ईकोलोजी और पर्यावरण (Ecology and Environment) में ऊर्जा और पर्यावरण (Energy and Environment) पर मॉड्यूल पर दूसरा व्याख्यान है। मेरा नाम श्रीनिवास जयंती (Prof. Sreenivas Jayanti) है। मैं आईआईटी मद्रास (IIT Madras) में केमिकल इंजीनियरिंग विभाग (Chemical Engineering Department ) में प्रोफेसर (Professor) हूं। यदि आपका कोई प्रश्न है, तो मेरा ईमेल पता यहाँ दिया गया है sjayanthi@iitm.ac.in अपने आखिरी व्याख्यान में, हमने वैश्विक जलवायु मॉडल (Global Climate Model) को देखा, जो कई कारकों के लिए तेजी से जटिल हो गए हैं, जो ग्लोबल वार्मिंग (global warming) को एक घटना के रूप में प्रभावित करते हैं, जिसमें वातावरण, भूमि, समुद्र, गहरे महासागरों के बीच परस्पर क्रिया और वायुमंडल के घटक जैसे एरोसोल (aerosol), बादल, और ये सभी चीजें शामिल है । और पिछले कई 100 वर्षों में ग्रीनहाउस गैस (greenhouse gas) की एकाग्रता और ऐमीशन के विकास की भविष्यवाणी की है। और भविष्य में एक और 200, 300 साल और उन सभी को शामिल करते हुए, उनमें से कई ने बताया कि फॉसिल फ्यूल (fossil fuel) के ऐमीशन की वर्तमान दर कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) और अन्य जीएचजी (GHG) गैस ऐमीशन की दर ऐसी है कि पिछली कई शताब्दियों की तुलना में पिछले 50 वर्ष अधिक दर पर बढ़ती रही है। यह अतीत में और चूंकि इस प्रवृत्ति को ऊर्जा के उपयोग से संबंधित कई सामाजिक-आर्थिक कारकों के कारण जारी रहने की उम्मीद है, यह वृद्धि जारी रखने की उम्मीद है। और अगर हम इसे इस तरह से बढ़ाने की अनुमति देते हैं, तो अगले 100 वर्षों में कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) सांद्रता को रोक सकते हैं। और अगर आप कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) की सांद्रता को कम करना चाहते हैं तो बहुत रास्ते हो सकती है और यदि हम ऐमीशन को वर्तमान स्तरों की तुलना में लगभग 2020 तक थोड़ा कम करने में सक्षम हैं और फिर कार्बन, कम कार्बन पथ और नीचे यह नेगेटिव (negative) कार्बन पथ तब इस 21 वीं सदी के अंत तक, 2100 तक हम कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) की एक एकाग्रता तक नीचे जा सकते हैं जो लगातार बढ़ रही है और 2300 तक हम वापस 400 पीपीएम (ppm) के स्तर तक पहुंच जाएंगे। यदि हम कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) ऐमीशन में कटौती करते हैं और इस सदी के अंत तक नेगेटिव (negative) कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) ऐमीशन दरों में चले जाते हैं,और यदि आप इसे कुछ शताब्दियों तक बनाए रखते हैं, तो 2300 तक हम फिर से उप 400 पीपीएम (ppm) सांद्रता में वापस जाएंगे। कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) जो वहां, औद्योगिकीकरण युग से पहले था। लेकिन अगर हम 2150 के अंत तक जारी रहते हैं और 130 वर्षों में हम कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) एकाग्रता के स्तर के बारे में दसवें स्तर पर जाते हैं जो वर्तमान में हैं, तो एक सदी से थोड़ा अधिक समय में हम 550 पीपीएम (ppm) की कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) सांद्रता तक पहुंच चुके होंगे। और यह 200 वर्षों के लिए बनाए रखा जाएगा। इसलिए, यहां तक कि कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) की एकाग्रता को 600 पीपीएम (ppm) से अधिक नहीं बनाए रखने के लिए जो कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) के पूर्व-औद्योगीकृत युग के स्तर से दोगुना है, यहां तक कि हमें मानवजनित स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) ऐमीशन दरों के दसवें हिस्से में नीचे जाना होगा जो 2010 में थे। और अगर हम आरसीपी (RCP)6 और आरसीपी (RCP)8.5 की तरह इसमें और देरी करते हैं, तो आप कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) के स्तर 1000 पीपीएम (ppm) या उससे अधिक तक जा सकते हैं। और यह एक काफी रेडिएटिव फोर्सिंग(radiative forcing) करता है और आरसीपी (RCP)8.5 है 8.5 वाट पर मीटर स्क्वायर (watt per meter square) और आरसीपी (RCP)2.6 का मतलब है 2.6 वाट पर मीटर स्क्वायर (watt per meter square) रेडिएटिव फोर्सिंग(radiative forcing) है जो लगभग 340 वाट पर मीटर स्क्वायर (watt per meter square) के प्रसंग मूल्य की तुलना में। ऐसा कुछ वैश्विक वायुमंडलीय तापमान पर एक बड़ा प्रभाव डाल सकता है जो इस विशेष पथ में दिखाया गया है। इस विशेष ग्राफ (graph) में जहां हमारे पास x-axis है, कुल मानवजनित कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) एक्विवैलेन्ट (equivalent) ऐमीशन 1870 के बाद से यहां कार्बन के गीगाटन के रूप में और कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) के गीगाटन जो इस मूल्य को गुणा किया जाता है, कार्बन के गिगाटन गुणांक 44 से 12 गुणा किया जाता है। और यह 1870 से संचय राशि है। और हमारे यहां y-axis पर 1870 के आसपास 20 वर्षों के औसत से तापमान परिवर्तन है, इसलिए, यह 1861 से 1880 के बीच का तापमान औसत है। इसलिए, अब हम देख सकते हैं कि 2000 के रूप में हम यहां कहीं हैं, हमने कुल 500 से कम गीगाटन कार्बन उत्सर्जित किया है, और हमारे पास लगभग 0.7 डिग्री सेंटीग्रेड तापमान वृद्धि है। यदि हम 2.6 रेडिएटिव फोर्सिंग(radiative forcing)के मार्ग से नीचे जाते हैं तो ऐसा तब होता है जब हम इस सदी के अंत तक नेगेटिव (negative) कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) ऐमीशन दरों में चले जाएंगे, तो कुल ऐमीशन लगभग 800 गीगाटन कार्बन होगा और फिर वृद्धि होगी लगभग 1.5, 1.7 डिग्री सेंटीग्रेड। और अगर हम उच्च स्तर पर जाते हैं और 2090 तक पहुंचते हैं, तो हम 1200 गीगाटन कार्बन तक पहुंचते हैं, फिर वृद्धि 2.5 डिग्री सेंटीग्रेड की तरह होगी, और यह 4.5 के बराबर रेडिएटिव फोर्सिंग(radiative forcing) है। और आरसीपी (RCP) 6 वह जगह है जहां हम लगभग 600 पीपीएम (ppm) की कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) सांद्रता देख रहे हैं, और इसका मतलब है कि 3 डिग्री के करीब तापमान में वृद्धि होगी। और कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) सांद्रता 2090 तक 8.5 वाट पर मीटर स्क्वायर (watt per meter square) के रेडिएटिव फोर्सिंग(radiative forcing) करने के लिए अग्रणी है, जो कि इस सदी के अंत में यहाँ है, हम तापमान में साढ़े चार डिग्री सेंटीग्रेड की वृद्धि तक पहुंच गए हैं। ये इस तरह के तापमान में वृद्धि है और इनमें से कई मानवजनित स्रोतों से संबंधित हैं। हमने पिछले व्याख्यान में देखा है कि मानवजनित कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) की सांद्रता को कम करने के लिए कई श्रेणियों, कई उपायों पर विचार किया जा रहा है। चूंकि कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) एकाग्रता के कई ऐमीशन बिजली उत्पादन से संबंधित हैं, इसलिए लोग यहां पवन ऊर्जा और सौर ऊर्जा को देख रहे हैं, और चूंकि मीथेन (methane), नाइट्रस ऑक्साइड (nitrous oxide) सहित जीएचजी (GHG) गैस ऐमीशन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा संबंधित है। परिवहन क्षेत्र, लोग इलेक्ट्रिक (electric) वाहनों और बायोफ्यूल (biofuel) को देख रहे हैं, और निश्चित रूप से, परमाणु ऊर्जा भी ग्लोबल वार्मिंग (global warming) के दृष्टिकोण से एक स्वच्छ बिजली उत्पादन है। और सभी औद्योगिक स्रोतों और फॉसिल फ्यूल (fossil fuel) के निरंतर उपयोग से, लोग जिओलॉजिकल सेक्वेस्ट्रेशन (geological sequestration) में कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) को एक प्राथमिक साधन के रूप में सेक्वेस्ट्रेशन (sequestration) में देख रहे हैं, जिससे इस स्थिर उत्सर्जक से उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) की एक महत्वपूर्ण मात्रा को सेक्वेस्टेड(sequestrated) होने से रोका जा सकता है। एक त्वरित तरीके से वातावरण, जो कि 20 वर्षों में है, यह तकनीक तैयार और कार्यान्वित की जा सकती है, इस तकनीक का कुछ रूप पहले से ही सभी पुनर्प्राप्ति प्रकार के पेट्रोकेमिकल (petrochemical) ऑपरेशनों (operations) में उपयोग किया जा रहा है। और पेट्रोकेमिकल (petrochemical) उद्योग में छोटे पैमाने पर इस कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) को कैप्चर एंड सेक्वेस्ट्रेशन (capture and sequestration) बनाने के लिए सबसे बुनियादी ढांचा पहले से ही है, और यह एक व्यावसायिक पैमाने पर 30, 40 वर्षों से चल रहा है। इस बात की संभावना है कि ऐसा कुछ लागू किया जा सकता है। ये सभी तरह के उपाय हैं, जिन पर वैश्विक स्तर पर चिंतन किया गया है। अब इस व्याख्यान में हम जो प्रश्न पूछना चाहते हैं, वह विकल्प क्या हैं जो हमें ग्लोबल वार्मिंग (global warming) का मुकाबला करने और भारत में अपने पर्यावरण को संरक्षित करने के लिए हैं। भारत के लिए क्या विकल्प हैं? क्या हमारे पास इलेक्ट्रिक वाहन, बायोफ्यूल (biofuel), सौर पीवी (solar PV), पवन ऊर्जा और परमाणु ऊर्जा और अन्य कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) कैप्चर मैकेनिज्म (capture mechanism) जैसे तंत्र हैं जो कि रेडिएशन (radiation) और उन सभी प्रकार की चीजों, विभिन्न भूमि उपयोग विकल्पों के रूप में हैं। तो, या उन सभी को आ रहा है। हमारे पास क्या विकल्प हैं, इस पर गौर करने से पहले हमें एक बार देख लेना चाहिए। आइए हम एक त्वरित नज़र डालें जहाँ हम वर्तमान में भारत और ऊर्जा उपयोग के संबंध में हैं। हमने पहले ही व्याख्यान में देखा, प्रति व्यक्ति ऊर्जा उपयोग विश्व औसत का एक तिहाई है। हमें ऊर्जा के उपयोग के मामले में काफी लंबा रास्ता तय करना है, और यह पिछले पांच, छह वर्षों में प्रति व्यक्ति ऊर्जा खपत में परिलक्षित होता है। आप देख सकते हैं कि २०११ और २०१२ के वित्तीय वर्ष में यह लगभग २०,००० मेगावाट है और २०१६-१७ में यह बढ़कर २२.३ मेगावाट हो गया है, इसलिए यह काफी स्थिर गति से और हमने पिछले व्याख्यान में भी अनुमानों को देखा था कि यह प्रवृत्ति जारी रहने की उम्मीद है क्योंकि आर्थिक समृद्धि दृढ़ता से ऊर्जा की खपत से जुड़ी हुई है। जब हम अपनी कुल स्थापित बिजली उत्पादन क्षमता को देखते हैं, तो हमारे पास ग्लोबल वार्मिंग (global warming) के दृष्टिकोण से और पर्यावरण के प्रभाव के दृष्टिकोण से काफी धूमिल होता है। निश्चित रूप से हमारे पास कुल 250 गीगावाट बिजली उत्पादन क्षमता है और 60% और गैस के लिए कोयले का उपयोग होता है, जो फॉसिल फ्यूल (fossil fuel) का प्रकार है जो कार्बन डाइऑक्साइड (carbon dioxide) 9% ऐमीशन करता है, और हाइड्रो (hydro) और पवन ये मुक्त होते हैं CO2 ऐमीशन से, वे मार्च 2015 तक लगभग एक चौथाई और सौर मार्च 2015 तक 1% हैं। हमारे पास बिजली उत्पादन के लिए नगण्य बायोमास (biomass) है, और हमारे पास फॉसिल फ्यूल (fossil fuel) पर बहुत अधिक निर्भरता है। और बिजली की खपत जो फिर से इस बात का सूचक है कि हमें और कितनी जरूरत है। हमारे पास लगभग 40% उद्योग है जो भारत में कई क्षेत्रों में बढ़ते हुए विनिर्माण कचरे को दर्शाता है, जिनमें से कई ऊर्जा की खपत करते हैं। हमारे पास घरेलू खपत 24% है, और कृषि 18% है, वाणिज्यिक 9% है। इन सभी चीजों के बढ़ने की उम्मीद है क्योंकि हम आर्थिक समृद्धि और प्राणी, सुख और अपनी युवा आबादी के लिए रोजगार के अवसरों को बढ़ा रहे हैं। हमारे पास लाखों, और लाखों युवा हैं और इन सभी को करियर (career) की तलाश करनी होगी, इसका मतलब है कि आपको उद्योग करने की आवश्यकता है, आपको व्यावसायिक गतिविधियों और सेवा क्षेत्रों की आवश्यकता है जो मुख्य नौकरी निर्माता हैं। और फिर हमें बहुत अधिक भोजन का उत्पादन करना होगा, इसलिए कृषि एक ऐसी चीज है जिसकी आवश्यकता है और फिर घरेलू उपयोग भी बढ़ेगा। इसलिए, इन सभी चीजों के लिए हमें इसके लिए बढ़ती हुई जरूरत है। और यह पिछले एक दशक में स्थापित बिजली उत्पादन क्षमता में भी परिलक्षित होता है, और आप देख सकते हैं कि थर्मल पावर (thermal power) उत्पादन में लगातार वृद्धि हुई है, इसलिए यह कोयला से पावर (power) उत्पादन लगातार बढ़ रही है। जबकि हाइड्रो (hydro) काफी स्थिर हो गया है, हमने ज्यादातर प्रमुख हाइड्रो (hydro)-संबंधित बिजली उत्पादन का उपयोग किया है। और आप यह भी देख सकते हैं कि अन्य रिन्यूएबल (renewable) स्रोत जो बहुत छोटे हैं, इसलिए सौर और पवन और बिजली उत्पादन में बायोमास (biomass) के योगदान के मामले में रिन्यूएबल (renewable) स्रोत भारत में बहुत कम हैं, और यह एक दुर्भाग्यपूर्ण बात है। क्षमता के मामले में स्थापित अन्य रिन्यूएबल (renewable) स्रोत बढ़ रहे हैं, और परमाणु वह चीज है जो बहुत छोटी है, यह नए पावर प्लांट्स (power plants) की स्थापना कमीशन (commission) के साथ कुछ हद तक बढ़ने की उम्मीद है। जब हम स्थापित ग्रिड इंटरएक्टिव (grid interactive) रिन्यूएबल (renewable) पावर (power) को देखते हैं, तो यह है कि राष्ट्रीय विद्युत ग्रिड (national electrical grid) से जुड़े पवन और सौर जैसे रिन्यूएबल (renewable) ऊर्जा स्रोत हैं ताकि वे बिजली उत्पादन में महत्वपूर्ण योगदान दे सकें। 2015 के बीच वृद्धि हुई है जो नीले रंग में है और 2016 जो कि लाल रंग में है, और आप देख सकते हैं कि बायोमास (biomass) पावर (power) में वृद्धि हुई है, ऊर्जा की बर्बादी नगण्य है, पवन ऊर्जा 26.8 मेगावाट से 1000 मेगावाट से 32000 मेगावाट तक बढ़ गई है। और छोटे हाइड्रो (hydro) में बहुत बदलाव नहीं हुआ है, सौर ऊर्जा 6.7 से बढ़कर 42 हो गई है, इसलिए सौर ऊर्जा वह है जो तेजी से बढ़ रही है। पवन ऊर्जा के संबंध में, हम एक ऐसे चरण में पहुंच गए हैं, जहां आसानी से उपलब्ध, और हमें अधिक मांग वाले प्रतिष्ठानों (wind installation), पवन निष्कर्षण , पवन उत्पादन और निष्कर्षण पक्षों और प्रौद्योगिकियों के लिए जाना है। और हम स्थापित ऊर्जा क्षमता, मेगावाट के संदर्भ में बिजली उत्पादन क्षमता, और मेगावाट बिजली या किलोवाट ऑवर (kilowatt hour)या बिजली की इकाइयों के संदर्भ में उत्पन्न विद्युत ऊर्जा के बीच अंतर करना चाहते हैं। और यहां 2016-17 के बीच हमारे पास उस स्रोत के बीच अंतर है, जहां से वितरण बिंदु पर ऊर्जा प्राप्त हुई है, जो कि उपभोक्ता स्थल पर है, और स्रोत बिंदु पर, ताकि जहां ईंधन या ऊर्जा उत्पादन तंत्र लगाया जाए जगह में, और यह ऊर्जा की इतनी खपत की है, और यह ट्रांसमिशन बिंदु (transmission point ) और जनरेशन (generation) के नुकसान और उस सब के कारण वितरण बिंदु पर इतनी कम ऊर्जा दी है। डिलीवरी (delivery) के समय हम देख सकते हैं कि 43% की महत्वपूर्ण मात्रा कोयले से आ रही है, प्राकृतिक गैस के लिए 7, 2016-17 में 7 का हिसाब है। तो, यह लगभग 50% है। और लिग्नाइट (lignite) कोयला का एक रूप है और एक और 2 के लिए जिम्मेदार है, और जैसा कि हम देखेंगे कि यह एक प्रमुख स्रोत है जो भारत में उपलब्ध है। परमाणु हाइड्रो (hydro) और अन्य रिन्यूएबल (renewable) स्रोतों से बिजली एक साथ 13% के लिए जिम्मेदार है, और कच्चे पेट्रोलियम (petroleum) जो अनिवार्य रूप से परिवहन अनुप्रयोगों और अन्य प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए 35% योगदान दे रहा है। और स्रोत पर हम देख सकते हैं कि कोयले का 64%, कच्चे तेल का 31%, प्राकृतिक गैस का 5.7%, परमाणु का केवल 1.2%, हाइड्रो (hydro) का केवल 1.3%, हवा का 0.3% उत्पन्न होता है, और जाहिर है कि सौर इससे बहुत कम है। इसलिए, भारत में वर्ष 2016-17 में पवन और सौर से उत्पन्न ऊर्जा की मात्रा बहुत कम थी, और आज भी यह शायद ही कुछ प्रतिशत है,यह स्थिति है। क्षमता के संदर्भ में, हम कितना अधिक निकाल सकते हैं, पवन ऊर्जा के लिए बहुत संभावनाएं, यह जमीनी स्तर से 100 मीटर की ऊंचाई पर है, पवन ऊर्जा समान रूप से वितरित नहीं है। यह तमिलनाडु के कुछ हिस्सों में - केरल सीमा, गुजरात तटीय क्षेत्रों के कुछ भागों में और जम्मू कश्मीर में अच्छी मात्रा और राजस्थान और गुजरात में काफी मात्रा में, आंध्र प्रदेश, कर्नाटक के कुछ हिस्से और मध्य प्रदेश, महाराष्ट्र जैसे कुछ हिस्से में उपलब्ध है। लेकिन भारत में अन्य क्षेत्र में पास बहुत अधिक पवन ऊर्जा नहीं है। पवन ऊर्जा, थर्मल पावर (thermal power) स्टेशनों की तुलना में कम मात्रा में उत्पन्न की जाती है। इस अर्थ में यह आसानी से परिवहनीय नहीं है, इसे आमतौर पर एक जगह से दूसरी जगह नहीं ले जाया जा सकता है। और अगर वह पवन ऊर्जा है, तो यह कुल संभावित रिन्यूएबल (renewable) स्रोत है, पवन ऊर्जा खातों में एक तिहाई क्षमता, तीसरी, लगभग बारह सौ गीगावाट की इंस्टाल (install) करने योग्य निकालने योग्य पावर (power)। यह 1200 गीगावाट वास्तविक शब्दों में कैसे तुलना करता है? वर्तमान में इस वर्ष हमारे पास स्थापित क्षमता 250 गीगावाट हैं, 250 से 300 तक यदि आप औद्योगिक उद्देश्यों के लिए अन्य सभी कैप्टिव (captive) बिजली उत्पादन को शामिल करते हैं। तो, यह 250 से 300 है, और स्थापित 1200 गीगावाट सौर या पवन ऊर्जा केवल फॉसिल फ्यूल (fossil fuel) पावर प्लांट् (power plant) के बराबर क्षमता के एक तिहाई के बराबर है। तो, इसका मतलब है कि हमारे पास सौर और पवन से बिजली पैदा करने की 400 गीगावाट बिजली है और हर चीज, हर दूसरे नवीकरणीय स्रोत शामिल हैं, दूसरों का योगदान बहुत कम है, यह एक संभावना है। और इन 400 गीगावाट की तुलना कैसे होती है? यह वर्तमान की तुलना में लगभग 50% अधिक है। यह बहुत कुछ दिखता है, लेकिन वास्तव में, हम जानते हैं कि हम अपने दैनिक उपयोग के लिए ऊर्जा, ऊर्जा की खपत के मामले में दुनिया के औसत का केवल एक तिहाई उपभोग कर रहे हैं। इसलिए, अगर हमें इसे विश्व औसत तक लाना है, तो हमें इसे 3 के कारक से बढ़ाना होगा। और अगर हम ऊर्जा की खपत के उस स्तर तक जाना चाहते हैं, तो जिस समय तक दुनिया का औसत भी बढ़ जाएगा, लेकिन हम देख सकते हैं कि रिन्यूएबल (renewable) स्रोतों द्वारा उस हिस्से का ही योगदान दिया जा सकता है। तो, इसका मतलब है कि हम अभी भी ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण राशि का अभाव कर रहे हैं जो हमारे ऊर्जा की खपत के स्तर को बढ़ाने के लिए आवश्यक है और इस प्रकार आर्थिक समृद्धि और विश्व स्तर पर पूरी आबादी में आरामदायक जीवन स्तर,यदि आप ऐसा करना चाहते हैं तो रिन्यूएबल (renewable) स्रोत केवल इसका एक हिस्सा योगदान कर सकते हैं, हम पूरी तरह से कार्बन न्यूट्रल (carbon neutral) नहीं जा सकते हैं, हमें फॉसिल फ्यूल (fossil fuel) पर निर्भर रहना होगा, और यह भारत में एक परिदृश्य है। तो, हमारे लिए फॉसिल फ्यूल (fossil fuel) के बारे में क्या? हम इस व्याख्यान के भाग B में एक बहुत ही कम समय में बात करेंगे। धन्यवाद