कार्बन भंडारण और पृथक्करण

संदर्भ

पर्यावरण विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी में प्रकाशित एक अध्ययन में बताया गया है कि कार्बन भंडारण और पृथक्करण  (Carbon Capture and Sequestration-CCS) प्रौद्योगिकियाँ नवीकरणीय ऊर्जा की ओर स्थानांतरित होने की तुलना में काफी अधिक महंगी हैं।

संबंधित तथ्य

• 149 देशों में CO₂ में कमी लाने के लिए CCS को बढ़ावा देने वाली नीतियों की लागत, पवन, जल और सौर ऊर्जा में परिवर्तन की तुलना में 9-12 गुना अधिक होगी।

कार्बन भंडारण और पृथक्करण (CCS) के बारे में

• परिभाषा: एक ऐसी तकनीक जो रिफाइनरियों, विद्युत संयंत्रों जैसे बड़े स्रोतों से CO₂ उत्सर्जन को कैप्चर करती है और उन्हें भूमिगत रूप से संगृहीत करती है।
• कार्बन डाइऑक्साइड निष्कासन (CDR) से अंतर
  • CCS, CO₂ को वायुमंडल में प्रवेश करने से रोकता है।
  • CDR वायुमंडल में पहले से मौजूद CO₂ को पृथक करता है।

कार्बन पृथक्करण के प्रकार

• महासागरीय पृथक्करण: जैविक उत्पादकता और कार्बन अवशोषण को बढ़ाने के लिए CO₂ को सीधे समुद्र में अन्तःक्षेपित करना या पोषक तत्त्वों के साथ समुद्र के पारिस्थितिकी तंत्र में सुधार करना।
• स्थलीय पृथक्करण: वनरोपण, पुनर्वनरोपण और संधारणीय कृषि पद्धतियों के माध्यम से पौधों, मृदा और अन्य स्थलीय पारिस्थितिकी प्रणालियों में कार्बन का भंडारण करना।
• भू-वैज्ञानिक पृथक्करण: लंबे समय तक भंडारण के लिए गहरि भूमिगत भू-वैज्ञानिक संरचनाओं, जैसे कि समाप्त हो चुके तेल और गैस भंडार या खारे जलभृतों में CO₂ को अंतःक्षेपित करना।

कार्बन भंडारण और पृथक्करण (CCS) प्रक्रिया

• कैप्चर: CO₂ को बिजली संयंत्रों और इस्पात तथा सीमेंट जैसे उद्योगों से प्राप्त किया जाता है।
• परिवहन: CO₂ को तरल रूप में संपीडित किया जाता है और भूमिगत भंडारण स्थलों पर ले जाया जाता है।
  • दीर्घकालिक नियंत्रण के लिए लवणीय जलभृतों या समाप्त हो चुके जीवाश्म ईंधन भंडारों में संगृहीत किया जाता है।
• भंडारण: CO₂ को लवणीय जलभृतों या समाप्त हो चुके तेल और गैस भंडारों जैसी गहरी भूमिगत संरचनाओं में अंतःक्षेपित किया जाता है।

कैप्चर तकनीक

• दहन के बाद: जीवाश्म ईंधन के दहन के बाद CO₂ को अलग करने के लिए रासायनिक विलायकों का उपयोग किया जाता है।
• दहन के पूर्व: जीवाश्म ईंधन को सिंथेटिक गैस और हाइड्रोजन में परिवर्तित करके दहन से पूर्व CO₂ को प्राप्त करता है।
• ऑक्सीफ्यूल दहन: शुद्ध ऑक्सीजन के साथ जीवाश्म ईंधन को जलाता है, जिससे CO₂ और जल वाष्प उत्पन्न होता है, जिसे फिर पृथक करके प्राप्त किया जाता है।
• सबसे कुशल विधि: ऑक्सीफ्यूल दहन, लेकिन ऑक्सीजन दहन के लिए उच्च ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है।

CCS की प्रभावशीलता पर IPCC AR6 रिपोर्ट के निष्कर्ष

• CDR का उपयोग केवल कठिन उत्सर्जन को संतुलित करने के लिए किया जाना चाहिए, न कि जीवाश्म ईंधन के निरंतर उपयोग का समर्थन करने के लिए।
• CCS पर तभी विचार किया जाना चाहिए, जब ग्रहण दक्षता 90-95% या उससे अधिक हो और उत्सर्जन स्थायी रूप से संगृहीत हो।
• CCS के प्रभावी होने के लिए जीवाश्म ईंधन उत्पादन से मेथेन रिसाव 0.5% (आदर्श रूप से 0.2%) से कम रहना चाहिए।

‘पंचामृत’ कार्ययोजना के बारे में

• COP26 में भारत द्वारा प्रस्तुत पंचामृत कार्य योजना में जलवायु परिवर्तन से निपटने के लिए पाँच प्रमुख प्रतिबद्धताओं की रूपरेखा दी गई है:-
  • गैर-जीवाश्म ऊर्जा क्षमता: वर्ष 2030 तक 500 गीगावाट तक पहुँचना।
  • नवीकरणीय ऊर्जा: वर्ष 2030 तक नवीकरणीय ऊर्जा से 50% ऊर्जा आवश्यकताएँ पूर्ण करना।
  • कार्बन उत्सर्जन में कमी: वर्ष 2030 तक कुल अनुमानित उत्सर्जन में एक बिलियन टन की कमी करना।
  • कार्बन तीव्रता: वर्ष 2030 तक अर्थव्यवस्था की कार्बन तीव्रता में 45% की कमी करना (वर्ष 2005 के स्तर से)।
  • नेट-जीरो उत्सर्जन: वर्ष 2070 तक नेट-जीरो उत्सर्जन प्राप्त करना।

भारत में कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण (CCUS) केंद्र

• भारत CCUS प्रौद्योगिकियों एवं परियोजनाओं की खोज एवं विकास कर रहा है, हालाँकि बड़े पैमाने पर तैनाती अभी भी अपने शुरुआती चरण में है।
• दो केंद्र, अर्थात् भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (IIT) बॉम्बे, मुंबई में कार्बन कैप्चर और उपयोग में राष्ट्रीय उत्कृष्टता केंद्र (NCoE-CCU) और जवाहरलाल नेहरू उन्नत वैज्ञानिक अनुसंधान केंद्र (JNCASR), बंगलूरू में राष्ट्रीय कार्बन कैप्चर एवं उपयोग केंद्र (NCCCU) स्थापित किए जा रहे हैं।
• ये केंद्र संभवतः औद्योगिक स्रोतों से CO₂ को कैप्चर करने, विभिन्न उद्देश्यों के लिए इसका उपयोग करने या इसे सुरक्षित रूप से भूमिगत भंडारण करने में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाएँगे।

CCS की चुनौतियाँ

• उच्च लागत: CCS की तैनाती अक्षय ऊर्जा स्रोतों में बदलाव की तुलना में काफी अधिक महंगी है, जिससे यह आर्थिक रूप से कम आकर्षक विकल्प बन जाता है।
  • अध्ययन में पाया गया कि CCS नीतियाँ अक्षय ऊर्जा संक्रमण की तुलना में 9-12 गुना अधिक महंगी हो सकती हैं।
• जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता जारी रखना: CCS जीवाश्म ईंधन के निरंतर उपयोग में बाधा उत्पन्न कर सकता है, जो संभावित रूप से स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों की ओर आवश्यक बदलाव में बाधा उत्पन्न कर सकता है। आलोचकों का तर्क है कि यह ‘प्रदूषण की संभावना’ प्रदान करता है।
• तकनीकी परिपक्वता: हालाँकि CCS तकनीक मौजूद है, बड़े पैमाने पर, लागत प्रभावी कार्यान्वयन चुनौतियों का सामना करता है और इसके लिए आगे के विकास की आवश्यकता होती है।
• भंडारण संबंधी चिंताएँ: प्राप्त CO₂ का सुरक्षित, दीर्घकालिक भंडारण महत्त्वपूर्ण है और रिसाव या भू-वैज्ञानिक अस्थिरता से जुड़े संभावित जोखिमों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है।

आगे की राह

• लक्षित अनुप्रयोग: CCS को उन औद्योगिक क्षेत्रों पर केंद्रित करना, जहाँ उत्सर्जन को कम करना कठिन है, जैसे सीमेंट या स्टील उत्पादन, जहाँ विकल्प सीमित हैं।
• नीति समर्थन: कार्बन मूल्य निर्धारण तंत्र सहित लक्षित नीतियों के माध्यम से CCS  अनुसंधान, विकास और परिनियोजन को प्रोत्साहित करना।
• नवाचार: CCS  दक्षता में सुधार, लागत में कमी, और प्रत्यक्ष वायु कैप्चर जैसे नवीन दृष्टिकोण विकसित करने के लिए अनुसंधान में निवेश करना।
• सार्वजनिक सहभागिता: पारदर्शी संचार और सामुदायिक भागीदारी के माध्यम से CCS सुरक्षा और दीर्घकालिक भंडारण के बारे में सार्वजनिक चिंताओं का समाधान करना।

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