Green Hydrogen : हरित हायड्रोजन : इंधनसंकटातील संधी

डॉ. प्रमोद कुंभार

पूर्वार्ध

Fuel Production : अरबी समुद्रात अलीकडेच घोंघावलेल्या आणखी एका वादळाने जागतिक तापमानवाढीच्या चर्चांचा भोवरा वेगाने फिरविण्यास सुरुवात केली आहे. औद्योगिकीकरणपूर्व जगाच्या सरासरी तापमानापेक्षा जागतिक तापमानवाढ कमाल १.५ अंश सेल्सिअसपर्यंत रोखणे किती आवश्यक आहे, याचे अनुभव कोणी पावसाच्या बिघडलेल्या वेळापत्रकातून घेत आहे, तर कोणी सागरीस्तर उंचावण्यातून घेत आहे. त्याच्या उपाययोजनांवर जगाने एकमताने प्रयत्न सुरू केले असले, तरी २०२३ ते २०२७ पर्यंतची पाच वर्षे ही आपल्या इतिहासातील सर्वाधिक तापमानाची ठरतील, असा इशारा हवामानतज्ज्ञ देत आहेत. या पार्श्वभूमीवर, तापमानवाढ रोखण्यासाठीच्या उपायांवर आणखी भर देणे एवढेच सर्वांच्या हाती राहिले आहे. हरितगृह वायूंचा उत्सर्ग हा या हवामान बदलांना आणि खनिज इंधनांचा वापर हा या वायूंच्या ७५ टक्के उत्सर्गाला कारणीभूत आहे. त्यामुळे पर्यायी इंधनस्रोतांना अधिकाधिक महत्त्व आले आहे.

पाणी हे जीवन आहे, असे आपण प्रत्येक जण लहानपणापासून ऐकत असतो आणि हायड्रोजनच्या दोन अणूंचा ऑक्सिजनच्या एका अणूशी संयोग होऊन पाण्याचा रेणू तयार होतो, हे शाळेत विज्ञानामध्ये शिकतो. आता हाच हायड्रोजन ऑक्सिजनपासून वेगळा होऊन आपल्याला उपलब्ध झाला, तर संपूर्ण जगाला प्रदूषणमुक्त जीवनाची दिशा दाखवू शकेल, असा आशावाद व्यक्त केला जात आहे. खनिज इंधनाला पर्यायी इथेनॉलप्रमाणेच हरित हायड्रोजन निर्मितीसाठीही अनुदानरूपी प्रोत्साहन देण्याचा केंद्र सरकारचा निर्णय आणि महाराष्ट्र सरकारने मंजूर केलेले हरित हायड्रोजन धोरण या अलीकडील दोन महत्त्वाच्या घडामोडींच्या पार्श्‍वभूमीवर, या इंधनशक्यतेतील व्यवहार्यता समजून घ्यायला हवी.

हायड्रोजनचा ऊर्जेसाठी वापर हा काही अलीकडेच सुरू झालेला नाही. पेट्रोलियम शोधन प्रक्रियेत, उद्योगांमध्ये धातूंवरील प्रक्रिया किंवा अन्नप्रक्रियेसाठी किंवा अवकाश प्रक्षेपकांसाठी द्रवरूप इंधन म्हणून त्याचा सर्रास वापर केला जातो. करडा हायड्रोजन आणि निळा हायड्रोजन हे त्याचे दोन प्रकार म्हणता येतील. खनिज इंधनांपासून निष्कर्षण केलेला हायड्रोजन करडा म्हटला जातो. कोळसा आणि नैसर्गिक वायू हे त्याचे स्रोत असतात. निळा हायड्रोजन हा देखील याच स्वरूपाचा, फक्त कार्बन ग्रहण व साठवणूक प्रक्रियेची जोड असल्याने ‘दगडापेक्षा वीट मऊ’ या वर्गातील ठरतो. त्यातून हरित हायड्रोजन या पर्यायाचा पुरस्कार झपाट्याने केला जात आहे. भारताची एकूण इंधनाची गरज सातत्याने वाढत असताना आणि त्यातही स्वच्छ व परवडणारे इंधन ही आपल्या देशाची आणि संपूर्ण जगाचीही गरज होत असताना त्याला महत्त्व येणे स्वाभाविक ठरत आहे. २०३० पर्यंतच्या एका दशकात भारतातून होणाऱ्या कर्बोत्सर्गात ३३ ते ३५ टक्क्यांपर्यंत घट साधण्याचे जागतिक स्तरावर आपण मान्य केलेले उद्दिष्ट गाठणे आणि आपल्या देशाच्या अर्थव्यवस्थेवरील भार हलका करण्यासाठी ऊर्जास्वयंपूर्णता साधणे या दोन्ही उद्देशांनी हरित हायड्रोजनचा ऊर्जा म्हणून वापर हा आपल्यासाठी महत्त्वाचा ठरणार आहे. अक्षय स्रोत आणि किमान कर्बोत्सर्ग ही त्याची वैशिष्ट्ये आहेत. सौर, पवन आणि जैवभार या स्रोतांपासून त्याची निर्मिती करण्याचे पर्याय सिद्ध झाले आहेत.

देशाचे अर्थकारण आणि पर्यावरण या दोन्ही आघाड्यांवर फायदेशीर ठरणार असूनही हरित हायड्रोजनची निर्मिती व प्रसार होताना का दिसत नाही, असा प्रश्‍न येथे पडू शकतो. करड्या हायड्रोजनच्या तुलनेत अधिक उत्पादनखर्चात आणि त्यामुळे तुलनेने कमी परतावा देणारी ही गुंतवणूक ठरण्यात त्याचे कारण दडले आहे. या प्रक्रियेसाठी वापरल्या जाणाऱ्या इलेक्ट्रोलायझरची किंमत कमी झाली आणि उत्पादनाचे प्रमाण वाढले तर मात्र उत्पादनखर्च कमी होईल आणि हरित हायड्रोजनमधील गुंतवणूक आकर्षक ठरू लागेल. इलेक्ट्रोलायझरची आंतरराष्ट्रीय बाजारातील किंमत २०४०पर्यंत सध्याच्या निम्म्यावर येईल, असा अंदाज आंतरराष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा संस्थेने व्यक्तही केला आहे. हे एक सुचिन्ह ठरू शकेल.

हरित हायड्रोजनचे उत्पादन सौर, पवन आणि जैवभार या अक्षय स्रोतांपासून केले जाऊ शकते. जैवभाराची उपलब्धता ही भारतासाठी नेहमीच जमेची बाजू राहिली आहे. त्यामुळे हा मार्ग आपल्या देशात किफायतशीर ठरू शकतो. शेतातील जैवकचरा, वनकचरा, मळी, सांडपाणी, शहरी कचरा आदी जैवभार या इंधनासाठी वापरला जाऊ शकतो. त्यातून कर्बोत्सर्ग तर कमी होईलच, खेरीज नैसर्गिक वायूच्या रूपातील खनिज इंधनाच्या आयातीत आपण घट साधू शकू, जैवकचऱ्याच्या समस्येवर उपाय निघेल आणि ही उत्पादनप्रक्रिया देशांतर्गत होण्याने स्थानिक रोजगारनिर्मितीलाही चालना मिळेल.

भारत हा विकसनशील देश आहे आणि विकसित होण्याच्या वाटचालीत आपली ऊर्जेची गरजही वाढत जाणार आहे. आंतरराष्ट्रीय ऊर्जा संस्थेच्या अंदाजानुसार, २०४०पर्यंत संपूर्ण जगाची ऊर्जेची गरज २५ ते ३० टक्क्यांनी वाढणार आहे. भारत यासाठी मोठ्या प्रमाणात खनिज इंधन स्रोतांवर आणि त्यातही प्रचंड कर्बोत्सर्गाला कारणीभूत कोळशावर अवलंबून आहे. त्यामुळे हरित हायड्रोजनच्या पर्यायाकडे आशेने पाहिले जाणे स्वाभाविक आहे. हरित हायड्रोजनचा उत्पादनखर्च आताच कमी होऊ लागला आहे. कर्बोत्सर्गाएवढीच कर्बशोषण क्षमताही विकसित करून २०५०पर्यंत कर्बभाररहीत होण्याचे उद्दिष्ट जगाने ठेवले आहे. त्या वर्षीपर्यंत हायड्रोजनची मागणी आजच्या तुलनेत जवळपास ४०० टक्क्यांनी वाढलेली असेल, असा अंदाज निती आयोगाने २०२२मध्ये जारी केलेल्या याविषयीच्या अहवालात व्यक्त केला आहे. हरित हायड्रोजनच्या निर्मितीचा भारत केंद्रबिंदू व्हावा, असे उद्दिष्ट आपण २०२१पासूनच ठेवले आहे. हरित हायड्रोजनची भारतातील बाजारपेठ २०३०पर्यंत ८ अब्ज अमेरिकी डॉलरच्या घरात असेल आणि २०५०पर्यंत ती ४० पटींहून अधिक वाढून ३४० अब्ज डॉलरच्या घरात गेली असेल, असाही अंदाज आहे.

हरित हायड्रोजन हे उत्पादन किंवा प्रज्वलन यांपैकी कोणत्याही टप्प्यावर प्रदूषणकारी वायूंचा उत्सर्ग करत नाही. हे इंधन साठवणूक करून वापरणे शक्य आहे. ते वीज किंवा गॅस यांपैकी कोणत्याही रूपात परिवर्तित करून वापरता येणे शक्य आहे. त्यामुळे व्यापारी किंवा औद्योगिक कारणांसाठी आणि वाहतूक क्षेत्रासाठीही इंधन म्हणून त्याचा वापर करता येणार आहे. रंगहीन, गंधहीन, स्वादरहित आणि सर्वांत हलका ही हायड्रोजन इंधनाची वैशिष्ट्ये आहेत.

अशा या पर्यावरणस्नेही इंधनाच्या निर्मितीकडे साखर उद्योगही डोळे लावून बसला आहे. अतिरिक्त साखरेचा प्रश्‍न सातत्याने भेडसावणाऱ्या या उद्योगाला इथेनॉलबरोबरच हरित हायड्रोजनचा पर्याय अतिरिक्त उत्पन्नाची संधी देणार आहे. अशा सर्वांसाठीच केंद्र व राज्य सरकारे सकारात्मक धोरणांनी प्रतिसादही देत आहेत. तापमानवाढीचे संकट गहिरे तर होत आहेच, परंतु त्यावरील उत्तरांच्या वाटाही दृष्टिपथात येत आहेत. महत्त्वाचे म्हणजे या वाटांवर भारतासाठी इंधन स्वयंपूर्णता, परकीय चलन बचत आणि शेती व ग्रामीण अर्थव्यवस्थेला चालना देण्याच्या संधी दिसत आहेत, ही समाधानाची बाब म्हणता येईल.

(लेखक ‘प्राज’चे मुख्य तंत्रज्ञान अधिकारी आहेत.)