19 August 2018

News Flash

मेगापॉवर! विनाकार्बन, विनाअणू

बायोगॅस स्थानिक पातळीवर व लहान स्वरूपातच उपयोगी आहे.

प्रतिकात्मक छायाचित्र

येत्या काळात तंत्रांमध्ये ज्या सुधारणा होणार आहेत, त्यांच्यामुळे विकास आणि सुशासन या दोन्हींचा वाव वाढेल, पण निराशावादी लोक प्रश्न उभा करतात तो ऊर्जेचा! प्रत्येक ऊर्जा प्रकार आक्षेपार्ह!

हे आक्षेप टाळूनही ऊर्जा कशी मिळवता येईल? एक ठोस प्रस्ताव! 

वेगवान औद्योगिक विकासासाठी नुसती ऊर्जा पुरत नाही तर जास्त सघन/तीव्र ऊर्जा लागते. हिंदीत ‘गैर-पारंपरिक ऊर्जास्रोत’ हा शब्द अश्मेंधने न वापरता, अणुशक्ती न वापरता, पुनर्निर्मितीक्षम स्रोत कोणते? यासाठी वापरला जातो. पवन, जल, सौरविद्युत या स्रोतांना मर्यादा असल्याने, सगळे लक्ष जैवइंधन (बायोफ्युएल) कडे लागून राहिलेले दिसते. बायोगॅस स्थानिक पातळीवर व लहान स्वरूपातच उपयोगी आहे. अल्कोहोल बनविताना ऊध्र्वपातन करण्यात बरीच ऊर्जा लागते. बरीच शेतजमीन अल्कोहोलचा कच्चा माल बनविण्यात घालावी लागते. या अडचणी आहेतच, पण बायोगॅस असो वा अल्कोहोल, ते जाळले की कार्बनडाय ऑक्साइड उत्सर्जित होणारच. ‘जागतिक तापमानवाढीचा धोका’ (त्यातली अतिशयोक्ती सोडली तरी) नाहीच असे नाही.

कोणी कार्बनडाय ऑक्साइडमधून ऑक्सिजन काढून घेऊन घनद्रव्ये बनविण्याचा शोध लावला, अशी बातमी होती. मी तिचे स्वागत केले, पण माझ्यावर अशी टीका झाली की, जंगले वाढवणे हा ‘सोपा’ उपाय असताना असा उलटा घास घेण्याची गरजच काय. जंगले कार्बनडाय ऑक्साइड वायू शोषण्याचे काम करतात, पण मिथेन सोडून पुन्हा ‘तापमानवाढीचा’ धोका वाढवतातच. जंगलांपासून इंधन मिळवावे तर पुन्हा कार्बनडाय ऑक्साइड उत्सर्जित होणारच. मिथेन, कार्बनडाय ऑक्साइड, बाष्प, हे सर्व वायू, पृथ्वी जी ऊर्जा बाहेर फेकत असते ती ‘अडवून’ तापमानवाढीस कारणीभूत होतात. म्हणजेच जैवइंधन हे उत्तर असू शकत नाही.

अणुशक्ती हा स्रोत महत्त्वाचा आणि उपयोगीही आहे, पण त्याविषयी अनाठायी भीती इतकी निर्माण झाली आहे, की तो वापरणे राजकीयदृष्टय़ा अवघड होऊन बसले आहे. किरणोत्सर्गी द्रव्येही संपणारीच आहेत. मग ती वापरा अगर न वापरा! हायड्रोजन (डय़ुटेरियम आयसोटोप) फ्युजन हे तर आणखीच भीतीदायक वाटणार आणि ते अद्याप नियंत्रित स्वरूपात साधलेलेही नाही. सौर पॅनेल्स बनविताना ती जितकी ऊर्जा खातात त्यामानाने ती विद्युतनिर्मिती कमी करतात. फोटो इलेक्ट्रिक इफेक्ट हाय फ्रिक्वेन्सीजनाच असतो. सर्व इन्फ्रारेड पट्टा निरुपयोगी असतो. निदान सध्या तरी सौरविद्युत अल्प पुरवठा असणारी राहील असे दिसते आहे. मग आधुनिक विकासासाठी जी जास्त सघन ऊर्जा हवी असते ती मिळण्याचा मार्ग काय? माझे विज्ञानातील गुरू विद्याधर टिळक यांच्याशी चर्चा करून एक शक्यता ध्यानात आलेली आहे. ती माझ्या मते व्यवहार्य आहे.

अंतर्गोल आरसे आणि एअर टर्बाइन्स 

सौर ऊर्जाच पण जास्त सघन स्वरूपात कशी संपादित करता येईल? हा एक प्रश्न आहे. दुसरा प्रश्न ऊर्जा साठवणे फारच खर्चीक असल्याने आणि सौरऊर्जा केव्हा कुठे कितपत ऊन असेल यावर अवलंबून असल्याने, ती सातत्याने ग्रिडमध्ये कशी घालणार? हा आहे. दुसऱ्या प्रश्नाचे उत्तर मी नंतर लगेच देईन. आधी सघन करण्याचे बघू. बहिर्गोल िभगाने कागद पेटवणे हा उद्योग आपण केलेलाच असतो. ऊर्जेची सघनता वाढवणे हे काम अंतर्गोल आरसेसुद्धा करू शकतात. आरसा म्हणजे नेहमीचा लख्ख आरसा असेच नव्हे. सिल्व्हरपेंट मारलेला अंतर्गोल पृष्ठभागही बऱ्याच मोठय़ा प्रमाणात हे काम करू शकतो. स्फीअरिकलच हवा असे नाही. सिलेंड्रिकल अंतर्गोलही चालेल. (केंद्र हे िबदूऐवजी रेषा असेल.) जिथे जिथे पडीक माळराने आहेत तिथे पडणारे ऊन एवीतेवी वायाच जाते आहे. अख्खे वायाच जाते आहे म्हटल्यावर त्याचा काहीसा अंश जरी उपयोगात आणता आला तरी तो भरपूर असणार आहे. मोठे अंतर्गोल आरसे उभारून, पण ते सूर्याच्या दिशेने वळवत ठेवता येतील इतपत छोटे ठेवून, सघनीकरणाचे (कॉन्सेन्ट्रेशन) काम होऊ शकते. आरशाच्या फोकसपाशी हवेचा कलेक्टर असेल. त्यात हवा इतकी जास्त गरम होईल की ती जोराने बाहेर पडेल, या झोताने ‘एअर टर्बाइन’ चालवता येईल; जेट विमान विनापेट्रोल!

इथे एक महत्त्वाचा प्रश्न येतो. कलेक्टरला ताजी हवा पुरवणारा जो इनलेट असेल त्यातून गरम हवा उलटी वाहू लागली तर? ताजी हवा पुरवण्यासाठी लांब पाइप घेऊन सावलीतल्या ठिकाणी जावे लागेल. या पाइपमध्ये झडपा असतील. कदाचित वॉटरट्रॅप्सही लागतील; पण एकदा टर्बाइन सुरू झाले, की ते एक ‘खेचणारे बल’ (ड्रॅग) तयार करेल (आणि गरम हवेला बाहेरची वाटही मिळवून देईल.). ड्रॅगमुळे आणि झडपा वापरून उलटा प्रवाह वाहण्याचे संकट टाळता येईल.

टर्बाइनला नेहमीचा जनरेटर जोडता येईल, पण या जनरेटरचा आऊटपुट उन्हावर आणि आरसे वळवण्यावर अवलंबून असेल. या टर्बाइनमध्ये आणि प्रकल्पांच्या पुढच्या भागात लॉसेस असतीलच, पण असे सर्व लॉसेस धरूनही, एवीतेवी जी पूर्ण वायाच जाणार होती, ती ऊर्जा आपण मिळवत असू. त्यामुळे वट्ट फायदा नक्की होईल. मात्र कमी ऊन असताना हे प्रकरण बंद पडेल. ग्रिडला सातत्याने पुरवठा करण्याचा प्रश्न अद्याप सुटलेला नाही. रासायनिक बॅटरीत वीज साठवणे हे खर्चीक आणि अवजड असते. आपण जे ‘इन्व्हर्टर्स’ बसवतो त्यावरून आपल्याला हे सहज लक्षात येईल. मग एअरटर्बाइनने निर्मिलेली ऊर्जा साठवणार कशी? याचे उत्तर आहे हायड्रोजन!

हायड्रोजन-इंधनावर, मग पुन्हा वाफेवर    

हायड्रोजन पेटवून पाण्याची वाफ करणे हे उत्स्फूर्तपणे होणारे आहे. याउलट पाण्याचे विद्युतविघटन (इलेक्ट्रोलिसिस) करणे हे ऊर्जाखपाऊ काम आहे. समजा एअरटर्बाइनकडून मिळणाऱ्यापैकी  काही ऊर्जा इलेक्ट्रोलिसिसमध्ये आपण दवडली. त्यातून आपण हायड्रोजनचा साठा करू शकतो. हायड्रोजन साठवण्याच्या कंटेनरमध्ये आतून स्ट्रट्स बसवावे लागतील, कारण हायड्रोजन हलका असल्याने बाहेरील हवा कंटेनरवर दाब आणेल. ते काहीही असले तरी आता हायड्रोजनफ्युएल्ड टर्बाइन चालवता येणार आहे! ऊन असेल तेव्हा एअरटर्बाइन आणि पीक लोड असेल तेव्हा हायड्रोजनफ्युएल्ड टर्बाइन! हा पुरवठा सातत्याने राखता येईल, कारण किती हायड्रोजन जमवायचा/ सोडायचा हे आपल्या हातात असेल. त्यातून बाहेर पडणारी पाण्याची वाफसुद्धा ऊर्जावान असल्याने आणखी एका टप्प्यात वाफेचे टर्बाइनसुद्धा (जे औष्णिक केंद्रात आजही आपण चालवतच आहोत) अधिक परतावा मिळावा म्हणून चालवता येईल. मुख्य म्हणजे बाहेर पडणारा पदार्थ अजिबात प्रदूषणकारक नसून चक्क पाणी असेल! हायड्रोजनच्या लूपमध्ये तेच तेच पाणी पुन:पुन्हा इलेक्ट्रोलिसिससाठी वापरता येईल. यामुळे पाण्याचा ‘खप’ असा होणारच नाही. इलेक्ट्रोलिसिसमध्ये बायप्रॉडक्ट चक्क आपला प्रिय ऑक्सिजन असणार आहे. मेडिकल, पाणबुडी किंवा आणखी कुठे ऑक्सिजन लागतो तो आपण एरवीही इलेक्ट्रोलिसिस करूनच मिळवत असतो. म्हणून तो महाग असतो. हायड्रोजन टर्बाइनच्या ज्वलनात आपण ऑक्सिजन वापरतोच आहोत. त्यामुळे इलेक्ट्रोलिसिसमधला ऑक्सिजन परत हवेत सोडण्यातही तोटा नाही.

या सगळ्याला भांडवल गुंतवणूक लागेल हे खरेच आहे. तरीही अणुभट्टय़ा उभारण्यात जेवढी भांडवल गुंतवणूक लागते त्यापेक्षा ती कमी असेल. हे प्रकल्प खूपच सुरक्षित असतील. इंधनाचा स्फोट होऊ न देणे, ही काळजी तर आपण घरगुती एलपीजीसाठीही घेत असतो. कोणत्याच अणूच्या केंद्रकाला आपण धक्का लावत नाही आहोत. म्हणून ‘किरणोत्सर्ग’ वगैरे भानगडी यात नाहीत. अश्मेंधने वापरून का होईना, पण आपण औष्णिक प्रकल्प आजही यशस्वीरीत्या चालवतच आहोत. हाही औष्णिकच प्रकल्प आहे. मात्र यात कार्बन कुठेही येत नाही आणि थेट सौरऊर्जा (एवीतेवी माळरानात वाया जाणारी) संपादित केली जाते हा मोठा फायदा आहे. याची रिनग कॉस्ट खूपच कमी असेल. असा हा विना कार्बन आणि विना अणुस्रोत आहे.

ही कल्पना विधायक आहे, पर्यावरणस्नेही आहे आणि ‘हाय-टेक’ आहे. यात स्थानिकता, सादगी, स्वावलंबन वगैरे काही नाही. औद्योगिकीकरण आणखी पुढे नेणारीच ही कल्पना आहे. यात येऊ घातलेले ब्रेकथ्रूज लक्षात घेतलेलेच नाहीत. अस्तित्वात असलेलीच तंत्रे एकत्र केली आहेत. मुख्य म्हणजे असाही विचार करता येतो! आणि हा विचार अगदीच अवैज्ञानिक नाही, एवढे तरी मी खात्रीने म्हणू शकतो. माझ्यापेक्षा कित्येक पट जास्त पात्रतेचे प्रत्यक्ष कार्यरत तंत्रज्ञ आणि कॉिस्टगवाले अर्थतज्ज्ञ आपल्याकडे आहेत. ही मंडळी तपशीलवार गणित मांडून पाहू शकतात.

लोकसंख्या चिरवर्धी ठेवून चिरस्थायी विकासाच्या बाता करण्यापेक्षा आणि पृथ्वीचे आयुष्य संपत आले आहे अशा अफवा पसरवण्यापेक्षा, पर्याय सुचवण्याला महत्त्व आहे; पण असे काहीही नवे करायचे असले तर त्यासाठी जिगरबाज राजकीय इच्छाशक्ती लागते हे खरेच.

लेखक तत्त्वज्ञान व सामाजिक शास्त्रांचे स्वातंत्र्यसमृद्धीसवरेदयवादीआंतरविद्याशाखीय अभ्यासक आहेत. ई-मेल :  rajeevsane@gmail.com

First Published on January 31, 2018 2:13 am

Web Title: sources of energy non conventional energy source energy type