कोयला गैसीकरण : स्वच्छ ऊर्जा विकल्प

कोयला गैसीकरण क्या है?

• कोयला गैसीकरण का आशय : कोयला गैसीकरण एक ताप-रासायनिक प्रक्रिया है जो कोयले को सरल अणुओं, मुख्य रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन में परिवर्तित करती है, जिसे संश्लेषण गैस या सिनगैस कहा जाता है।
• सिनगैस  उत्पादन : गैसीकरण प्रक्रिया में, कोयले को नियंत्रित परिस्थितियों में हवा, ऑक्सीजन, भाप या कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा आंशिक रूप से ऑक्सीकृत किया जाता है, जिससे सिनगैस नामक तरल ईंधन का उत्पादन होता है।
• कोयला गैसीकरण का महत्व: इस गैस का दहन कोयले के दहन की तुलना में अधिक स्वच्छ और कुशल है क्योंकि उत्सर्जन गैसीकरण चरण में फंस जाता है।
• कोयला गैसीकरण की विधियाँ :
  • इन-सीटू विधि: इसमें ऑक्सीजन को पानी के साथ सीम में डाला जाता है और उच्च तापमान पर प्रज्वलित किया जाता है, जिससे कोयला आंशिक रूप से हाइड्रोजन, CO, कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), मीथेन (CH4) और हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) में ऑक्सीकृत हो जाता है।
  • एक्स-सीटू रिएक्टर: इन्हें जमीन की सतह के ऊपर गैसीकरण प्रक्रिया का अनुकरण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
    • गैसीकरण प्रक्रिया के दौरान कोयले में सल्फर H2S और कार्बोनिल सल्फाइड (COS) की ट्रेस मात्रा में परिवर्तित हो जाता है।

कोयला गैसीकरण की आवश्यकता:

• थर्मल कोयले का एक सिद्ध भंडार: जीएसआई द्वारा प्रकाशित कोयला सूची के अनुसार, 01 अप्रैल 2022 तक देश का कुल अनुमानित कोयला भंडार (संसाधन) 361411.46 मिलियन टन है।
• वैश्विक स्थिति: चीन के बाद दुनिया में देश का कुल अनुमानित कोयला भंडार दूसरा सबसे बड़ा भंडार है।
  • उत्पादन में वृद्धि: वित्त वर्ष 2022-2023 में कोयला उत्पादन में 14.8% की वृद्धि होकर 893 मीट्रिक टन तक पहुँचना।
  • वैश्विक योगदान: भारत वैश्विक कोयला उत्पादन में 10% से अधिक का योगदान देता है।
• कोयला गैसीकरण लक्ष्य: सरकार ने 2030 तक 100 मीट्रिक टन कोयले के गैसीकरण और द्रवीकरण को प्राप्त करने के लिए राष्ट्रीय कोयला गैसीकरण मिशन शुरू किया है।
• सरकारी उत्पादन लक्ष्य:
  • सरकार का लक्ष्य घरेलू उत्पादन को बढ़ावा देकर आत्मनिर्भरता हासिल करना है।
  • 2023-2024 में 1 बिलियन टन से अधिक उत्पादन का लक्ष्य और 2029-2030 तक इसे बढ़ाकर 1.5 बिलियन टन करना।
• आयात निर्भरता में कमी करना : भारत कच्चे तेल और प्राकृतिक गैस आधारित उत्पादों, मुख्य रूप से मेथनॉल, अमोनिया, अमोनियम नाइट्रेट और ओलेफिन के आयात पर बहुत अधिक निर्भर है, जिन्हें सिंथेटिक गैस से प्राप्त उप-उत्पादों द्वारा आसानी से प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
• सतत ऊर्जा की ओर संक्रमण: भारत में कोयले के विशाल भंडार हैं, यदि भारत इन भंडारों का उचित उपयोग करने का एक स्थायी तरीका खोज लेता है तो इससे भारत को सतत ऊर्जा संक्रमण के भविष्य की ओर बढ़ने में लाभ होगा क्योंकि जलवायु परिवर्तन के मद्देनजर भारत सहित दुनिया धीरे-धीरे कोयले से स्वच्छ ईंधन की ओर बढ़ने का दृष्टिकोण अपना रही है।
• कोयले का सतत उपयोग: भारत की विकास क्षमता और बिजली की बढ़ती मांग को देखते हुए, कोयले की मांग 2029-30 तक लगभग एक बिलियन टन की वर्तमान आवश्यकता से बढ़कर 1.5 बिलियन टन होने का अनुमान है।
• तीसरी श्रेणी लघु उत्पाद गैसीकरण संयंत्र: इसके अंतर्गत प्रदर्शन परियोजनाओं (स्वदेशी प्रौद्योगिकी) अथवा लघु उत्पाद आधारित गैसीकरण संयंत्रों के लिए 600 करोड़ रुपये का प्रावधान किया गया है।
  • चयनित इकाई को 100 करोड़ रुपये या पूंजीगत व्यय का 15 प्रतिशत, जो भी कम हो, एकमुश्त अनुदान दिया जाएगा।
• संस्थाओं का चयन: प्रतिस्पर्धी और पारदर्शी बोली प्रक्रिया के माध्यम से श्रेणी II और III के अंतर्गत संस्थाओं का चयन किया जाएगा।
• फार्मास्युटिकल उद्योग: भारत चीन से आयात करने के बजाय घरेलू स्तर पर सक्रिय फार्मास्युटिकल सामग्री (एपीआई) का उत्पादन करने की योजना बना रहा है।
  • सिंथेटिक गैस से एपीआई और मेथनॉल को विलायक के रूप में बनाने की उच्च संभावना है।
• स्वच्छ और पर्यावरण के अनुकूल: कोयला गैसीकरण संयंत्र कोई स्क्रबर कीचड़ उत्पन्न नहीं करते हैं अतः यह पर्यावरण के अनुकूल है। 
  • अधिकांश धुलाई जल को पुनः संसाधित किया जाता है, और गैसीकरण संयंत्रों से अवशिष्ट अपशिष्ट जल को प्रभावी ढंग से उपचारित किया जा सकता है।
  • परिणामस्वरूप, कोयला गैसीकरण को कोयला दहन की तुलना में अधिक स्वच्छ कोयला प्रौद्योगिकी माना जाता है।

भारत में कोयला गैसीकरण की चुनौतियाँ:

• कोयले की निम्न गुणवत्ता: भारतीय कोयले में राख की उच्च मात्रा कोयला गैसीकरण को बड़े पैमाने पर अपनाने में एक तकनीकी बाधा है।
  •  घरेलू रूप से उपलब्ध कोयले में धुलाई के बाद भी राख का प्रतिशत 30-35 प्रतिशत के बीच रहता है, जो काफी अधिक है।
• आसपास की चट्टानों का प्रेरित अवतलन: कोयला गैसीकरण के दौरान गहरे खनन से उत्पन्न स्थान शेष कोयले और आसपास की चट्टानों में महत्वपूर्ण विरूपण पैदा कर सकता है।
• व्यावसायिक खतरा: कोयला गैसीकरण प्रक्रिया को सतह गैसीफायरों की तरह नियंत्रित नहीं किया जा सकता है, जिससे गुहा में उच्च तापमान और दबाव का खतरा पैदा होता है, जिससे श्रमिकों का जोखिम और बढ़ जाता है।
• पर्यावरणीय कारक: कुछ अध्ययनों के अनुसार, कोयला गैसीकरण एक पारंपरिक कोयला बिजली स्टेशन की तुलना में अधिक CO2 उत्पन्न करता है।
• भूजल संदूषण: जैसा कि भारत पहले से ही पानी की कमी का सामना कर रहा है, कोयला गैसीकरण एक अधिक जल-गहन ऊर्जा उत्पादन विधि है अतः यह इस समस्या को और अधिक बढ़ा सकती है। 
• परियोजनाओं की अर्थव्यवस्था: यह एक स्वाभाविक रूप से ‘अस्थिर‘ अवस्था प्रक्रिया है; उत्पादित गैस का प्रवाह दर और ताप मूल्य समय के साथ बदलता रहेगा।
  • उत्पादित गैस की मात्रा और गुणवत्ता में परिवर्तन से परियोजना की अर्थव्यवस्था पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा।
• तकनीकी चिंता: खराब गुणवत्ता वाले कोयले के लिए उपयुक्त सिद्ध गैसीकरण प्रौद्योगिकी की उपलब्धता का अभाव बना हुआ है। 

आगे की राह:

• राख की मात्रा पर विनियमन: कोयला आपूर्ति में राख की मात्रा को लागू करने की आवश्यकता है। राख की मात्रा को 34% तक सीमित करने वाले वर्तमान विनियमन को लागू नहीं किया जा रहा है।
  • कोयला वाशरी निवेश, जल उपयोग और जल निपटान के संबंध में चुनौतियां पेश करती हैं।
  • कोयला सम्मिश्रण भावी सफलता के लिए एक उपयुक्त उपाय हो सकता है क्योंकि गैसीकरण प्रक्रिया से अपशिष्ट धाराओं को संभालना आसान है और वे अपने आप में मूल्य-वर्द्धक हो सकते हैं (जैसे सल्फर, स्लैग)
• समान अवसर: स्वच्छ प्रौद्योगिकी अनुकूलन के कारण पर्यावरण अनुकूल कोयला गैसीकरण परियोजनाओं के लिए कोयला फीडस्टॉक की कीमतों पर वर्तमान में लागू उपकर/शुल्क से छूट प्रदान की जानी चाहिए।
• कोयला गैसीकरण और द्रवीकरण पर राष्ट्रीय नीति: कोयला गैसीकरण परियोजनाओं के तेज और सुचारू कार्यान्वयन के लिए इसे तत्काल तैयार और प्रख्यापित किया जाना चाहिए।
• निष्क्रिय कोयला खदानों को चिन्हित करना : कोयला गैसीकरण परियोजनाओं (नीलामी लिंकेज के माध्यम से प्रदान की जाने वाली) के लिए कोयला खदानों को चिन्हित किया जाना चाहिए ताकि कोयले की गुणवत्ता में बेहतर स्थिरता, निरंतर आपूर्ति और खनन एवं परिवहन लागत पर अधिक नियंत्रण हो सके।
• व्यवहार्यता अंतर वित्तपोषण: ‘ऊर्जा सुरक्षा‘ (स्वच्छ) परियोजनाओं की व्यवहार्यता में सुधार के लिए गैसीकरण परियोजनाओं के बहुत उच्च सीएपी का समर्थन करने के लिए सरकार से वित्तीय प्रोत्साहन की आवश्यकता है।

निष्कर्ष:

कोयला गैसीकरण एक स्वच्छ ऊर्जा विकल्प प्रदान करता है, लेकिन तकनीकी और पर्यावरणीय चुनौतियों पर काबू पाने के लिए सफल कार्यान्वयन सुनिश्चित करने के लिए मजबूत विनियमन, वित्तीय प्रोत्साहन और टिकाऊ प्रथाओं को अपनाने की आवश्यकता है।

मुख्य परीक्षा पर आधारित प्रश्न:

प्रश्न: भारत की ऊर्जा सुरक्षा और पर्यावरणीय स्थिरता के संदर्भ में कोयला गैसीकरण की प्रक्रिया और इसके संभावित लाभों और चुनौतियों की चर्चा करें। 

(15 अंक, 250 शब्द)

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