के हाइड्रोजन इन्धनले संसारको ऊर्जा समस्याको हल गर्न सक्छ ?
काठमाडौं,असार ११ । पृथ्वीमा बढ्दो जनसङ्ख्या र चुलिँदो विकासले ऊर्जाको अभाव झन् झन् बढाउँदै लगेको छ । परम्परागत रूपमा काठ र वनस्पतिजन्य स्रोतबाट ऊर्जाको आपूर्ति गरिरहेको मानव जातीले बिस्तारै यसका अनेक स्रोतहरू खोजिसकेको छ । पानीको बाफदेखि कोइला, खनिज तेल, प्राकृतिक ग्यास हुँदै हावा र सौर्य ऊर्जाको प्रयोग पनि अहिले संसारभर बढ्न थालेको छ । बितेको एक दशकमा विश्वभर जलवायु परिवर्तन र पृथ्वीको तापमानमा भएको बुद्धिलाई लिएर संसारभरका वैज्ञानिक र कतिपय नीति निर्माताहरुले ‘भविष्यको चिन्ता’ गर्न थाले ।
यही कारण विश्वभर नै हरित ऊर्जा अर्थात् नवीकरणीय स्रोतमा आधारित र कार्बन रहित ऊर्जाको माग संसारभर बढेको छ । गत सालसम्म विश्वव्यापी विद्युत् उत्पादनमा वायु ऊर्जा र सौर्य ऊर्जाले १२ प्रतिशत हिस्सा ओगटिसकेको छ । नेपालमा सबैभन्दा ठुलो बिजुलीको स्रोत मानिने जलविद्युत् संसारका लागि सबैभन्दा सानो स्रोतमध्येको एक हो । बरु स्वच्छ ऊर्जाको रूपमा अहिले संसारले सबैभन्दा धेरै आणविक भट्टीबाट बिजुली निकालिरहेको छ । आणविक ऊर्जासमेतलाई जोड्ने हो भने सन् २०२२ को अन्त्यसम्म विश्वभर विद्युत् उत्पादनमा स्वच्छ ऊर्जा स्रोतको हिस्सा ३९ प्रतिशत पुगेको छ ।
पछिल्ला वर्षमा नवीकरणीय एवम् स्वच्छ ऊर्जामा हुने लगानी पनि तीव्रता बढिरहेको छ । सन् २०२२ मा छिमेकी चीनले मात्रै १ खर्ब ८४ अर्ब अमेरिकी डलर स्वच्छ ऊर्जा उत्पादनमा लगानी बढाएको छ । युरोपेली सङ्घले १ खर्ब ५४ अर्ब, अमेरिकाले ९७ अर्ब, जापानले २८ अर्ब, भारतले १९ अर्ब, अफ्रिकाले १० अर्ब, ब्राजिलले ७ अर्ब र पश्चिम एसियाका खाडी मुलुकहरूले ५ अर्ब डलर थप लगानी गरेका छन् ।
पृथ्वीको उष्णिकरण र यसले निम्त्याएको जलवायु परिवर्तनले अनेकौँ पर्यावरणीय जोखिम बढेका छन् । यसै कारण पछिल्ला दशकमा विश्वव्यापी रूपमा कार्बन उत्सर्जनको कटौती गर्ने माग उठेका छन् । तर सन् २०१५ पछि पुरापुर पृथ्वीलाई नै हरित ऊर्जातर्फ अघि बढ्न दबाब बढेको छ । यही दबाबले विश्वभरका गाडी उत्पादकहरू अहिले विद्युतीय कारको निर्माणमा होमिएका छन् । खनिज इन्धनको प्रयोगबाट विद्युत् उत्पादन गर्दै आएका मुलुकहरूले स्वच्छ ऊर्जाको उपयोग बढाउने रणनीतिहरू अघि सारेका छन् । यसमा नयाँ कडी बनेको छ, हाइड्रोजन इन्धन ।
हाइड्रोजन इन्धनतर्फको यात्रा
हामी सबैले विद्यालयदेखि नै पढेको विषय हो, पानी केवल दुई ग्यासहरू मिलेर बनेको हुन्छ । अक्सिजनको एक भाग र हाइड्रोजनको दुई भाग मिलेर पानीको एक अणु बन्छ । संसारको सबैभन्दा धेरै सतह पानीले ढाकेको छ र त्यो पानीमा दुई तिहाइ हिस्सा हाइड्रोजन हुन्छ । हावामा पनि हाइड्रोजन हुन्छ । हाम्रा वरपरका रुख विरुवादेखि पेट्रोलियम र कोइलाजस्ता खनिज इन्धन स्रोतहरूमा पनि हाइड्रोजनको मात्रा पर्याप्त हुन्छ । त्यसैले सिङ्गै संसारमा सबैभन्दा धेरै पाइने पदार्थ नै हाइड्रोजन हो ।
संसारमा सर्वाधिक उपलब्ध प्राकृतिक स्रोत भएता पनि यसको अलग अस्तित्व छैन । यसलाई कि त हावाबाट, कि पानीबाट, कि वनस्पति एवम् बायोमासबाट र कि अन्य खनिज तत्त्वहरूबाट अलग्याउनु पर्ने हुन्छ । यही कारण अहिले पनि हाइड्रोजन ऊर्जाको उपयोग ज्यादै कम छ । तर अब यसमा नयाँ सम्भावनाहरूको खोजी हुन थालेको छ ।
पछिल्ला वर्षमा विश्वभर विद्युतीय गाडीको निर्माण अघि बढेपछि यसले दुई खाले समस्या निम्त्याएको छ । पहिलो त, विद्युतीय मोटरबाट ट्रक, रेल, पानी जहाज वा हवाई जहाजजस्ता ठुला ढुवानी साधनहरू चल्न सक्दैनन् । हल्का कारहरूमा मात्रै यो प्रविधि उपयोगी हुने देखिएपछि यसबारे धेरै ठुलो सम्भावना देखिँदैन । अर्को चाहिँ विद्युतीय गाडीमा प्रयोग हुने ब्याट्री हो । अहिले संसारभर नै यस्ता ब्याट्रीहरु चीनले निर्यात गर्छ । ब्याट्री उत्पादनमा सबैभन्दा राम्रो प्रविधि र क्षमता चीनसँग छ, जुन पश्चिमा देशहरू र उनका साझेदारहरूका लागि टाउको दुखाइ हो ।
त्यसमाथि ब्याट्री बनाउनका लागि लिथियम नामको एक धातुको आवश्यकता पर्छ । यो धातु अहिले अस्ट्रेलियाले सबैभन्दा धेरै उत्पादन गरिरहेको भए पनि संसारभरको लिथियम खानीहरूमा चिनियाँ लगानीकै बोलवाला छ । पछिल्लो समय चिलीमा लिथियमको ठुलो भण्डार भेटिएपछि त्यहाँ पनि चिनियाँहरू पुगेका छन् । नेपालमै पनि सगरमाथा क्षेत्रमा भारी मात्रामा लिथियम पाइएपछि त्यसको अन्वेषण गर्न चीनले केपी ओली सरकारका पालामा सगरमाथाको उचाइ नाप्ने निहुँ पारेर त्यस क्षेत्रको विस्तृत अनुसन्धान गरेको थियो ।
यसरी प्रविधि, क्षमता र खानी सबै कुरामा चीनको प्रभुत्व भएको विद्युतीय गाडीमा निर्भर हुने हो भने पश्चिमाहरूको सामरिक भविष्य नै दाउमा पर्ने जोखिम बढेको छ । यस्ता कारणले पनि मूलतः सवारीसाधनको इन्धनमा नयाँ विकल्प खोज्न पश्चिमा राष्ट्र र तिनका साझेदारहरू बढी जागरूक देखिएका छन् ।
नेपालमा कोभिडका कारण लकडाउन भइरहँदा अमेरिकामा टेस्ला नामको एउटा कम्पनीको सेयर मूल्य चम्किएको थियो । अहिले सामाजिक सञ्जाल ट्विटरको पुरापुर हिस्सा किनेर एकल मालिक बनेको एलन मस्कलाई त्यही टेस्लाको सेयरले संसारकै सबैभन्दा धनीको ‘हैसियत’मा पुर्याएको थियो । तर अब जापानी अटो निर्माता टोयोटाले हाइड्रोजन इन्धन कारमा आफ्नो प्रगति देखाइसकेको छ । उसले सुरुमा ‘मिराई’ ब्रान्डमा हाइड्रोजन कार बनाएको थियो भने अब ‘क्राउन’ ब्रान्डमा सेडान कार बनाउन थालेको छ ।
के हो हाइड्रोजन इन्धन ?
हाइड्रोजन इन्धन एक प्रकारले अचेल हामीले खाना पकाउन प्रयोग गर्ने ग्यास जस्तै गरी उपयोग गर्न सकिने ऊर्जा हो । यसबाट हामीले आगो बालेर खाना पकाउन सक्छौँ । ठुला भट्टी र उद्योगहरू चलाउन सक्छौँ । गाडीदेखि ट्रक, रेल, विशालकाय पानीजहाज, हवाईजहाज, सैन्य उपकरणहरू र ड्रोनहरू पनि चलाउन सक्छौँ ।
पेट्रोल वा कोइला जलाएर अहिले यस किसिमका काम गर्ने गरिन्छ । तर यस्ता खनिज इन्धन जलाउँदा हानिकारक कार्बन ग्यास निस्कन्छ र पर्यावरणलाई नोक्सान पु¥याउँछ । तर हाइड्रोजनलाई जलाउँदा अक्सिजनसँग मिलेर पानी बन्छ । जसरी पेट्रोल गाडीले धुवाँ फाल्छ, त्यसरी नै हाइड्रोजन गाडीले पानी फाल्छ । यस अर्थमा हाइड्रोजन गाडीलाई पानीबाट चल्ने गाडी भन्दा पनि हुन्छ । र यो एक प्रकारले नवीकरणीय एवम् स्वच्छ ऊर्जा स्रोत पनि हो ।
हाइड्रोजनलाई दहन इन्जिनमा राखेर जलाउन पनि सकिन्छ र यसलाई ब्याट्रीमा भरेर उपयोग गर्न पनि सकिन्छ । हाइड्रोजन बनाउने तरिका पनि अनेकौँ छन् । यसलाई पानीबाट पनि बनाउन सकिन्छ र पेट्रोलियम तथा प्राकृतिक ग्यासजस्ता हाइड्रो कार्बन पदार्थबाट पनि निकाल्न सकिन्छ । हाइड्रो कार्बनबाट हाइड्रोजन बनाउने तरिकालाई ‘स्टिम मिथेन रिफर्मिङ’ भनिन्छ । अहिले संसारभर यही विधिबाट हाइड्रोजन उत्पादन भइरहेको छ । अहिले विश्वमा हर–साल १२ करोड टन हाइड्रोजन यसै प्रक्रियाबाट बनिरहेको छ ।
तर यसबाट कार्बन ग्यास पनि उत्सर्जन भइरहेको हुन्छ । त्यसै कारण हाइड्रोजन बनाउने सबैभन्दा राम्रो तरिका हो, यसलाई पानीबाट निकाल्ने । पानीबाट हाइड्रोजन र अक्सिजन छुट्याउने प्रक्रियालाई ‘इलेकट्रोनिक्स’ भनिन्छ । यस प्रक्रियामा हाइड्रोजनलाई भाँडामा भरेर अक्सिजनलाई हावामा फालिन्छ ।
हाइड्रोजन निकाल्ने यही प्रक्रियालाई हेरेर खैरो, नीलो र हरियो गरी मूल रूपमा तीन किसिमका हाइड्रोजनको वर्गीकरण गरिएको छ । अहिले उत्पादन भइरहेको हाइड्रोजन ‘खैरो’ अर्थात् ‘ग्रे’ हाइड्रोजन हो । यो भनेको पेट्रोलियम वा प्राकृतिक ग्यासलाई टुक्राएर हाइड्रोजन निकाल्ने र त्यसबाट अलग्गिएको कार्बन ग्यासलाई सिधै हावामा छाडिदिने प्रक्रिया हो । पछिल्लो समय यसरी उत्पादित कार्बन ग्यासलाई हावामा नछोडी अर्कोतिर भण्डार गरेर अन्य काममा उपयोग गर्ने कोसिस भइरहेको छ, त्यसलाई नीलो हाइड्रोजन भनिएको हो । यी दुवै प्रक्रियामा खनिज इन्धन वा मिथेनजस्ता ग्यासको आणविक विखण्डन गर्ने गरिन्छ ।
पानीलाई टुक्राएर हाइड्रोजन बनाउने हो भने त्यसलाई ‘ग्रिन हाइड्रोजन’ अर्थात् हरियो रङ्गको संज्ञा दिइन्छ । यसमा कतिपय पश्चिमा विद्वानहरू पुरै सहारा मरुभूमिमा सौर्य प्यानल विच्छ्याएर त्यसबाट उत्पादित बिजुलीले पानीबाट हाइड्रोजन बनाउने र संसारभर आपूर्ति गर्ने तर्क पनि अघि सारेका छन् । तर त्यो त्यति सम्भव छैन । किन की, हाइड्रोजनलाई पेट्रोलियम इन्धन जसरी विशाल कन्टेनरमा भरेर पृथ्वीको एक कुनाबाट अर्को कुनामा पुर्याउन खोज्ने हो भने त्यो अहिलेको उपलब्ध प्रविधिबाट सम्भव छैन । अर्कातिर डिजेलबाट चल्ने विशाल जहाजमार्फत हाइड्रोजन ढुवानी गर्ने हो भने यसले कार्बन उत्सर्जन कम गर्ने लक्ष्य तुहाइदिने छ ।
यही कारण जहाँ यसको उपयोग हुने हो, त्यहीँ बनाउनु आवश्यक छ । तर के घरको एक कुनामा डिजेल जेनरेटर राखेर चलाएजस्तै गरी इलेक्ट्रो लाइजर राखेर पानीबाट हाइड्रोजन बनाउन सकिन्छ त ? सैद्धान्तिक रूपमा यो असम्भव छैन । तर यति सानो सानो आकारमा उत्पादन गर्दा यसको लागत बढी पर्न जान्छ । मूल्य घटाउन र यसको दिगो उपयोगिता सुनिश्चित गर्नका लागि ठुलो परिमाणमा एकै ठाउँमा उत्पादन गर्न आवश्यक हुन्छ । तर तत्कालका लागि यस्तो भरपर्दो प्रविधि विकास भइसकेको छैन ।
हाइड्रोजन ऊर्जाको उपयोग सुरु भएको इतिहास निकै लामो छ । तर यसलाई आम इन्धनको रूपमा प्रयोगमा ल्याउने बहस भर्खरै मात्र सुरु भएको हो । यसले नवित प्रविधिको विकासका लागि फड्को मार्न सक्ने प्रशस्त सम्भावनालाई भने खुला नै राखेको छ । त्यसो त, जलवायु परिवर्तनको वर्तमान समस्या सुल्झाउन पनि यो नयाँ ऊर्जा निकै उपयोगी साबित हुने छ । नेपालजस्ता विकट भौगोलिक अवस्थिति भएको भूभागमा त विद्युतीय गाडी भरपर्दो साधन नहुन सक्छ । तर हाइड्रोजन गाडी भने जुनसुकै भौगोलिक स्थानमा पनि सहज सञ्चालन गर्न सकिने भएकाले यो बढी उपयोगी हुने देखिन्छ ।