आ रही है।

जापान और दक्षिण कोरिया: आयातित ऊर्जा पर अत्यधिक निर्भर इन देशों को सौर, हाइड्रोजन और भंडारण प्रौद्योगिकियों के संयोजन को सक्रिय रूप से विकसित करते हुए आपूर्ति सुरक्षा को संतुलित करना होगा।

कुल मिलाकर, सभी क्षेत्र “नवीकरणीय ऊर्जा + भंडारण” मॉडल की ओर बढ़ रहे हैं, यद्यपि गति अलग-अलग है।

ⅲवर्तमान स्थिति क्या है?

नवीन ऊर्जा का विकास तेजी से हो रहा है, लेकिन इसके सामने चुनौतियां भी हैं।

फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा की "मनमौजीपन": फोटोवोल्टिक ऊर्जा केवल दिन के समय ही उत्पन्न की जा सकती है जब सूर्य निकला हो, और यह रात में बंद हो जाती है; पवन ऊर्जा मौसम पर निर्भर करती है, और यह "हवा रहित अवधि" के दौरान बंद हो जाती है। यह अस्थिरता पावर ग्रिड के स्थिर संचालन पर दबाव डालती है।

ऊर्जा भंडारण बैटरियों का उद्भव: लिथियम-आयन बैटरियां और फ्लो बैटरियां विशाल "पावर बैंक" की तरह काम करती हैं, जो अधिशेष अवधि के दौरान अतिरिक्त बिजली का भंडारण करती हैं और ग्रिड को संतुलित करने में मदद करने के लिए अधिकतम मांग के दौरान इसे जारी करती हैं।

नीति चालक: चीन ने स्पष्ट रूप से यह निर्धारित किया है कि नई फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा परियोजनाओं के साथ ऊर्जा भंडारण सुविधाएँ भी होनी चाहिए। इस बीच, अमेरिका और यूरोप, ऊर्जा भंडारण अवसंरचना के निर्माण के लिए कंपनियों को प्रोत्साहित करने हेतु राजकोषीय सब्सिडी और बाज़ार तंत्र का उपयोग कर रहे हैं।

चुनौतियाँ बनी हुई हैं: ऊर्जा भंडारण बैटरियां महंगी हैं, उनका जीवनकाल सीमित है, तथा उनके जीवनकाल के अंत में पुनर्चक्रण और पुनः उपयोग जैसे मुद्दे अभी भी अनसुलझे हैं।

दूसरे शब्दों में, ऊर्जा भंडारण धीरे-धीरे व्यापक होता जा रहा है, लेकिन पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों की जगह लेने में इसे समय लगेगा।

ⅳ. कोयला आधारित बिजली को क्यों प्रतिस्थापित किया जाए?

पर्यावरण संरक्षण: कोयला आधारित बिजली कार्बन उत्सर्जन, वायु प्रदूषण और ग्रीनहाउस प्रभाव में प्रमुख योगदानकर्ता है।

ऊर्जा सुरक्षा: कोयला और प्राकृतिक गैस की कीमतों में उतार-चढ़ाव सीधे तौर पर बिजली की कीमतों और आपूर्ति को प्रभावित करता है।

आर्थिक व्यवहार्यता: फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा तेजी से सस्ती होती जा रही है, यहां तक ​​कि कोयला आधारित बिजली की तुलना में अधिक लागत प्रभावी भी।

कार्बन तटस्थता लक्ष्य: उत्सर्जन को कम करने के लिए, कोयला आधारित बिजली को चरणबद्ध तरीके से समाप्त किया जाना चाहिए तथा अंततः समाप्त कर दिया जाना चाहिए।

Ⅴक्या यह कोयला आधारित बिजली को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर सकता है?

इसका उत्तर है: अंततः, लेकिन निकट भविष्य में नहीं।

अगले 10 वर्षों तक कोयला आधारित बिजली ग्रिड की “रीढ़” बनी रहेगी।

2030–2040: जैसे-जैसे ऊर्जा भंडारण सस्ता होता जाएगा और हाइड्रोजन ऊर्जा अधिक विश्वसनीय होती जाएगी, कोयला आधारित बिजली धीरे-धीरे "बेंच" पर चली जाएगी।

2050 के आसपास: नवीकरणीय ऊर्जा और ऊर्जा भंडारण के संयुक्त रूप से अग्रणी होने की उम्मीद है, तथा कोयला आधारित बिजली को बड़े पैमाने पर समाप्त कर दिया जाएगा।

दूसरे शब्दों में, भविष्य की विद्युत प्रणाली संभवतः इस प्रकार होगी: नवीकरणीय ऊर्जा और ऊर्जा भंडारण मुख्य स्रोत होंगे, कोयला आधारित विद्युत पीछे रहेगी, तथा परमाणु ऊर्जा, जल विद्युत और हाइड्रोजन ऊर्जा पूरक सहायता प्रदान करेंगे।

ऊर्जा भंडारण बैटरियों को सौर और पवन ऊर्जा के साथ तेज़ी से जोड़ा जाएगा, ठीक वैसे ही जैसे स्मार्टफोन बिना बैटरी के काम नहीं कर सकते। हालाँकि, नवीकरणीय ऊर्जा को कोयले से चलने वाली बिजली की पूरी तरह से जगह देने के लिए, तकनीकी प्रगति, नीतिगत समर्थन और ग्रिड उन्नयन की अभी भी आवश्यकता है। भविष्य में कोयले से चलने वाली बिजली अचानक गायब नहीं होगी, बल्कि यह धीरे-धीरे पृष्ठभूमि में चली जाएगी, जब तक कि एक दिन आपको एहसास न हो कि बिजली क्षेत्र में पहले से ही स्वच्छ ऊर्जा का बोलबाला हो गया है।