हाइड्रोजन ऊर्जा ध्यान क्यों आकर्षित करती है?

हाल के वर्षों में, विश्वभर के देश अभूतपूर्व गति से हाइड्रोजन ऊर्जा उद्योग के विकास को बढ़ावा दे रहे हैं। अंतर्राष्ट्रीय हाइड्रोजन ऊर्जा आयोग और मैकिन्से द्वारा संयुक्त रूप से जारी रिपोर्ट के अनुसार, 30 से अधिक देशों और क्षेत्रों ने हाइड्रोजन ऊर्जा विकास के लिए रोडमैप जारी किया है, और हाइड्रोजन ऊर्जा परियोजनाओं में वैश्विक निवेश 2030 तक 300 अरब अमेरिकी डॉलर तक पहुंच जाएगा।

हाइड्रोजन ऊर्जा, हाइड्रोजन द्वारा भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों की प्रक्रिया में उत्पन्न ऊर्जा है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को जलाकर ऊष्मा ऊर्जा उत्पन्न की जा सकती है, और ईंधन सेल द्वारा इसे विद्युत में भी परिवर्तित किया जा सकता है। हाइड्रोजन के न केवल कई स्रोत उपलब्ध हैं, बल्कि यह अच्छी ऊष्मा चालकता, स्वच्छ और विषैला होने के साथ-साथ प्रति इकाई द्रव्यमान उच्च ऊष्मा उत्पन्न करने जैसे लाभों से भी युक्त है। समान द्रव्यमान पर हाइड्रोजन की ऊष्मा क्षमता गैसोलीन की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक होती है। यह पेट्रोकेमिकल उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल और एयरोस्पेस रॉकेट के लिए ऊर्जा ईंधन है। जलवायु परिवर्तन से निपटने और कार्बन तटस्थता प्राप्त करने की बढ़ती मांग के साथ, हाइड्रोजन ऊर्जा से मानव ऊर्जा प्रणाली में महत्वपूर्ण परिवर्तन होने की उम्मीद है।

हाइड्रोजन ऊर्जा को न केवल इसके उत्सर्जन प्रक्रिया में शून्य कार्बन उत्सर्जन के कारण प्राथमिकता दी जाती है, बल्कि इसलिए भी कि हाइड्रोजन का उपयोग नवीकरणीय ऊर्जा की अस्थिरता और अनिश्चितता को दूर करने और इसके व्यापक विकास को बढ़ावा देने के लिए ऊर्जा भंडारण वाहक के रूप में किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जर्मन सरकार द्वारा प्रचारित "बिजली से गैस" तकनीक का उद्देश्य पवन ऊर्जा और सौर ऊर्जा जैसी स्वच्छ बिजली, जिसका समय पर उपयोग नहीं किया जा सकता है, को संग्रहित करने के लिए हाइड्रोजन का उत्पादन करना और आगे प्रभावी उपयोग के लिए हाइड्रोजन को लंबी दूरी तक परिवहन करना है। गैसीय अवस्था के अलावा, हाइड्रोजन तरल या ठोस हाइड्राइड के रूप में भी मौजूद हो सकता है, जिसके भंडारण और परिवहन के कई तरीके हैं। एक दुर्लभ "युग्मक" ऊर्जा के रूप में, हाइड्रोजन ऊर्जा न केवल बिजली और हाइड्रोजन के बीच लचीला रूपांतरण कर सकती है, बल्कि बिजली, गर्मी, ठंड और यहां तक ​​कि ठोस, गैस और तरल ईंधन के अंतर्संबंध को साकार करने के लिए एक "पुल" का निर्माण भी कर सकती है, जिससे अधिक स्वच्छ और कुशल ऊर्जा प्रणाली का निर्माण हो सके।

हाइड्रोजन ऊर्जा के विभिन्न रूपों के अनेक अनुप्रयोग परिदृश्य हैं। 2020 के अंत तक, हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों की वैश्विक हिस्सेदारी पिछले वर्ष की तुलना में 38% बढ़ जाएगी। हाइड्रोजन ऊर्जा का व्यापक अनुप्रयोग धीरे-धीरे ऑटोमोटिव क्षेत्र से परिवहन, निर्माण और उद्योग जैसे अन्य क्षेत्रों में भी फैल रहा है। रेल परिवहन और जहाजों में हाइड्रोजन ऊर्जा के उपयोग से लंबी दूरी और भारी भार वाले परिवहन की पारंपरिक तेल और गैस ईंधन पर निर्भरता कम हो सकती है। उदाहरण के लिए, पिछले वर्ष की शुरुआत में, टोयोटा ने समुद्री जहाजों के लिए हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रणालियों का पहला बैच विकसित और वितरित किया। वितरित उत्पादन में उपयोग किए जाने पर, हाइड्रोजन ऊर्जा आवासीय और वाणिज्यिक भवनों के लिए बिजली और ऊष्मा की आपूर्ति कर सकती है। हाइड्रोजन ऊर्जा पेट्रोकेमिकल, लोहा और इस्पात, धातु विज्ञान और अन्य रासायनिक उद्योगों के लिए कुशल कच्चे माल, अपचायक और उच्च गुणवत्ता वाले ऊष्मा स्रोत भी सीधे प्रदान कर सकती है, जिससे कार्बन उत्सर्जन में प्रभावी रूप से कमी आती है।

हालांकि, द्वितीयक ऊर्जा के रूप में हाइड्रोजन ऊर्जा आसानी से प्राप्त नहीं होती है। हाइड्रोजन मुख्य रूप से पृथ्वी पर पानी और जीवाश्म ईंधन में यौगिकों के रूप में मौजूद होती है। मौजूदा हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकियों में से अधिकांश जीवाश्म ऊर्जा पर निर्भर हैं और कार्बन उत्सर्जन से बच नहीं सकती हैं। वर्तमान में, नवीकरणीय ऊर्जा से हाइड्रोजन उत्पादन की तकनीक धीरे-धीरे परिपक्व हो रही है, और नवीकरणीय ऊर्जा विद्युत उत्पादन और जल विद्युत अपघटन से शून्य कार्बन उत्सर्जन वाली हाइड्रोजन का उत्पादन किया जा सकता है। वैज्ञानिक हाइड्रोजन उत्पादन के लिए नई तकनीकों की खोज भी कर रहे हैं, जैसे कि हाइड्रोजन उत्पादन के लिए जल का सौर प्रकाश अपघटन और हाइड्रोजन उत्पादन के लिए जैव द्रव्यमान। सिंघुआ विश्वविद्यालय के परमाणु ऊर्जा और नई ऊर्जा प्रौद्योगिकी संस्थान द्वारा विकसित परमाणु हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक का प्रदर्शन 10 वर्षों में शुरू होने की उम्मीद है। इसके अलावा, हाइड्रोजन उद्योग श्रृंखला में भंडारण, परिवहन, भराई, अनुप्रयोग और अन्य चरण भी शामिल हैं, जो तकनीकी चुनौतियों और लागत संबंधी बाधाओं का सामना कर रहे हैं। भंडारण और परिवहन को उदाहरण के तौर पर लें, तो हाइड्रोजन कम घनत्व वाली होती है और सामान्य तापमान और दबाव में आसानी से रिस सकती है। स्टील के साथ लंबे समय तक संपर्क में रहने से "हाइड्रोजन भंगुरता" हो सकती है और स्टील को नुकसान हो सकता है। भंडारण और परिवहन कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस की तुलना में कहीं अधिक कठिन हैं।

वर्तमान में, कई देशों में हाइड्रोजन पर नए शोध के सभी पहलुओं पर काम ज़ोरों से चल रहा है और तकनीकी कठिनाइयों को दूर करने के लिए प्रयास किए जा रहे हैं। हाइड्रोजन ऊर्जा उत्पादन, भंडारण और परिवहन अवसंरचना के पैमाने में निरंतर विस्तार के साथ, हाइड्रोजन ऊर्जा की लागत में भी भारी कमी आने की संभावना है। शोध से पता चलता है कि 2030 तक हाइड्रोजन ऊर्जा उद्योग श्रृंखला की कुल लागत आधी हो जाएगी। हमें उम्मीद है कि हाइड्रोजन आधारित समाज का विकास तेज़ी से होगा।