फिनलैंड की एक फर्म को लगता है कि वह औद्योगिक कार्बन उत्सर्जन में एक तिहाई की कटौती कर सकती है
जीवाश्म-ईंधन वाले बिजली स्टेशनों को सौर पैनलों या परमाणु रिएक्टरों से बदला जा सकता है। पेट्रोल से चलने वाली कारों को उन कारों से बदला जा सकता है जो बैटरी चार्ज करने के लिए शून्य-कार्बन बिजली का उपयोग करती हैं। लेकिन सिद्धांत रूप में भी, अर्थव्यवस्था के हर हिस्से को डीकार्बोनाइज करना इतना आसान नहीं है। तीन भारी उद्योगों-सीमेंट, रसायन और इस्पात निर्माण-को साफ करना विशेष रूप से मुश्किल है। एक कारण यह है कि सभी रासायनिक प्रक्रियाओं पर भरोसा करते हैं जिन्हें बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है।
उदाहरण के लिए, इसके अयस्क से लोहा निकालना, इस्पात निर्माण में पहला कदम है। ऐसा करने के लिए उपयोग की जाने वाली भट्टियों के अंदर का तापमान 1,600°C से अधिक हो सकता है। सीमेंट भट्टियां, जो चूना पत्थर को क्लिंकर में परिवर्तित करती हैं, सीमेंट के कच्चे माल में से एक, 1,400 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। चूंकि अकेले बिजली का उपयोग करके कुछ औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए इस तरह के तापमान का उत्पादन करना मुश्किल या असंभव है, कंपनियां जीवाश्म ईंधन पर निर्भर हैं।
ग्रीन-माइंडेड व्यवसाय विकल्प तलाश रहे हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन को उसके घटक तत्वों में पानी को विभाजित करके उत्पादित किया जा सकता है। यदि यह स्वच्छ ऊर्जा के साथ किया जाता है, तो गैस को शून्य-कार्बन ईंधन के रूप में जलाया जा सकता है। एक और विकल्प जीवाश्म ईंधन के साथ रहना हो सकता है, लेकिन कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करने के लिए कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के रूप में जाना जाने वाला एक विचार है। लेकिन दोनों प्रौद्योगिकियां नवजात हैं, और इसके लिए नए बुनियादी ढांचे के निर्माण की आवश्यकता होगी जो अभी तक मौजूद नहीं है।
ब्राइटलैंड्स कैंपस में, नीदरलैंड में मास्ट्रिच के पास एक राज्य और उद्योग समर्थित नवाचार केंद्र, कूलब्रुक नामक एक फिनिश इंजीनियरिंग फर्म इसे बदलने की उम्मीद कर रही है। इसकी “रोटोडायनेमिक” प्रणाली को भारी उद्योग द्वारा आवश्यक सुपर-उच्च तापमान की आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है – और ऐसा करने के लिए केवल बिजली द्वारा संचालित किया जा रहा है।
घूम रहा है
कूलब्रुक की प्रणाली के बारे में सोचने का सबसे आसान तरीका गैस टर्बाइन के विपरीत है। एक पारंपरिक गैस टरबाइन – जैसा कि पावर स्टेशनों या जेट इंजनों में उपयोग किया जाता है – एक गर्म, उच्च दबाव वाली गैस बनाने के लिए जीवाश्म ईंधन को जलाता है जो रोटर ब्लेड को घुमाता है। उस घूर्णी ऊर्जा का उपयोग थ्रस्ट-जनरेटिंग फैन (जेट एयरक्राफ्ट में) चलाने के लिए किया जा सकता है या जनरेटर में बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है (जैसे पावर स्टेशन में)।
इसके बजाय इलेक्ट्रिक मोटर के साथ नई प्रणाली शुरू होती है। मोटर टर्बाइन के रोटर्स को घुमाती है। गैस या तरल तब टरबाइन को खिलाया जाता है। एक बार अंदर जाने के बाद, रोटर्स सामान को सुपरसोनिक गति तक बढ़ा देते हैं, और फिर तेजी से इसे फिर से धीमा कर देते हैं। अचानक मंदी, त्वरित गैस या द्रव में निहित गतिज ऊर्जा को ऊष्मा में बदल देती है। यदि मोटर हरित बिजली से चलती है, तो कोई कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न नहीं होती है।
ब्राइटलैंड्स में पायलट प्लांट के पहले परीक्षण में स्टीम क्रैकिंग शामिल होगी, जो पेट्रोकेमिकल प्लांट्स में सबसे अधिक ऊर्जा-गहन प्रक्रियाओं में से एक है। पारंपरिक पटाखे कच्चे तेल के एक घटक नेफ्था को छोटे अणुओं में विघटित कर देते हैं। जैसा कि नाम से पता चलता है, यह नाफ्था को भाप से पतला करके और ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, भट्टी में विस्फोट करके किया जाता है।
कूलब्रूक का प्रायोगिक संयंत्र इसके बजाय घूमते हुए टर्बाइन में नेफ्था और भाप के मिश्रण को इंजेक्ट करेगा, जो इसे लगभग 1,000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करेगा। इससे नेफ्था को प्रोपलीन और एथिलीन जैसे पदार्थों में तोड़ना चाहिए, जिनका उपयोग प्लास्टिक बनाने के लिए किया जाता है। उम्मीद यह साबित करने की है कि इलेक्ट्रिक रिएक्टर में नाफ्था को तोड़ना न केवल संभव है, बल्कि यह बेहतर है। प्रयोगशाला परीक्षणों से पता चला है कि विद्युतीकृत प्रक्रिया से जीवाश्म ईंधन से प्राप्त होने वाली पैदावार की तुलना में काफी अधिक हो सकता है।
यह मानते हुए कि सब कुछ योजना के अनुसार हो रहा है, फर्म कई अन्य औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए गर्मी पैदा करने की कोशिश करेगी। कूलब्रुक के बॉस जूनास राउरामो का मानना है कि हीटर को 1,700 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान को हिट करने में सक्षम होना चाहिए। यह स्टील, सीमेंट, कांच और चीनी मिट्टी के उत्पादन सहित कई ऊर्जा-गहन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होगा। पायलट प्रोजेक्ट के लिए कई बड़ी फर्मों ने पार्टनर के तौर पर करार किया है। इनमें शेल, एक ब्रिटिश तेल कंपनी, ब्रास्केम, एक ब्राजील स्थित रसायन उत्पादक, और CEMEX, दुनिया के सबसे बड़े सीमेंट निर्माताओं में से एक शामिल हैं।
भारी उद्योग से कार्बन उत्सर्जन को पूरी तरह खत्म करने के लिए इलेक्ट्रिक हीट पर्याप्त नहीं होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि क्षेत्र के उत्सर्जन का एक अच्छा अंश जीवाश्म ईंधन को जलाने से नहीं आता है, बल्कि उन प्रक्रियाओं के रसायन शास्त्र से आता है जो वे शक्ति प्रदान कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, सीमेंट बनाने में, लगभग आधा कार्बन डाइऑक्साइड भट्ठे को जीवाश्म ईंधन से गर्म करने से आता है। अन्य आधा कैल्सीनेशन से आता है, रासायनिक प्रतिक्रिया जो चूना पत्थर को क्लिंकर में बदल देती है।
यह स्टीलमेकिंग के साथ एक समान कहानी है, जहां लोहे को लौह ऑक्साइड के रूप में रखने वाले अयस्कों से रासायनिक रूप से मुक्त किया जाता है। यह कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन के मिश्रण के साथ उच्च तापमान पर अयस्क की प्रतिक्रिया करके किया जाता है। यह शुद्ध लोहे को छोड़कर ऑक्सीजन परमाणुओं को दूर करता है। इस बीच, ऑक्सीजन कार्बन के साथ मिलकर कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करती है।
इसका मतलब यह है कि, भले ही उन प्रतिक्रियाओं को संचालित करने के लिए शून्य-कार्बन बिजली द्वारा आपूर्ति की गई गर्मी, शेष उत्सर्जन को अभी भी किसी तरह से निपटना होगा। फर्म रसायन विज्ञान को संशोधित करने पर काम कर रहे हैं विभिन्न तौर तरीकोंलेकिन अभी तक कोई दृष्टिकोण बाजार के लिए तैयार नहीं है।
लेकिन एक तकनीक को उपयोगी होने के लिए किसी समस्या को पूरी तरह से हल करने की आवश्यकता नहीं है। श्री राउरामो का मानना है कि उनकी फर्म की तकनीक भारी-औद्योगिक उत्सर्जन का शायद 30% खत्म कर सकती है। और, वे कहते हैं, यह मौलिक रूप से कुछ भी नया आविष्कार किए बिना ऐसा कर सकता है। “यह एक ज्ञात विज्ञान है,” श्री राउरामो कहते हैं। “यह ठीक उसी तरह से लागू नहीं किया गया है जिस तरह से हम इसे कर रहे हैं।”
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