कुरूक्षेत्र सारांश

Kurukshetra Summary Hindi medium

वैश्विक बिजली की मांग और नवीकरणीय ऊर्जा

मई 2024

2024 से 2026 तक वैश्विक बिजली की मांग में सालाना 3.4% की वृद्धि होने की उम्मीद है।

• इस वृद्धि का लगभग 85% भारत, चीन और दक्षिण-पूर्व एशियाई देशों से आने का अनुमान है।
• नवीकरणीय और स्वच्छ ऊर्जा स्रोत 2023 में पृथ्वी के केवल 40% बिजली उत्पादन का गठन करते थे।
• ऊर्जा क्षेत्र जलवायु परिवर्तन का प्रमुख कारक है, जो कुल वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का लगभग 60% है।

 

वैश्विक नवीकरणीय ऊर्जा क्षमता

• 2023 के अंत तक, वैश्विक नवीकरणीय ऊर्जा क्षमता 3,870 गीगावाट तक पहुंच गई, जिसमें सौर ऊर्जा का सबसे बड़ा हिस्सा 1,419 गीगावाट है।

• पवन और जलविद्युत का स्थान क्रमशः 1,017 गीगावाट और 1,268 गीगावाट क्षमता के साथ है।
• अन्य नवीकरणीय क्षमताओं में 150 गीगावाट जैव ऊर्जा, 15 गीगावाट भूतापीय और 0.5 गीगावाट समुद्री ऊर्जा शामिल है।

भारत में नवीकरणीय ऊर्जा परिदृश्य

• भारत में, बड़े जलविद्युत सहित नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की संयुक्त स्थापित क्षमता 49 गीगावाट थी, जिसमें 2023 में लगभग 13.5 गीगावाट जोड़ा गया।

• भारत में सौर ऊर्जा का प्रभुत्व है, जो 75.57 गीगावाट का योगदान देता है, उसके बाद पवन ऊर्जा 44.15 गीगावाट के साथ है।
• भारत का लक्ष्य 2030 तक 500 गीगावाट नवीकरणीय ऊर्जा स्थापित क्षमता और पांच मिलियन टन हरित हाइड्रोजन का है।
• भारत ने 2030 तक कार्बन की तीव्रता को 45% से कम करने, 2030 तक नवीकरणीय ऊर्जा से 50% संचयी विद्युत उत्पादन प्राप्त करने और 2070 तक शुद्ध-शून्य कार्बन उत्सर्जन प्राप्त करने का लक्ष्य रखा है।

 

स्वच्छ ऊर्जा के लिए हरित प्रौद्योगिकी

• 2019 से 2023 तक स्वच्छ ऊर्जा निवेश में 50% की भारी वृद्धि देखी गई, जो 2023 में 8 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच गई, और प्रति वर्ष लगभग 10% बढ़ने की उम्मीद है।

• ये प्रगति नवीकरणीय ऊर्जा में अधिक कुशल, लागत प्रभावी और स्केलेबल बदलाव लाने का लक्ष्य रखती है।

 

सौर ऊर्जा

• प्रचुर मात्रा में और नवीकरणीय, सूर्य के प्रकाश में एक घंटे में दुनिया भर में एक वर्ष में उपयोग होने वाली ऊर्जा से अधिक ऊर्जा होती है।
• फोटोवोल्टिक (पीवी) सेल सीधे सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलते हैं और सौर ऊर्जा उत्पादन की रीढ़ हैं।

 

उभरती हुई प्रौद्योगिकियां:

• मल्टी-जंक्शन, टैंडेम और पेरोव्स्काइट-सिलिकॉन हाइब्रिड सेल – दक्षता में सुधार करते हैं और पीवी लागत को कम करते हैं।
• सघन सौर ऊर्जा (सीएसपी) – बिजली उत्पादन के लिए सूर्य के प्रकाश को केंद्रित करने के लिए दर्पणों का उपयोग करता है।
  • नवाचार: बेहतर दक्षता और भंडारण के लिए पिघला हुआ नमक भंडारण और उन्नत ऊष्मा स्थानांतरण तरल पदार्थ।
• टैंडेम सौर सेल – सिलिकॉन सेल के ऊपर एक पेरोव्स्काइट सेल को ढेर करके 30% से अधिक दक्षता प्राप्त करते हैं।
• पीईआरसी सौर सेल – सेल के पीछे एक अतिरिक्त परत जोड़कर पारंपरिक सौर पैनलों की तुलना में 6-12% अधिक ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।
• हेट्रोजंक्शन (एचजेटी) तकनीक – उच्च दक्षता और बेहतर तापमान प्रदर्शन के लिए सामग्री को जोड़ती है।
  • वाहन–एकीकृत फोटोवोल्टिक्स – वाहनों पर सौर पैनल जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम करते हैं।
  • अपतटीय सौर ऊर्जा – जल निकायों पर पैनल भूमि संसाधनों का संरक्षण करते हैं, कुशलता से जल निकायों का उपयोग करते हैं, और पानी के शीतलन प्रभाव से लाभ उठाते हुए सौर पैनल दक्षता में सुधार करते हैं।

पवन ऊर्जा

• 2023 में 13% की वृद्धि के साथ कुल क्षमता 1,017 गीगावाट तक पहुंच गई, जिसमें जमीन पर और दूर-दराज के दोनों तरह के प्रतिष्ठानों में वृद्धि हुई।
• तेजी से हो रहे नवाचार में शामिल हैं:
  • छत पर लगे ब्लेड रहित पवन टर्बाइन
  • खड़ी धुरी वाली टर्बाइन
  • फ्लोटिंग मल्टी-टर्बाइन प्रौद्योगिकी प्लेटफॉर्म
• लंबे ब्लेड वाली ऊंची टर्बाइन कम हवा वाले क्षेत्रों में भी अधिक ऊर्जा का उत्पादन करती हैं।
• अपतटीय पवन ऊर्जा तेजी से बढ़ रही है, जिसमें फ्लोटिंग टर्बाइन तकनीक मजबूत हवाओं तक पहुंच रही है और नए विकास क्षेत्रों को खोल रही है।
  • खड़ी धुरी वाली पवन टर्बाइन (वाट) किसी भी दिशा से हवा का संचयन करती हैं, जो जटिल हवा के पैटर्न और शहरी क्षेत्रों के लिए उपयुक्त हैं।
• पतंग पवन ऊर्जा प्रणालियाँ (Kite wind energy systems) पारंपरिक टर्बाइनों की तुलना में कम संसाधनों की आवश्यकता वाली ऊंचाई वाली हवाओं को पकड़ने के लिए बड़े पतंगों का उपयोग करती हैं।
• सेंसिंग, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, जनरेटर, सुपरकंडक्टर प्रौद्योगिकी और AI में प्रगति से दक्षता, रखरखाव और ऊर्जा उत्पादन में सुधार होता है।

जल विद्युत

• सबसे बड़ा नवीकरणीय विद्युत स्रोत, यह अकेले सभी स्रोतों को मिलाकर जितनी बिजली बनाता है, उससे भी ज्यादा बिजली बनाता है।
• 2023-2030 तक लगभग 4% की वार्षिक वृद्धि दर का अनुमान है, जो 2030 तक प्रति वर्ष 5,500 टेरावॉट घंटे (TWh) बिजली प्रदान करेगा।
• उन्नत टर्बाइन डिज़ाइन मछलियों के अनुकूल हैं और कम पानी की गति पर भी कुशलतापूर्वक कार्य करते हैं, जिससे पर्यावरण पर कम प्रभाव पड़ता है और जल विद्युत के उपयोग की क्षमता बढ़ती है।
• गतिज जल टर्बाइन बांधों के बिना बहते पानी से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जो छोटे पैमाने पर बिजली उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं।

 

नाभिकीय ऊर्जा

• दूसरा सबसे बड़ा कम कार्बन वाला बिजली स्रोत, 32 देशों में लगभग 413 गीगावाट (GW) क्षमता के साथ परिचालित है।
• 2026 तक वैश्विक नाभिकीय ऊर्जा उत्पादन में औसतन 3% प्रति वर्ष वृद्धि का अनुमान है।
• छोटे मॉड्यूलर रिएक्टर (एसएमआर) 300 मेगावाट (ई) तक बिजली पैदा करते हैं और नाभिकीय ऊर्जा तक पहुंच का विस्तार करते हैं, खासकर छोटे बिजली ग्रिडों और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ एकीकरण के लिए।
• नई रिएक्टर प्रौद्योगिकियां गर्मी के आदान-प्रदान के लिए पिघले हुए नमक या तरल धातुओं का उपयोग करती हैं, जिससे कम लागत और सुरक्षित संचालन होता है।
• माइक्रो-रिएक्टर पारंपरिक रिएक्टरों से काफी छोटे (1-10 मेगावाट) होते हैं, इन्हें ले जाया जा सकता है, और ये स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करते हैं, जो उन दूरस्थ क्षेत्रों के लिए उपयुक्त हैं जो अभी भी जीवाश्म ईंधन पर निर्भर हैं।

 

ऊर्जा भंडारण

• बैटरी नवीकरणीय ऊर्जा के भंडारण के लिए महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि ये छोटी होती हैं और आसानी से उपलब्ध होती हैं।
• वर्तमान बैटरी प्रौद्योगिकी की लागत, स्थिरता, ऊर्जा निर्गमन और बड़े पैमाने पर भंडारण क्षमता में सीमाएं हैं।

 

बैटरी प्रौद्योगिकी

• लिथियम–आयन (Li-ion) बैटरी बाजार पर हावी हैं (लगभग 1 टेरावॉट घंटे वार्षिक मांग) लेकिन महंगी हैं।
• सोडियम–आयन (Na-ion) बैटरी एक आशाजनक विकल्प हैं क्योंकि सोडियम प्रचुर मात्रा में और सस्ता होता है, और परिवहन के दौरान सुरक्षा के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है।
• जलीय जस्ता आयन बैटरी जल-आधारित इलेक्ट्रोलाइट्स और प्रचुर मात्रा में जस्ता के कारण सुरक्षा, पर्यावरण लाभ और कम लागत प्रदान करती हैं।
• पोटेशियम-आयन बैटरी ऐनोड के लिए पोटेशियम का उपयोग करती हैं, जो उच्च ऊर्जा घनत्व, तेज ऊर्जा हस्तांतरण और संभावित रूप से बेहतर सुरक्षा प्रदान करती हैं।
• ठोस अवस्था वाली बैटरी पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में बेहतर सुरक्षा, उच्च ऊर्जा घनत्व और तेज चार्जिंग दरों के लिए एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करती हैं।
• रेडॉक्स प्रवाह बैटरी (RFBs) इलेक्ट्रोड्स के बजाय इलेक्ट्रोलाइट्स में ऊर्जा संग्रहीत करती हैं, जिसमें आवेश/निर्वेश प्रक्रियाओं को सुगम बनाने के लिए प्रतिवर्ती विद्युत रासायनिक अभिक्रियाएं होती हैं।

 

जैव ऊर्जा

• मुख्य रूप से पौधों से प्राप्त जैविक पदार्थ (बायोमास) से प्राप्त होती है।
• बायोमास प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन का अवशोषण करता है, और दहन के दौरान इसे छोड़ता है, लेकिन इसे लगभग-शून्य-उत्सर्जन माना जाता है क्योंकि यह वायुमंडल में वापस चला जाता है।
• आधुनिक जैव ऊर्जा विश्व स्तर पर नवीकरणीय ऊर्जा का सबसे बड़ा स्रोत है (नवीकरणीय ऊर्जा का 55%, वैश्विक ऊर्जा आपूर्ति का 6%)।

 

जैव–विद्युत रासायनिक प्रौद्योगिकी

• माइक्रोबियल ईंधन सेल (MFC) कार्बनिक पदार्थों को बैक्टीरिया (जैसे जियोबैक्टर और शेवानेला प्रजाति) को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।

• प्लांट-माइक्रोबियल ईंधन सेल (PMFC) प्रौद्योगिकी मूल स्रोत के रूप में जड़ों से निकलने वाले कार्बनिक यौगिकों का उपयोग करती है और माइक्रोबियल ईंधन सेल में विद्युत रासायनिक रूप से सक्रिय बैक्टीरिया द्वारा विद्युत उत्पादन करती है।

भूतापीय ऊर्जा

• पृथ्वी के अंदर मौजूद गर्मी , जो रेडियोधर्मी क्षय  और ग्रह निर्माण की प्रारंभिक ऊर्जा से उत्पन्न होती है।
• भूतापीय तरल पदार्थ जमीन के अंदर 3,000 मीटर तक की गहराई में जलाशयों में पाए जाते हैं और इन्हें कुएँ खोदकर निकाला जा सकता है।
• 2023 तक दुनिया भर में लगभग 14,000 मेगावाट (MW) भूतापीय विद्युत का उत्पादन होता है।
• परंपरागत भूतापीय ऊर्जा संयंत्र आमतौर पर गीज़र (geyser) और भाप के झोंकों के पास स्थित होते हैं, जो भूमिगत हाइड्रोथर्मल संसाधनों का संकेत देते हैं।
• अगली पीढ़ी की तकनीक  में ‘सुपरहॉट रॉक ऊर्जा’ (superhot rock) शामिल है, जो 400°C या उससे अधिक तापमान तक पहुँचने के लिए गहरी खुदाई  का उपयोग करती है, जो सैद्धांतिक रूप से दुनिया की ऊर्जा आवश्यकताओं के एक महत्वपूर्ण हिस्से को पूरा करने में सक्षम है।
• मध्यम/निम्न-तापमान हाइड्रोथर्मल संसाधन 1,500 से 3,000 मीटर की गहराई में पाए जाते हैं, जिनका तापमान 150°C से 300°C तक होता है। गर्मी प्राप्त करने के लिए गहरी खुदाई और तरल पदार्थ इंजेक्शन के माध्यम से ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

 

हरित हाइड्रोजन

• हरित हाइड्रोजन का उत्पादन अक्षय ऊर्जा स्रोतों से प्राप्त बिजली का उपयोग करके इलेक्ट्रोलिसिस (electrolysis) की प्रक्रिया द्वारा पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करके किया जाता है, जो इसे एक स्वच्छ और स्थायी ईंधन बनाता है।
• इसका उपयोग ईंधन सेल को चलाने के लिए किया जा सकता है, जो हाइड्रोजन की रासायनिक ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है।
• हरित हाइड्रोजन को अपनाने से CO2 उत्सर्जन को काफी कम किया जा सकता है और औद्योगिक कोयला आयात पर निर्भरता कम हो सकती है।
• भारत के राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन के अनुमोदन का लक्ष्य देश को हरित हाइड्रोजन उत्पादन, उपयोग और निर्यात के लिए एक वैश्विक केंद्र के रूप में स्थापित करना है।
• हाइड्रोजन भंडारण तकनीक, जिसमें हाइड्रोजन ईंधन सेल और इलेक्ट्रोलिसिस शामिल हैं, दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण और परिवहन के लिए समाधान प्रदान करती हैं।