जैव ईंधन की सफलता 'नकारात्मक उत्सर्जन' को एक कदम और करीब लाती है

अक्टूबर 5th, 2021

ऑस्ट्रेलियन नेशनल यूनिवर्सिटी के एंड्रयू हॉपकिंस ने लिखा है कि कैसे जैव ईंधन में हाल ही में किए गए शोध ने मानव मानव जाति को "नकारात्मक कार्बन उत्सर्जन" प्राप्त करने के सपने को साकार करने के करीब ला दिया है।

By एंड्रयू हॉपकिंस

समाजशास्त्र के एमेरिटस प्रोफेसर, ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय

जैव ईंधन का उपयोग मानव ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में मदद करता है। यही कारण है कि कुछ पेट्रोलियम कंपनियों 10% तक इथेनॉल (एक जैव ईंधन) युक्त पेट्रोल की पेशकश करें। लेकिन अगर हमारे पास विनाशकारी जलवायु परिवर्तन से बचने का कोई वास्तविक मौका है, तो यह हमारे उत्सर्जन को कम करने के लिए पर्याप्त नहीं है; हमें प्रक्रिया को उल्टा करना होगा।

हमें "नकारात्मक उत्सर्जन" का लक्ष्य रखना चाहिए। इसका अर्थ है वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाना और आदर्श रूप से पूर्व-औद्योगिक वायुमंडलीय CO₂ स्तरों पर लौटना। यह एक कठिन काम है: वर्तमान वायुमंडलीय एकाग्रता है प्रति दस लाख 410 भागों (पीपीएम)की तुलना में 280ppm औद्योगिक क्रांति से पहले।

दिलचस्प बात यह है कि जैव ईंधन अनुसंधान में हालिया सफलताओं (नीचे देखें) ने इस संभावना को एक कदम और करीब ला दिया है। यह समझने के लिए कि हमें पहले जैव ईंधन उत्पादन के बारे में थोड़ा सा क्यों जानना चाहिए।

शैवाल में स्थानांतरण

वर्षों से पेट्रोलियम उद्योग गन्ना, मक्का और सोयाबीन जैसी खाद्य फसलों का उपयोग करके जैव ईंधन का उत्पादन कर रहा है, जो किण्वन या अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा इथेनॉल या बायोडीजल में परिवर्तित हो जाते हैं। इन फसलों के बड़े पैमाने पर मोनोकल्चर खेती के नकारात्मक परिणामों के कारण यह विवादास्पद रहा है।

तदनुसार, पेट्रोलियम कंपनियां अब वित्त पोषण अनुसंधान कार्यक्रम तथाकथित दूसरी पीढ़ी की जैव ईंधन फसलों पर - विशेष रूप से शैवाल, जिसे जमीन के बजाय पानी में उगाया जा सकता है। यह पहली पीढ़ी के जैव ईंधन की कई आलोचनाओं को दूर करेगा।

शैवाल कई में आते हैं रूपों. समुद्री शैवाल मैक्रो-शैवाल का एक प्रसिद्ध रूप है और कई सूक्ष्म शैवाल भी हैं, जैसे कि शैवाल खिलता है जो समय-समय पर प्रदूषित नदियों और झीलों में होता है।

CO₂ प्रकाश संश्लेषण में शैवाल अपेक्षाकृत अक्षम हैं। लेकिन हाल की खोजें इस समस्या को हल करने की दिशा में एक रास्ता तय करती हैं।

एक्सॉन-वित्त पोषित शोधकर्ता शैवाल को आनुवंशिक रूप से संशोधित करने में सफल रहे हैं ताकि डबल कार्बन गिरावट की दर। स्वतंत्र रूप से, वाशिंगटन स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं के एक समूह ने न्याय किया है की खोज अधिक कुशल जैव ईंधन उत्पादन का मार्ग प्रशस्त करते हुए, हफ्तों के बजाय दिनों में शैवाल कैसे उगाएं।

यदि हम पर्याप्त मात्रा में सही प्रकार के शैवाल उगा सकते हैं, तो अगला कदम इसे जैव ईंधन में परिवर्तित करना होगा। पहली पीढ़ी की जैव ईंधन फसलें शर्करा और स्टार्च में समृद्ध थीं जिन्हें किण्वन जैसी प्रक्रियाओं द्वारा ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता था। शैवाल को इस तरह से रूपांतरित नहीं किया जा सकता है। हालाँकि, एक और प्रक्रिया है जिसका उपयोग किया जा सकता है: पायरोलिसिस.

यदि आप ऑक्सीजन की उपस्थिति में शैवाल जैसे बायोमास को गर्म करते हैं, तो यह जल जाता है, जिसका अर्थ है कि कार्बन हवा से ऑक्सीजन के साथ मिलकर CO₂ बनाता है। हालांकि, अगर इसे ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो यह जल नहीं सकता है। इसके बजाय क्या होता है कि विभिन्न तेलों और गैसों को हटा दिया जाता है, जिससे कार्बन का अपेक्षाकृत शुद्ध रूप निकल जाता है, जिसे चार या के रूप में जाना जाता है बायोचार. इस प्रक्रिया को पायरोलिसिस के रूप में जाना जाता है और लकड़ी को चारकोल में बदलने के लिए हजारों वर्षों से इसका अभ्यास किया जाता रहा है।

विशेष तीव्रता के साथ चारकोल जलने और ऐतिहासिक रूप से जहां बहुत उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, जैसे धातु निर्माण में मूल्यवान थे। प्रक्रिया को नीचे दिए गए चार्ट में दर्शाया गया है। गैस, जब जलाया जाता है, तो पायरोलिज़र चलाने के लिए आवश्यक से कहीं अधिक गर्मी पैदा करता है, और अतिरिक्त बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। पेट्रोलियम उद्योग के लिए सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उत्पादित तेलों को परिवहन ईंधन में आसानी से परिष्कृत किया जाता है। इसी वजह से पेट्रोलियम कंपनियां पायरोलिसिस पर शोध के लिए फंडिंग कर रही हैं।

भीषण गर्मी से जलने के अलावा, बायोचार में दो अन्य बहुत महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं। सबसे पहले, यह एक मूल्यवान मिट्टी योजक है, और वास्तव में, इस उद्देश्य के लिए कृषि उपयोगकर्ताओं को बेचा जाता है।

दूसरा, मिट्टी में मिलाने पर यह सैकड़ों वर्षों तक जीवित रहेगा, शायद एक सहस्राब्दी तक भी। इसलिए चार का उत्पादन करना और इसे मिट्टी में मिलाना कार्बन को पकड़ने का एक अर्ध-स्थायी तरीका है। इसके विपरीत, जंगल कम स्थायी होते हैं, क्योंकि पेड़ अंततः मर जाते हैं और सड़ जाते हैं, जिससे वातावरण में मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड वापस आ जाते हैं; या जलाएं, CO₂ को वातावरण में लौटाएं। पायरोलिसिस, तब लंबी अवधि के कार्बन पृथक्करण की संभावना प्रदान करता है - यह नकारात्मक उत्सर्जन का मार्ग है.

पायरोलिसिस के बारे में ध्यान देने वाली आखिरी बात यह है कि प्रक्रिया के मापदंडों जैसे कि तापमान और शैवाल के प्रकार को अलग-अलग करके, आउटपुट के सापेक्ष अनुपात में बदलाव किया जा सकता है। विशेष रूप से, कोई चार के उत्पादन को अधिकतम कर सकता है, या वैकल्पिक रूप से, परिवहन ईंधन के लिए उपयोग किए जाने वाले तेलों का उत्पादन कर सकता है। जैव ईंधन शोधकर्ता निश्चित रूप से उत्तरार्द्ध को अधिकतम करने में रुचि रखते हैं, चार कुछ हद तक एक अवांछित उपोत्पाद है।

हालांकि, अगर शैवाल का पायरोलिसिस जैव ईंधन के उत्पादन का व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य तरीका बन जाता है, तो मिट्टी को समृद्ध करने के लिए चार को बेचा जा सकता है। परिणाम एक स्थिर धारा होगी - शायद अधिक वास्तविक रूप से एक ट्रिकल - कार्बन की मिट्टी में वापस आ गई।

यह सब हमें अपनी खातिर बड़े पैमाने पर चार उत्पादन के करीब लाता है। वही शोध जो व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन प्रदान करता है, संभवतः चार की उपज को अधिकतम करने के लिए पुनर्निर्देशित किया जा सकता है। जैव ईंधन तब प्राथमिक लक्ष्य के बजाय एक उपोत्पाद होगा।

दुर्भाग्य से, चार के लिए बाजार अभी तक इसे एक व्यावसायिक प्रस्ताव बनाने के लिए पर्याप्त रूप से विकसित नहीं हुआ है। कार्बन की एक महत्वपूर्ण कीमत यह सब बदल सकती है। यदि हम नकारात्मक उत्सर्जन प्राप्त करने के बारे में गंभीर हैं, तो शायद यही कीमत हमें चुकानी पड़ेगी। और कौन जाने, एक बार मिट्टी के योजक के रूप में चार के लाभ बन जाते हैं बेहतर स्थापित, चार का वाणिज्यिक मूल्य ऐसा हो सकता है कि कार्बन पर कीमत अब आवश्यक नहीं होगी।

क्या बड़े पैमाने पर चार उत्पादन के अवांछित दुष्प्रभाव हो सकते हैं? हम जानना कि मिट्टी में ताजा बायोचार जड़ी-बूटियों को तेजी से निष्क्रिय कर सकता है जिससे खराब खरपतवार नियंत्रण हो सकता है। इन परिणामों से पता चलता है कि बायोचार के उपयोग को उन कृषि स्थितियों में सावधानी से प्रबंधित करने की आवश्यकता होगी जो मिट्टी पर लागू होने वाली जड़ी-बूटियों पर निर्भर करती हैं। हालांकि, शुद्ध कृषि लाभ प्रतीत होते हैं भारी.

यह लेख मूल रूप से 30 अगस्त, 2017 को वार्तालाप द्वारा प्रकाशित किया गया था, और इसके अनुसार पुनर्प्रकाशित किया गया है क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन-नॉन-कॉमर्शियल-नोएडरिव्स 4.0 इंटरनेशनल पब्लिक लाइसेंस। आप मूल लेख पढ़ सकते हैं यहाँ उत्पन्न करें. इस लेख में व्यक्त विचार अकेले लेखक के हैं न कि WorldRef के।

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