स्वच्छ हाइड्रोजन के साथ कार्बन तटस्थता के लिए चीन की राह में मुश्किल से दूर होने वाली अड़चन को तोड़ना
चीन जैसे देश कार्बन तटस्थता के अपने रास्ते में अड़चन का सामना कर रहे हैं: भारी उद्योगों और भारी शुल्क वाले परिवहन में उत्सर्जन को कम करना।इन 'हार्ड-टू-एबेट' (HTA) क्षेत्रों में स्वच्छ हाइड्रोजन के लिए संभावित भूमिका के कुछ गहन अध्ययन हैं।यहां हम एक एकीकृत गतिशील कम लागत वाला मॉडलिंग विश्लेषण करते हैं।परिणाम बताते हैं कि, सबसे पहले, स्वच्छ हाइड्रोजन एक प्रमुख ऊर्जा वाहक और फीडस्टॉक दोनों हो सकता है जो भारी उद्योग के कार्बन उत्सर्जन को काफी कम कर सकता है।यह 2060 तक चीन के भारी शुल्क वाले ट्रक और बस बेड़े के 50% और शिपिंग के महत्वपूर्ण शेयरों को भी ईंधन दे सकता है।दूसरा, एक यथार्थवादी स्वच्छ हाइड्रोजन परिदृश्य जो 2060 में 65.7 मिलियन टन उत्पादन तक पहुंच जाता है, गैर-हाइड्रोजन परिदृश्य की तुलना में 1.72 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर के नए निवेश से बच सकता है।यह अध्ययन शुद्ध-शून्य लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए उत्सर्जन को कम करने में समान चुनौतियों का सामना कर रहे चीन और देशों के लिए HTA क्षेत्रों में स्वच्छ हाइड्रोजन के मूल्य का प्रमाण प्रदान करता है।

कार्बन तटस्थता का लक्ष्य एक जरूरी वैश्विक मिशन है, लेकिन इस उद्देश्य को पूरा करने के लिए प्रमुख उत्सर्जक देशों के लिए कोई 'एक आकार-फिट-सभी' मार्ग नहीं है।अधिकांश विकसित राष्ट्र, जैसे कि संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में, विशेष रूप से बड़े लाइट-ड्यूटी वाहन (एलडीवी) बेड़े, बिजली उत्पादन, विनिर्माण और वाणिज्यिक और आवासीय भवनों पर केंद्रित डिकार बोनाइजेशन रणनीतियों का अनुसरण कर रहे हैं, चार क्षेत्र जो एक साथ खाते हैं उनके कार्बन उत्सर्जन का विशाल बहुमत3,4।इसके विपरीत चीन जैसे प्रमुख विकासशील देशों के उत्सर्जकों के पास बहुत अलग अर्थव्यवस्थाएं और ऊर्जा संरचनाएं हैं, जिन्हें न केवल क्षेत्रीय संदर्भों में बल्कि उभरती हुई शून्य-कार्बन प्रौद्योगिकियों की रणनीतिक तैनाती में भी अलग-अलग डीकार्बोनाइजेशन प्राथमिकताओं की आवश्यकता होती है।

पश्चिमी अर्थव्यवस्थाओं की तुलना में चीन के कार्बन उत्सर्जन प्रोफाइल के प्रमुख अंतर भारी उद्योगों के लिए बहुत अधिक उत्सर्जन शेयर और एलडीवी और इमारतों में ऊर्जा के उपयोग के लिए बहुत छोटे अंश हैं (चित्र 1)।सीमेंट, लोहा और इस्पात, रसायन और निर्माण सामग्री के उत्पादन, औद्योगिक गर्मी के लिए बड़ी मात्रा में कोयले की खपत और कोक के उत्पादन के मामले में चीन दुनिया में पहले स्थान पर है।भारी उद्योग चीन के वर्तमान कुल उत्सर्जन में 31% का योगदान देता है, एक हिस्सा जो विश्व औसत (23%) से 8% अधिक है, संयुक्त राज्य अमेरिका (14%) से 17% अधिक और यूरोपीय संघ की तुलना में 13% अधिक है। (18%) (रेफरी 5)।

चीन ने 2030 से पहले अपने कार्बन उत्सर्जन को अधिकतम करने और 2060 से पहले कार्बन तटस्थता हासिल करने का वादा किया है। इन जलवायु प्रतिज्ञाओं ने व्यापक प्रशंसा अर्जित की, लेकिन उनकी व्यवहार्यता6 के बारे में सवाल भी उठाए, क्योंकि 'हार्ड-टू-एबेट' (HTA) की प्रमुख भूमिका थी। चीन की अर्थव्यवस्था में प्रक्रियाएं।इन प्रक्रियाओं में विशेष रूप से भारी उद्योग और भारी शुल्क परिवहन में ऊर्जा का उपयोग शामिल है जो विद्युतीकरण करना मुश्किल होगा (और इस प्रकार सीधे नवीकरणीय ऊर्जा में संक्रमण के लिए) और औद्योगिक प्रक्रियाएं अब रासायनिक फीडस्टॉक्स के लिए जीवाश्म ईंधन पर निर्भर हैं। हाल ही में कुछ अध्ययन हुए हैं1– 3 चीन की समग्र ऊर्जा प्रणाली योजना के लिए कार्बन न्यूट्रलिटी की दिशा में डिकार बोनाइजेशन पाथवे की जांच कर रहा है लेकिन एचटीए क्षेत्रों के सीमित विश्लेषण के साथ।अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, एचटीए क्षेत्रों के लिए संभावित शमन समाधानों ने हाल के वर्षों7-14 में ध्यान आकर्षित करना शुरू कर दिया है।एचटीए क्षेत्रों का डीकार्बोनाइजेशन चुनौतीपूर्ण है क्योंकि उन्हें पूरी तरह से विद्युतीकृत करना और/या लागत प्रभावी7,8 मुश्किल है।अहमन ने जोर देकर कहा कि एचटीए क्षेत्रों के लिए पथ निर्भरता प्रमुख समस्या है और एचटीए क्षेत्रों, विशेष रूप से भारी उद्योगों को जीवाश्म निर्भरता9 से 'अनलॉक' करने के लिए उन्नत प्रौद्योगिकियों के लिए दृष्टि और दीर्घकालिक योजना की आवश्यकता है।अध्ययनों ने कार्बन कैप्चर, उपयोग और/या भंडारण (CCUS) और नकारात्मक उत्सर्जन प्रौद्योगिकियों (NETs)10,11 से संबंधित नई सामग्रियों और शमन समाधानों की खोज की है। कम से कम एक अध्ययन स्वीकार करता है कि उन्हें दीर्घकालिक योजना11 में भी माना जाना चाहिए।जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल की हाल ही में जारी छठी आकलन रिपोर्ट में, 'निम्न-उत्सर्जन' हाइड्रोजन के उपयोग को शुद्ध-शून्य उत्सर्जन भविष्य को प्राप्त करने की दिशा में कई क्षेत्रों के लिए प्रमुख शमन समाधानों में से एक के रूप में मान्यता दी गई थी।

स्वच्छ हाइड्रोजन पर मौजूदा साहित्य काफी हद तक आपूर्ति पक्ष की लागत के विश्लेषण के साथ उत्पादन प्रौद्योगिकी विकल्पों पर केंद्रित है।(इस पत्र में 'स्वच्छ' हाइड्रोजन में 'हरा' और 'नीला' हाइड्रोजन दोनों शामिल हैं, पूर्व में अक्षय ऊर्जा का उपयोग करके पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पादित, बाद में जीवाश्म ईंधन से प्राप्त किया गया लेकिन सीसीयूएस के साथ डीकार्बोनाइज्ड।) हाइड्रोजन मांग की चर्चा काफी हद तक केंद्रित है विकसित देशों में परिवहन क्षेत्र-विशेष रूप से हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन16,17।सड़क परिवहन बंदरगाह की तुलना में भारी उद्योगों के डीकार्बोनाइजेशन के लिए दबाव कम हो गया है, जो पारंपरिक धारणाओं को दर्शाता है कि भारी उद्योग
नए तकनीकी नवाचारों के उभरने तक समाप्त करना विशेष रूप से कठिन बना रहेगा।स्वच्छ (विशेष रूप से हरित) हाइड्रोजन के अध्ययन ने इसकी तकनीकी परिपक्वता और घटती लागत17 का प्रदर्शन किया है, लेकिन आगे के अध्ययन की आवश्यकता है जो स्वच्छ हाइड्रोजन आपूर्ति16 की संभावित वृद्धि का फायदा उठाने के लिए संभावित बाजारों के आकार और उद्योगों की तकनीकी आवश्यकताओं पर ध्यान केंद्रित करें।वैश्विक कार्बन तटस्थता को आगे बढ़ाने के लिए स्वच्छ हाइड्रोजन की क्षमता को समझना स्वाभाविक रूप से पक्षपाती होगा यदि विश्लेषण मुख्य रूप से इसके उत्पादन की लागत, केवल पसंदीदा क्षेत्रों द्वारा इसकी खपत और विकसित अर्थव्यवस्थाओं में इसके अनुप्रयोग तक सीमित हैं। स्वच्छ हाइड्रोजन पर मौजूदा साहित्य केंद्रित है। बड़े पैमाने पर आपूर्ति पक्ष की लागत के विश्लेषण के साथ उत्पादन प्रौद्योगिकी विकल्पों पर15।(इस पत्र में 'स्वच्छ' हाइड्रोजन में 'हरा' और 'नीला' हाइड्रोजन दोनों शामिल हैं, पूर्व में अक्षय ऊर्जा का उपयोग करके पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पादित, बाद में जीवाश्म ईंधन से प्राप्त किया गया लेकिन सीसीयूएस के साथ डीकार्बोनाइज्ड।) हाइड्रोजन मांग की चर्चा काफी हद तक केंद्रित है विकसित देशों में परिवहन क्षेत्र-विशेष रूप से हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन16,17।भारी उद्योगों के डीकार्बोनाइजेशन के लिए दबाव सड़क परिवहन के लिए उन लोगों की तुलना में कम हो गए हैं, जो पारंपरिक धारणाओं को दर्शाते हैं कि नए तकनीकी नवाचारों के उभरने तक भारी उद्योग को समाप्त करना विशेष रूप से कठिन रहेगा।स्वच्छ (विशेष रूप से हरित) हाइड्रोजन के अध्ययन ने इसकी तकनीकी परिपक्वता और घटती लागत17 का प्रदर्शन किया है, लेकिन आगे के अध्ययन की आवश्यकता है जो स्वच्छ हाइड्रोजन आपूर्ति16 की संभावित वृद्धि का फायदा उठाने के लिए संभावित बाजारों के आकार और उद्योगों की तकनीकी आवश्यकताओं पर ध्यान केंद्रित करें।वैश्विक कार्बन तटस्थता को आगे बढ़ाने के लिए स्वच्छ हाइड्रोजन की क्षमता को समझना स्वाभाविक रूप से पक्षपाती होगा यदि विश्लेषण मुख्य रूप से इसके उत्पादन की लागत, केवल इष्ट क्षेत्रों द्वारा इसकी खपत और विकसित अर्थव्यवस्थाओं में इसके अनुप्रयोग तक सीमित हैं।

स्वच्छ हाइड्रोजन के लिए अवसरों का मूल्यांकन विभिन्न राष्ट्रीय परिस्थितियों पर विचार सहित संपूर्ण ऊर्जा प्रणाली और अर्थव्यवस्था में वैकल्पिक ईंधन और रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में इसकी संभावित मांगों के पुनर्मूल्यांकन पर निर्भर करता है।चीन के शुद्ध-शून्य भविष्य में स्वच्छ हाइड्रोजन की भूमिका पर आज तक ऐसा कोई व्यापक अध्ययन नहीं हुआ है।इस शोध अंतर को भरने से चीन के CO2 उत्सर्जन में कमी के लिए एक स्पष्ट रोडमैप तैयार करने में मदद मिलेगी, इसके 2030 और 2060 के डीकार्बोनाइजेशन प्रतिज्ञाओं की व्यवहार्यता का मूल्यांकन करने की अनुमति मिलेगी और बड़े भारी-औद्योगिक क्षेत्रों के साथ अन्य विकासशील विकासशील अर्थव्यवस्थाओं के लिए मार्गदर्शन प्रदान करेगा।

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चित्र 1 |प्रमुख देशों का कार्बन उत्सर्जन और ऊर्जा प्रणाली में हाइड्रोजन के लिए विश्लेषणात्मक तंत्र।ए, ईंधन द्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप, जापान और भारत की तुलना में 2019 में चीन का कार्बन उत्सर्जन।2019 में, कोयला दहन ने चीन (79.62%) और भारत (70.52%) में कार्बन उत्सर्जन का सबसे बड़ा हिस्सा लिया, और तेल दहन ने संयुक्त राज्य अमेरिका (41.98%) और यूरोप (41.27%) में कार्बन उत्सर्जन में सबसे अधिक योगदान दिया।b, 2019 में चीन के कार्बन उत्सर्जन की तुलना क्षेत्र द्वारा संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप, जापान और भारत से की गई।ए और बी में उत्सर्जन को बाईं ओर और अनुपात को दाईं ओर प्रदर्शित किया जाता है।चीन (28.10%) और भारत (24.75%) में उद्योग से कार्बन उत्सर्जन का अनुपात 2019 में संयुक्त राज्य अमेरिका (9.26%) और यूरोप (13.91%) की तुलना में बहुत अधिक था। c, हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियों के साथ तकनीकी मार्ग लागू एचटीए क्षेत्रों।एसएमआर, भाप मीथेन सुधार;पीईएम इलेक्ट्रोलिसिस, बहुलक इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस;पीईसी प्रक्रिया, फोटोइलेक्ट्रॉनिक प्रक्रिया।
यह अध्ययन तीन प्रमुख प्रश्नों का उत्तर देना चाहता है।सबसे पहले, चीन जैसे विकासशील देशों में HTA क्षेत्रों के डीकार्बोनाइजेशन के लिए प्रमुख चुनौतियाँ क्या हैं, जो विकसित देशों से अलग हैं?क्या एचटीए क्षेत्रों (विशेष रूप से भारी उद्योग) में वर्तमान शमन प्रौद्योगिकियां 2060 तक चीन की कार्बन तटस्थता प्राप्त करने के लिए पर्याप्त प्रभावी हैं?दूसरा, एचटीए क्षेत्रों में ऊर्जा वाहक और फीडस्टॉक दोनों के रूप में स्वच्छ हाइड्रोजन के लिए संभावित भूमिकाएं क्या हैं, विशेष रूप से चीन और अन्य विकासशील देशों में जिन्होंने अभी-अभी इसके संभावित उत्पादन और उपयोग की पहुंच शुरू की है?अंत में, चीन की संपूर्ण ऊर्जा प्रणालियों के गतिशील अनुकूलन पर आधारित है
टेम, क्या एचटीए क्षेत्रों में स्वच्छ हाइड्रोजन का व्यापक उपयोग अन्य विकल्पों की तुलना में लागत प्रभावी होगा?
यहां हम एक एकीकृत ऊर्जा प्रणाली का एक मॉडल बनाते हैं, जिसमें चीन की पूरी अर्थव्यवस्था में संभावित लागत प्रभावशीलता और स्वच्छ हाइड्रोजन की भूमिका का विश्लेषण करने के लिए आपूर्ति और मांग दोनों शामिल हैं, जिसमें कम शोध वाले एचटीए क्षेत्रों (छवि 1 सी) पर जोर दिया गया है।
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पोस्ट समय: मार्च-03-2023
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