01 May 2016

अक्षय ऊर्जेद्वारे देशाची ऊर्जेची गरज भागणार का?

आजमितीस भारत आपली ८० टक्के ऊर्जेची गरज कोळसा आणि नसíगक वायू या स्रोतांतून भागवत

December 15, 2012 11:56 AM

आजमितीस भारत आपली ८० टक्के ऊर्जेची गरज कोळसा आणि नसíगक वायू या स्रोतांतून भागवत आहे. ही जीवाश्म इंधनसंपदा संपणारी तर आहेच पण त्याच्या वापराने पृथ्वीस हानीकारक अशा हरितगृह वायूंची निर्मिती होते. अणुऊर्जा निर्माण करून बरीचशी गरज भागवावी असा एक विचारप्रवाह आहे. पण त्याला जपानमध्ये सुनामीनंतर आलेल्या संकटामुळे विरोध वाढत आहे. याच पाश्र्वभूमीवर जर्मनीने २०२० पर्यंत अणुऊर्जेचा वापर कमी करण्यात येईल असे जाहीर केले आहे. त्यांनी त्यांच्याकडे उपलब्ध असलेले अक्षय ऊर्जेचे स्रोत तपासायला सुरुवात केली आहे. कदाचित ते त्यांची उद्दिष्टे पूर्ण करूही शकतील.
आपल्याला या दृष्टीने विचार करायचा असेल तर प्रथम हे पाहावे लागेल की आपल्याकडे असलेल्या अक्षय ऊर्जास्रोतांतून आपण आपली किती गरज भागवू शकू. मोठय़ा प्रमाणात यावर विचारमंथन होत आहे. ‘करंट सायन्स’ (खंड १०३, अंक १०; पृष्ठ ११५३-११६१) या नियतकालिकात आयआयटी, मुंबईतील मानद प्राध्यापक सुखात्मे यांनी  एक अभ्यासपूर्ण आढावा घेतला आहे. त्यातील विचार चिंतनीय आहेत. प्रा. सुखात्मे अणुशक्ती नियामक मंडळाचे पाच वर्षे अध्यक्षही होते. भारताच्या लोकसंख्यावाढीस २०७० सालापर्यंत स्थर्य येईल असा अंदाज आहे, त्यावेळच्या गरजा ते आपल्या लेखात मांडतात.
भारताची ऊर्जेची गरज किती?

तक्ता क्र. १. ऊर्जेच्या दरडोई वार्षकि गरजा
                   गरज                                दरसाल किलो वॅट-तास
            घरगुती वापरासाठी                            ४४७    
              व्यावसायिक                                   १९३    
               दळणवळण                                    १०५    
                औद्योगिक                                     १०६०
       शेती, खाणकाम, बांधकाम                       ३५
              एकूण गरज                                   १८४०   

एका अभ्यासानुसार आपल्याला लागणारी ऊर्जा तक्ता क्र. १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे विशिष्ट गरजांसाठी किती लागेल, याचे अनुमान काढले आहे.
परंतु, मानव विकास दरानुसार (ँ४ेंल्लीि५ी’स्र्ेील्ल३ ्रल्लीि७ = ऌऊक) ऊर्जेची गरज जसजसा विकास होतो तशी वाढत जाते. सुरुवातीला ही शून्यापासून ०.३ ते ०.६ या वेगाने वाढते पण मग त्याच्या वाढीचा वेग कमी झाला तरी तो ०.८ ते ०.९ पर्यंत जातो. आणि मग ०.९२ वर स्थिरावतो. सध्या भारतात ऊर्जेचा वापर दरसाल ८०० किलो वॅट-तास आहे. हा ऌऊक च्या ०.६ या पातळीवर आहे असे म्हणता येईल. ऌऊक च्या कोष्टकाचा आधार घेतला तर २०७० पर्यंत ऊर्जेची दरडोई वार्षकि गरज ४००० किलो वॅट-तास असेल असे दुसरे अनुमान आहे.
आता या दोन अनुमानातून कुठलं योग्य मानायचं? प्रा. सुखात्मे पहिल्या अनुमानास योग्य मानतात. कारण त्यांच्या म्हणण्यानुसार बहुसंख्य भारतीयांचे राहणीमान काटकसरीचे आहे. शिवाय, जसजसा विकास होत जाईल तसतसा ऊर्जेचा वापर करणारी साधनंही कार्यक्षम होत जातील. त्यामुळे त्यांना कमी ऊर्जा लागेल. १७० कोटी लोकसंख्येवर २०७० साली भारत स्थिरावेल असे मानले तर दरसाल १४८० किलो वॅट-तास यास लोकसंख्येने गुणल्यास एकूण ऊर्जेची गरज दरसाल ३१२८ टेरा वॅट-तास इतकी असेल.
अक्षय ऊर्जेची साधने आणि त्यांच्या क्षमता
सौर ऊर्जा, जलविद्युत, पवन ऊर्जा या अक्षय ऊर्जेच्या साधनांचा मुख्यत्वेकरून विचार करता येऊ शकतो. याशिवाय जैविक ऊर्जा; सागरी तरंग, लाटा आणि प्रवाहांपासून मिळवलेली ऊर्जा; तसेच सागरी औष्णिक ऊर्जा अक्षय ऊर्जेच्या साधनात मोडतात. भारतात यांपासून किती प्रमाणात ऊर्जा मिळवता येऊ शकते ते पाहूया.

तक्ता क्र. २ : सौर ऊर्जा जमिनीवर संयंत्र बसवून निर्मिती
*पडीक, नापिक जमिनीपकी            ५%       १०%            २०%
*सौर ऊर्जेसाठी वापरल्यास         
एकूण जमीन (चौ. किमी)             १००००    २००००        ४००००
*ऊर्जानिर्मिती क्षमता (गिगा वॅट)      ५००     १०००           २०००    
*वार्षकि ऊर्जानिर्मिती (टेरा वॅट)     ७८८.४१   १५७६.८    ३१५३.६    

सौर ऊर्जा
प्रकाशव्होल्टीय (स्र्ँ३५’३ं्रू) पद्धतीने सौर ऊर्जा मिळवता येते. त्यामुळे याचाच विचार येथे केला आहे. आत्ता वापरात असलेली साधने पाहता, प्रत्येक मेगावॅट ऊर्जेसाठी या पद्धतीने ऊर्जा मिळवण्यास दोन हेक्टर जागा लागते. भारतात उपलब्ध असलेल्या दोन लाख हेक्टर पडीक, नापिक जमिनीपकी केवळ ५ टक्के, १० टक्के आणि २० टक्के जमिनीचा यासाठी वापर केला तर किती ऊर्जा मिळू शकते याचा अदमास तक्ता क्र. २ मध्ये केला आहे.
सौर ऊर्जेसाठी इमारतींच्या छतांचा वापर
असाही एक विचारप्रवाह आहे की सौर ऊर्जा मिळवण्यासाठी इमारतींच्या छतांचाही वापर करता येईल. सध्या अशा ऊर्जेसाठी तीन किलो वॅट-पीक इतकी क्षमता असलेले साधन वापरले जाते. ३० चौ.मी. गच्चीचा भाग वापरून दरसाल ४.५ मेगा वॅट-तास ऊर्जानिर्मिती याद्वारे होऊ शकते. २०७० साली भारतात ४२ कोटी घरं असण्याची शक्यता आहे. सगळ्याच घरांच्या गच्च्या यासाठी वापरात आल्या तर दरसाल १९०० टेरा वॅट-तास ऊर्जानिर्मितीची शक्यता आहे. पण अशा निर्मितीला मर्यादा आहेत. सगळेच अशा प्रकारे ऊर्जानिर्मितीत भाग घेणार नाहीत, छतांवर झाडं असल्यास अशा निर्मितीत अडथळा येऊ शकतो. अशा खासगी ठिकाणी निर्माण झालेली निर्मिती एकत्र करण्यात अडचणी असतील. तरीही तक्ता क्र. ३ मध्ये केवळ ५०, १००, २०० लाख घरांनी भाग घेतल्यास किती निर्मिती होईल याचा अंदाज घेतला आहे.

तक्ता क्र. ३ : सौर ऊर्जेसाठी इमारतींच्या छतांचा वापर
एकूण घरं (लाखात)                           ५०    १००    २००    
वार्षकि ऊर्जानिर्मिती (टेरा वॅट)           २२.५    ४५    ९०

जलविद्युत निर्मिती
काही वर्षांपूर्वी असे अनुमान होते की धरणांवर लावलेल्या मोठय़ा आणि लहान संयंत्रातून अनुक्रमे १४८७०० आणि १५३८४ मेगावॅट वीजनिर्मिती होऊ शकते, पण दिवसेंदिवस असे होणे अवघड वाटत आहे. धरणांसाठी लागणारी जमीन, विस्थापितांचे प्रश्न, निसर्गाचा संहार या कारणांमुळे हे दिवसेंदिवस अशक्यच होत आहे. अस्तित्वात असलेल्या राखीव साठय़ापकी फक्त २५ टक्क्यांचाच वापर सध्या होत आहे. जर याचा वापर ४० ते ८० टक्क्यांपर्यंत वाढवला तर किती निर्मिती होईल याचे चित्र तक्ता क्र. ४ मध्ये दिले आहे.

तक्ता क्र. ४ : जल विद्युतनिर्मिती
*राखीव साठय़ाच्या पकी वापर                 ४०%    ६०%    ८०%    
मोठय़ा संयंत्रांद्वारे (वार्षकि                      १९३    २८९    ३८६
*ऊर्जानिर्मिती टेरा वॅट)    
*लहान संयंत्रांद्वारे (वार्षकि                        २०    ३०    ४०    
ऊर्जानिर्मिती टेरा वॅट)

पवन ऊर्जानिर्मिती
पवन ऊर्जेसाठी भारताचा बराचसा भूभाग अनुकूल असल्याचे दिसून आले आहे. जमिनीवरील वाऱ्याच्या वेगाच्या एका अभ्यासाद्वारे असे कळते की यातून आपण खूप मोठय़ा प्रमाणात विद्युतनिर्मिती करू शकतो. एकूण क्षमतेच्या २०, ४० ते ६० टक्के जरी निर्मिती यातून झाली तर किती मोठय़ा प्रमाणात यातून निर्मिती होणे शक्य आहे हे तक्ता क्र. ५ मध्ये दिले आहे.
इतर ऊर्जा स्रोतांत आणि पवन ऊर्जेत एक मोठा फरक असा की इतर स्रोतांना जशी मोठय़ा प्रमाणात जमीन लागते तशी याला लागत नाही. शिवाय पवनचक्क्यांसाठी पडीक जमीनच असली पाहिजे असेही नाही. शेतात, कुरणात किंवा इतर कोठेही या लावता येतात. दर मेगावॅट ऊर्जानिर्मितीसाठी केवळ ०.६ हेक्टर भूभाग याला पुरतो.
वाऱ्यापासून भूभागावर निर्मिलेल्या ऊर्जेव्यतिरिक्त आपण समुद्रातही पवनचक्क्या लावू शकतो. तसं पाहिलं तर समुद्रात वाऱ्याचा वेग कितीतरी जास्त असतो, पण यावर फारसा अभ्यास झालेला नाही.
इतर अक्षय ऊर्जासाधने
जैविक ऊर्जा, सागरी तरंग, लाटा आणि प्रवाहांपासून मिळवलेली ऊर्जा तसेच सागरी औष्णिक ऊर्जा, यापासून अक्षय ऊर्जा मिळवता येते खरी, पण एक तर त्याबाबत अद्याप मोठय़ा प्रमाणात संशोधन झाले नाही किंवा वर वर्णन केलेल्या साधनांच्या तुलनेत यापासून मिळवलेली ऊर्जा क्षुल्लक म्हणता येईल. काही अनुमानानुसार जैविक ऊर्जा आणि सागरी लाटांपासून निर्माण होणारी ऊर्जा ही अनुक्रमे दर वर्षी ६० आणि १५ टेरा वॅट-तास या प्रमाणात मिळू शकेल.
अशा प्रकारे अक्षय ऊर्जेतून एकूण किती निर्मिती होईल ते तक्ता क्र. ६ मध्ये दिले आहे. आपल्या एकूण गरजेइतकी निर्मिती आपण या साधनांमधून करू शकतो असे म्हटले तर वावगे ठरू नये.

तक्ता क्र. ५ : जमिनीवरील पवन ऊर्जा
एकूण क्षमतेच्या पकी                           २०%    ४०%    ६०%    
वार्षकि ऊर्जानिर्मिती (टेरा वॅट-तास)     ७०३    १४०६    २१०८

तक्ता क्र. ६: अक्षय ऊर्जेच्या उपलब्ध साधनांद्वारे एकूण वार्षकि टेरा वॅट-तास निर्मिती क्षमता
                          ऊर्जा स्रोत                                         किमान    मध्यम    कमाल
सौर ऊर्जा(पडीक, नापीक जमीन काही टक्के वापरल्यास)    ५%    १०%    २०%    
                                                                                ७८८.४१    १५७६.८    ३१५३.६    
सौर ऊर्जा (इमारतींच्या छतांचा वापर केल्यास) (लाख घरं)    ५०    १००    २००    
                                                                                          २२.५    ४५    ९०    
जल विद्युतनिर्मिती (राखीव साठय़ाच्या पकी वापर)           ४०%    ६०%    ८०%    
मोठय़ा संयंत्रांद्वारे                                                               १९३    २८९    ३८६
लहान संयंत्रांद्वारे                                                                   २०    ३०    ४०    
पवन ऊर्जा (एकूण क्षमतेच्या पकी वापर)                         २०%    ४०%    ६०%    
                                                                                       ७०३    १४०६    २१०८    
इतर स्रोत (जैविक)                                                         ६०६०    ६०६०    ६०६०    
इतर स्रोत (लाटांपासून)                                                     १७    १७    १७    
एकूण निर्मिती क्षमता                                  १८०३.९    ३४२३.८    ५८५४.६    

 

 

मागणी-पुरवठा तफावत
तक्ता क्र. ६ मधील मध्यम ऊर्जानिर्मितीचे आकडे आपल्या पुढील चच्रेसाठी घेतले तर असे दिसते की सुमारे ८५ टक्के निर्मिती क्षमता सौर आणि पवन ऊर्जा स्रोतात आहे. पण या स्रोतांना काही मर्यादा आहेत. उदा. सौर ऊर्जेची निर्मिती लख्ख सूर्यप्रकाश असेल तर दिवसातले सात-आठ तासच – कमाल निर्मिती दुपारी होऊ शकते. तसेच एखाद्या विशिष्ट स्थानावर वारा वेगाने वाहण्याचे आवर्तन असते. त्यामुळे पवन ऊर्जानिर्मिती वारा असेल त्या चार-पाच तासांतच होऊ शकते. त्यामुळे निर्मिती सलगतेने होणे अशक्य आहे. तरी पवन ऊर्जेसाठी एखाद्या राज्यात ठिकठिकाणी लावलेल्या पवनचक्क्यांचा एकत्रित विचार केला तर कोठे ना कोठे वारे वेगात वाहत असल्याने ते राज्य सलगतेने ऊर्जानिर्माण करू शकेल असे म्हणल्यास वावगे ठरू नये.
त्यामुळे वार्षकि गरज आणि निर्मितीचे आकडे जरी जुळत असले तरी त्यात तफावत दिसते. ही तफावत आपल्यासमोर काही आव्हानं उभी करते : एक म्हणजे या लहान लहान निर्मिती स्रोतातून जमा झालेली ऊर्जा एकत्र करून गरज असेल तेथे ती पुरवण्याचे आव्हान; यासाठी ऊर्जा वाहून नेणारे आणि त्यावर नियंत्रण ठेवणारे संगणकाचे एक मोठे जाळेच निर्माण करावे लागेल. इंटरनेटवरील एका लेखात (ँ३३स्र्://५ी‘ं८- ्रल्ल्िरंल्ल१िींे२५२१ीं’्र३८.ु’ॠ२स्र्३.्रल्ल/2012/04/
ील्ली१ॠ८-२ीू४१्र३८-्रल्ल-्रल्ल्िरं-२’ं१-ंल्ल-ि६्रल्ल.िँ३े’) एक मोठे ग्रिड असण्यापेक्षा याची लहान लहान जाळी निर्माण करण्यावर भर दिला आहे, ज्यायोगे या प्रश्नावर काही प्रमाणात तोडगा निघू शकतो. दुसरे म्हणजे ठरवून दिलेल्या प्रमाणापेक्षा जास्त ऊर्जा खेचणाऱ्या राज्यांना चाप लावण्याची व्यवस्था – जी अद्याप नाहीये. याशिवाय मोठेच आव्हान साठवणक्षमतेचे. जेव्हा,  ऊर्जानिर्मिती गरजेपेक्षा जास्त होत असेल तेव्हा ती साठवून ठेवणे आवश्यक आहे, इतर वेळी तिचा वापर केला जाऊ शकतो. या सगळ्या चच्रेत यासाठी लागणाऱ्या गुंतवणुकीचा विचार केलाच नाहीये. अर्थात तो या ठिकाणी निर्थकही होईल, कारण तंत्रज्ञानात मोठे बदल होत आहेत आणि ही संयंत्रं उभी करण्यासाठी लागणाऱ्या कच्च्या मालाच्या किमतीही वाढत आहेत. अनेक देशांत अक्षय ऊर्जातंत्र वापरून कमी खर्चात कशी ऊर्जा निर्मिती करता येईल यावर मंथन चालू आहे, पण त्यातून अद्याप काय हाती लागेल याची खात्री देता येत नाही. भारतात तर आपले प्रश्न काय आहेत यावरही विचार झालेला नाही. त्याची आता गरज आहे.
 (सगळे तक्ते प्रा. एस.पी. सुखात्मे यांच्या ‘करंट सायन्स’मधील ‘कॅन इंडियाज फ्युचर नीड्स ऑफ इलेक्ट्रिसिटी बी मेट बाय रिन्यूएबल एनर्जी सोर्सेस? अ रिव्हाइज्ड अ‍ॅसेसमेन्ट’ या लेखातून घेतले आहेत.)

-मुरारी तपस्वी  tapaswimurari@gmail.com

First Published on December 15, 2012 11:56 am

Web Title: nation electrisity nedd will be full fill by sun energy