बिजली
हाइड्रोजन
क्या हाइड्रोजन सच में दुनिया को ऊर्जा दे सकता है?
हाइड्रोजन ब्रह्मांड का सबसे प्रचुर तत्व है और दुनिया बदलने की क्षमता रखता है। लेकिन इसे हासिल करना हैरानी की हद तक मुश्किल है। हरित हाइड्रोजन नवीकरणीय ऊर्जा से चलने वाले इलेक्ट्रोलिसिस से बनाया जा सकता है। यह स्वच्छ ऊर्जा जमा कर सकता है और ट्रकों, जहाजों और विमानों को चला सकता है, साथ ही इस्पात बनाने जैसे अहम उद्योगों का कार्बन उत्सर्जन घटाने में मदद कर सकता है। लेकिन हाइड्रोजन और इसके बड़े पैमाने पर इस्तेमाल के बीच दक्षता और ढांचे की बड़ी चुनौतियां हैं।
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2.6कुल मिलाकर
इस समाधान की रेटिंग कैसी है
- प्रभाव4 / 5इस्पात, उर्वरक और जहाजरानी से उत्सर्जन घटा सकता है, और लंबे समय तक स्वच्छ ऊर्जा जमा कर सकता है।
- गति2 / 5उत्पादन, पाइपलाइन और भंडारण का ढांचा पहले बनाना होगा।
- लागत2 / 5हरित हाइड्रोजन की कीमत अभी भी जीवाश्म हाइड्रोजन से कई गुना ज़्यादा है।
- परिपक्वता2 / 5इलेक्ट्रोलाइज़र आज़माए जा चुके हैं, लेकिन हरित हाइड्रोजन अभी भी बहुत छोटे पैमाने पर है।
- प्रकृति3 / 5इस्तेमाल में साफ, लेकिन इसे बनाने में बहुत बिजली और पानी चाहिए।
प्रश्नोत्तरी
10 में से प्रश्न 1
तारों में परमाणुओं का कितना प्रतिशत हाइड्रोजन होता है?
स्कोर 0 / 10
प्रतिलिपि
हाइड्रोजन खेल बदल सकता है। इसमें हरित ऊर्जा देने और जमा करने की ताकत है, जो दुनिया को बदल सकती है। इसका इस्तेमाल ट्रकों, जहाजों, विमानों और यहां तक कि शहरों को चलाने में हो सकता है। लेकिन हाइड्रोजन क्रांति को सच बनाने के लिए इंसानों को कई तकनीकी और आर्थिक चुनौतियों से पार पाना होगा। तो चलिए, परमाणु स्तर की यात्रा के लिए तैयार हो जाइए और देखते हैं कि क्या हाइड्रोजन में दुनिया बदलने की काबिलियत है!
अगर आप ब्रह्मांड की किताब खोलें, तो सबसे पहले अध्याय में हाइड्रोजन मिलेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह ब्रह्मांड के बुनियादी घटकों में से एक है। तारों के 90% परमाणु हाइड्रोजन के होते हैं [1-4] और पृथ्वी पर, हाइड्रोजन पानी, पौधों और सभी जीवित चीजों के DNA के मुख्य घटकों में से एक है [4-7]।
यह बेहद ऊर्जावान ईंधन भी है, इसलिए NASA अंतरिक्ष खोज के लिए रॉकेट चलाने में इसका इस्तेमाल करता है [8,9,10]। साफ है, हाइड्रोजन इंसानों को पहले ही नई ऊंचाइयों तक ले जा रहा है। और सबसे अच्छी बात, इससे कोई CO2 नहीं निकलता!
तो फिर यह दुनिया भर में सबसे पसंदीदा ऊर्जा विकल्प क्यों नहीं है? खैर, बात इतनी आसान नहीं है।
हाइड्रोजन को पृथ्वी से इसके शुद्ध रूप में निकालना मुश्किल है, भले ही इसके प्राकृतिक भंडार मौजूद हैं [11-17]। यह आमतौर पर दूसरे तत्वों के साथ मिलकर यौगिक बनाता है। मिसाल के लिए, ऑक्सीजन के साथ मिलकर यह पानी या H2O बनाता है। यह कार्बन के साथ मिलकर जीवाश्म गैस भी बना सकता है, जिसे मीथेन या CH4 भी कहते हैं।
इसलिए शुद्ध हाइड्रोजन पाने के लिए इसे उन तत्वों से अलग करना पड़ता है जिनके साथ यह जुड़ा है। पानी से हाइड्रोजन निकालने पर ऑक्सीजन निकलती है। जीवाश्म गैस से अलग करने पर कार्बन निकलता है। इसलिए हाइड्रोजन को ईंधन की तरह इस्तेमाल करना ग्रह के लिए अच्छा है या बुरा, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वह हाइड्रोजन कैसे बनाई गई है।
फिलहाल, हाइड्रोजन ईंधन बनाने के तीन मुख्य तरीके हैं, जिन्हें ग्रे, ब्लू और हरित कहा जाता है: [18-21]
आज ज्यादातर हाइड्रोजन जीवाश्म ईंधनों से बनती है [22-28] और सबसे आम प्रकार ग्रे हाइड्रोजन है, जो जीवाश्म गैस से बनती है। लेकिन चाहे गैस, कोयला या तेल इस्तेमाल करें, जीवाश्म ईंधनों से हाइड्रोजन बनाने पर बहुत सारा CO2 वायुमंडल में जाता है [19,26,27,28]। दुख की बात है कि ये तरीके कुल हाइड्रोजन उत्पादन के 99% से ज्यादा हिस्से के लिए जिम्मेदार हैं [23,24,28]। आह!
असल में, सिर्फ ग्रे हाइड्रोजन के उत्पादन से ही United Kingdom और Australia को मिलाकर जितना CO2 निकलता है, उससे ज्यादा निकलता है [28,29]!
हाल के वर्षों में, कार्बन कैप्चर और भंडारण नाम की तकनीक में प्रगति से बिजलीघर अपना CO2 उत्सर्जन पकड़कर उसे भूमिगत जमा कर पा रहे हैं [30,31,32]। जब इसे हाइड्रोजन उत्पादन के साथ जोड़ा जाता है, तो नतीजे को ब्लू हाइड्रोजन कहा जाता है [33,34]।
लेकिन यह तरीका CO2 उत्सर्जन घटाता जरूर है, फिर भी फिलहाल इसमें मीथेन (CH4) के रिसाव का खतरा रहता है [34-37] जो 20 साल की अवधि में वायुमंडल के लिए 80 गुना से भी ज्यादा नुकसानदेह हो सकती है [38,39,40]। एक अध्ययन में तो यह भी पाया गया कि अगर इसे गलत तरीके से किया जाए, तो बढ़ा हुआ CH4 उत्सर्जन इतना ज्यादा हो सकता है कि शुरू से ही जीवाश्म ईंधन जलाना बेहतर होता [35]।
वैज्ञानिक जिस चीज की सच में तलाश कर रहे हैं, स्वच्छ ऊर्जा का El Dorado, उसे हरित हाइड्रोजन कहते हैं। इसे इलेक्ट्रोलिसिस नाम की रासायनिक प्रक्रिया से पानी से बनाया जाता है: [41-45]
पानी की एक बड़ी टंकी की कल्पना कीजिए, या H2O। हाइड्रोजन पाने के लिए, पहले आपको ऑक्सीजन के साथ इसके बंधन तोड़ने होंगे। ऐसा करने के लिए, पानी के अणुओं के बंधन तोड़ने में आप बिजली का इस्तेमाल करें, जिससे कीमती हाइड्रोजन गैस बनती है। आसान!
यह सब सौर और पवन जैसी नवीकरणीय ऊर्जा से लगभग शून्य उत्सर्जन के साथ चलाया जा सकता है [41-45]।
इस हरित हाइड्रोजन में दुनिया को नया रूप देने की क्षमता है [21,28,43,44,45]। पेट्रोकेमिकल उत्पादन और इस्पात निर्माण जैसे उद्योग [44-47], जो वैश्विक उत्सर्जन में करीब 3.6% और 7.2% का हिस्सा हैं [48], जीवाश्म ईंधनों की जगह हरित हाइड्रोजन इस्तेमाल करके साफ किए जाने लगे हैं। कुछ देश उर्वरकों में इस्तेमाल होने वाले यौगिक अमोनिया के उत्पादन को कार्बन-मुक्त करने के लिए इसमें निवेश कर रहे हैं, जिससे वैश्विक उत्सर्जन में 1-2% की और कटौती हो सकती है [44-46,49-53]।
विशेषज्ञ परिवहन व्यवस्था में भी इसके इस्तेमाल की जांच कर रहे हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों की क्षमता के कारण कारों की प्राथमिकता कम है, लेकिन लंबी दूरी के ट्रक, अंतरराष्ट्रीय जहाजरानी और लंबी दूरी के विमान ज्यादा प्राथमिकता रखते हैं। क्योंकि वे बिजली के लिए भारी बैटरियां नहीं इस्तेमाल कर सकते, हरित हाइड्रोजन एक आदर्श विकल्प है [21,28,44,45,54]।
सिद्धांत रूप में (और जब तक इसे टिकाऊ तरीके से बनाया जाए), हाइड्रोजन ईंधन के इस्तेमाल से होने वाला एकमात्र सीधा उत्सर्जन पानी है। दरअसल, यह पानी NASA के अंतरिक्ष शटल में भी इस्तेमाल होता है, जहां अंतरिक्षयात्री इसे सच में पीते हैं! [55,56]
तो पेंच क्या है?
खैर, अगर आप हाइड्रोजन को बस जला दें, तो इससे हवा में मौजूद नाइट्रोजन भी प्रतिक्रिया कर सकती है और नाइट्रोजन ऑक्साइड बना सकती है, जो नुकसानदेह वायु प्रदूषक हैं [57-61]।
यह अब भी जीवाश्म ईंधन जलाने से ज्यादा साफ है, लेकिन सबसे साफ विकल्प है इसे बिल्कुल न जलाना और हाइड्रोजन ईंधन सेल इस्तेमाल करना, जो हाइड्रोजन की रासायनिक ऊर्जा को सीधे बिजली में बदल देता है [62-65]। यह न सिर्फ ज्यादा कुशल है, बल्कि इससे नाइट्रोजन ऑक्साइड का उत्सर्जन शून्य होता है और जाहिर है CO2 भी शून्य! [57-59,63-65]
सुनने में अच्छा लगता है, है ना? तो आज बनने वाली हाइड्रोजन में से 1% से भी कम हरित क्यों है? [23,24,28] हर कोई इस पर्यावरण-अनुकूल विकल्प को क्यों नहीं अपना रहा?
फिलहाल, हाइड्रोजन महंगी है और इसे बनाने के लिए बहुत बिजली चाहिए [66-69]। अगर आप अपने फोन को नवीकरणीय ऊर्जा से सीधे चार्ज करने की बजाय हरित हाइड्रोजन से चलाना चाहें, तो पहले आपको नवीकरणीय स्रोतों की बिजली को हाइड्रोजन में बदलना होगा और फिर ईंधन सेल से उसे वापस बिजली में बदलना होगा। ऐसा करने पर उस ऊर्जा का 70% तक हिस्सा खो सकता है, जो आपको शुरू में ही सोलर पैनलों से फोन सीधे चार्ज करने पर मिलती! [70,71,72]
लगता है ग्रीन हाइड्रोजन आपके पैसे का बहुत ज्यादा फायदा नहीं देती। तो लोगों को अपने घरों और शहरों को चलाने के लिए इसका इस्तेमाल क्यों करना चाहिए?
जवाब हाइड्रोजन की सबसे ताकतवर खूबियों में से एक में है… भविष्य के इस्तेमाल के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा जमा करने की इसकी क्षमता।
क्योंकि पवन टर्बाइनों को हवा चाहिए और सोलर पैनलों को धूप, इसलिए अंधेरे और बिना हवा वाले दिनों में बिजली चलती रखने के लिए अक्सर गैस और कोयले को आगे आना पड़ता है। लेकिन इससे भी हरित विचार यह है:
आप एक लचीले स्मार्ट ग्रिड के जरिए घरों को नवीकरणीय ऊर्जा दें, और ऊर्जा का अतिरिक्त उत्पादन करने के लिए पर्याप्त पवन और सौर फार्म बनाएं। फिर अतिरिक्त बिजली को हरित हाइड्रोजन संयंत्रों तक भेजा जा सकता है, जहां उससे हाइड्रोजन बनाई जाती है। इस हाइड्रोजन को फिर जमा किया जा सकता है और जब सौर व पवन ऊर्जा मांग पूरी न कर पाएं, तब बिजली बनाने में इस्तेमाल किया जा सकता है [73-76]।
और अगर यह काफी नहीं था, तो हाइड्रोजन को पुरानी खदानों, नमक की गुफाओं या खत्म हो चुके तेल और गैस भंडारों में लंबे समय तक भारी मात्रा में भूमिगत जमा किया जा सकता है [77-80]। इसका मतलब है कि इसे साल भर इस्तेमाल किया जा सकता है, ठंडे सर्दियों के महीनों में भी।
इसे अंतर-मौसमी भंडारण कहा जाता है और कई देश इसमें पहले ही निवेश कर रहे हैं [23,81,82,83]। एक दिन, यह जीवाश्म ईंधनों पर निर्भरता खत्म करने में भी मदद कर सकता है। इससे भी बेहतर, हाइड्रोजन की ये विशाल आपूर्तियां देशों को ऊर्जा के मामले में ज्यादा स्वतंत्र बनाती हैं, जिससे वे ऊर्जा आयात पर कम निर्भर होते हैं और लाइटें जलाए रखने के लिए दूसरे देशों पर निर्भर नहीं रहना पड़ता [84,85,86]।
लेकिन क्या बैटरियां भी वही काम नहीं कर सकतीं?
पूरी तरह नहीं। किसी शहर के लिए हफ्तों या महीनों की आरक्षित ऊर्जा जमा करने जितनी बैटरियां चाहिए होंगी, वे बहुत, बहुत ज्यादा महंगी होंगी [87-90]। दूसरी ओर, हाइड्रोजन को बड़े पैमाने पर जमा करना बहुत सस्ता हो सकता है और यह ऊर्जा भंडारण की इस समस्या को हल कर सकती है [91,92]।
तो क्या हाइड्रोजन ग्रह को कार्बन-मुक्त करने में भूमिका निभा सकती है? खैर, सिर्फ तभी जब वह नवीकरणीय ऊर्जा से बनी हरित हाइड्रोजन हो [93], और सिर्फ तभी जब उसकी लागत व्यावहारिक हो [66-69]। ऐसा करने के लिए बुनियादी ढांचे का विस्तार और सुधार करना होगा, और बड़े पैमाने पर नवीकरणीय ऊर्जा का इस्तेमाल शुरू करना होगा।
लेकिन अच्छी खबर है! पवन और सौर ऊर्जा अब जीवाश्म ईंधनों से सस्ती हैं [27,94-97]। और इलेक्ट्रोलाइज़र में हाल की तकनीकी प्रगति की बदौलत, हरित हाइड्रोजन उत्पादन की कीमत भी तेजी से घट रही है [98-102]।
तो अगर इंसान इस उभरती तकनीक का साथ दें, तो हरित हाइड्रोजन उन चमकते सितारों में से एक हो सकती है, जिनका हमें इंतजार था।
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20 लिंक
ये संसाधन Earth 2050 से संबद्ध नहीं हैं। यहाँ दिए गए सभी लिंक अंग्रेज़ी में हैं।
सारांश और उत्पादन
हाइड्रोजन: भविष्य का ईंधन?The Economist
हाइड्रोजन के बारे में सच्चाईDW Planet A
हरित हाइड्रोजन जीवाश्म ईंधन के दौर को कैसे खत्म कर सकता हैTED
क्या हाइड्रोजन दुनिया को नेट ज़ीरो तक पहुँचने में मदद कर सकता है?Financial Times
हरित हाइड्रोजन क्या है और क्या यह भविष्य को ऊर्जा देगा?CNBC
हाइड्रोजन की गंदी समस्या का सच - हरित हाइड्रोजन समझाया गयाUndecided with Matt Ferrell
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नीला हाइड्रोजन. इतिहास का सबसे बड़ा जीवाश्म ईंधन घोटाला?Just Have A Think
उद्योग में हाइड्रोजन
हाइड्रोजन चालित परिवहन
ऊर्जा भंडारण
सफेद हाइड्रोजन (प्राकृतिक भंडार)
अधिक जानकारी
28 लिंक
ये संसाधन Earth 2050 से संबद्ध नहीं हैं। यहाँ दिए गए सभी लिंक अंग्रेज़ी में हैं।
सारांश और उत्पादन
- हाइड्रोजन क्या है? - National Grid
- हाइड्रोजन का रंग स्पेक्ट्रम - National Grid
- हाइड्रोजन ईंधन की मूल बातें - US Department of Energy
- हाइड्रोजन उत्पादन - US Energy Information Administration (EIA)
- हाइड्रोजन का उपयोग - US Energy Information Administration (EIA)
- ग्रे, नीला, हरित - हाइड्रोजन के कई रंग समझिए - World Economic Forum
- हाइड्रोजन - MIT Climate Portal
हरित हाइड्रोजन
- हाइड्रोजन उत्पादन: इलेक्ट्रोलिसिस - US Department of Energy
- हरित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए इलेक्ट्रोलिसिस - Linde
- हरित हाइड्रोजन - Stegra
- हरित हाइड्रोजन कितना स्वच्छ है? - MIT Climate Portal
उद्योग में हाइड्रोजन — हरित अमोनिया
उद्योग में हाइड्रोजन — हरित स्टील
हाइड्रोजन ईंधन दहन बनाम ईंधन सेल
- हाइड्रोजन आंतरिक दहन इंजन और हाइड्रोजन ईंधन सेल - Cummins Inc.
- ईंधन सेल - US Department of Energy (see also Fuel Cells Fact Sheet)
हाइड्रोजन-संचालित परिवहन
- परिवहन में हाइड्रोजन - US Environmental Protection Agency (EPA)
हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण
हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण — बुनियादी ढांचा और प्रभाव
गहन अंतर्दृष्टि और रिपोर्ट
सफेद हाइड्रोजन (प्राकृतिक जमा)
- प्राकृतिक हाइड्रोजन: कार्बन उत्सर्जन घटाने का अनछुआ समाधान? - Oxford University
संदर्भ
111 लिंक
यहाँ दिए गए सभी लिंक अंग्रेज़ी में हैं।
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- [22] हाइड्रोजन संसाधन | US Department of Energy
- [23] वैश्विक हाइड्रोजन समीक्षा 2024 | IEA
- [24] हाइड्रोजन | IRENA
- [25] क्या नीला हाइड्रोजन हमें हमेशा के लिए जीवाश्म ईंधनों से बाँध देगा?: One Earth (में: क्या हाइड्रोजन से घर गर्म करना बस खयाली पुलाव है? साक्ष्यों की समीक्षा | Joule)
- [26] उनकी उत्सर्जन तीव्रता पर आधारित हाइड्रोजन परिभाषाओं की ओर - विश्लेषण | IEA
- [27] वैश्विक हाइड्रोजन बाज़ार में विकास: हाइड्रोजन रंगों का दायरा | Fuel Cells Bulletin
- [28] हाइड्रोजन का भविष्य | IEA
- [29] दुनिया के सभी देशों का GHG उत्सर्जन | EDGAR - The Emissions Database for Global Atmospheric Research
- [30] कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण - ऊर्जा प्रणाली | IEA
- [31] कार्बन कैप्चर और भंडारण के 20 साल - विश्लेषण | IEA
- [32] कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर और भंडारण | IPCC
- [33] नीला हाइड्रोजन | Global CCS Institute
- [34] डीकार्बोनाइज़ेशन के दौर में नीला हाइड्रोजन हरित ऊर्जा का स्रोत बन सकता है | International Journal of Hydrogen Energy
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- [37] नीला हाइड्रोजन: न स्वच्छ, न कम कार्बन, न समाधान | IEEFA (देखें संदर्भ नोट्स*)
- [38] अध्याय 7: पृथ्वी का ऊर्जा बजट, जलवायु फीडबैक और जलवायु संवेदनशीलता | IPCC
- [39] मीथेन और जलवायु परिवर्तन - Methane Tracker 2021 - विश्लेषण | IEA
- [40] मीथेन उत्सर्जन | ऊर्जा, जलवायु परिवर्तन, पर्यावरण | European Commission
- [41] हरित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए जल इलेक्ट्रोलिसिस तकनीकों का एक संक्षिप्त परिचय | Energy Reports
- [42] सौर और पवन आधारित हरित हाइड्रोजन उत्पादन प्रणालियों का एक संक्षिप्त परिचय: रुझान और मानकीकरण | International Journal of Hydrogen Energy
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- [46] रासायनिक उद्योग के लिए हाइड्रोजन की क्षमता | Deloitte
- [47] उच्च गुणवत्ता वाली नवीकरणीय ऊर्जा और लौह अयस्क भंडारों के आसपास वैश्विक हरित हाइड्रोजन आधारित इस्पात के अवसर | Nature Communications
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- [59] क्या हाइड्रोजन के इस्तेमाल से नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसे वायु प्रदूषक निकलते हैं? | US Department of Energy
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- [61] हाइड्रोजन-मीथेन ईंधन मिश्रणों से NOx उत्सर्जन | GT Strategic Energy Institute
- [62] हाइड्रोजन ईंधन सेल के फायदे और नुकसान क्या हैं? | TWI (यह भी देखें हाइड्रोजन ईंधन सेल क्या है और यह कैसे काम करता है? | TWI)
- [63] फ्यूल सेल तथ्य पत्रक | US Department of Energy (ईंधन सेल | US Department of Energy)
- [64] हाइड्रोजन और ईंधन सेल: ईंधन सेल के पीछे का विज्ञान | SEPUP
- [65] हाइड्रोजन ईंधन सेल बनाम हाइड्रोजन दहन वाहन: फर्क क्या है? | sopp + sopp
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- [67] हरित हाइड्रोजन: अरबों डॉलर की ऊर्जा फिजूलखर्ची | Manhattan Institute
- [68] हरित हाइड्रोजन की लागत: मुकाबले लायक बनने के लिए क्या होना चाहिए | ET EnergyWorld
- [69] बड़ी कामयाबी की राह: हरित हाइड्रोजन नीतियां और तकनीकी लागत | IRENA
- [70] हरित हाइड्रोजन | EECA
- [71] हरित हाइड्रोजन के आसमान छूते प्रचार के पीछे की सच्चाई | Greentech Media (संग्रहीत)
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- [80] हाइड्रोजन भंडारण | Statera Energy (देखें संदर्भ नोट्स*)
- [81] लंबे समय का हाइड्रोजन भंडारण | IRENA (देखें संदर्भ नोट्स*)
- [82] मौसमों के बीच भंडारण: नेट ज़ीरो को आसान बनाने वाला | Regen (देखें संदर्भ नोट्स*)
- [83] Advanced Clean Energy Storage | US Department of Energy (देखें संदर्भ नोट्स*)
- [84] हरित हाइड्रोजन और ऊर्जा सुरक्षा की बदलती अवधारणा: चुनौतियाँ और तुलनाएँ | Renewable Energy (देखें संदर्भ नोट्स*)
- [85] टिप्पणी: हाइड्रोजन ऊर्जा सुरक्षा बढ़ाने में मदद कर सकता है | The Engineer
- [86] केस स्टडी - ऊर्जा सुरक्षा के लिए हरित हाइड्रोजन का भंडारण | RMI
- [87] ऊर्जा भंडारण का भविष्य: हाइड्रोजन बनाम लिथियम | SENZA
- [88] ऊर्जा भंडारण समाधानों में हाइड्रोजन की भूमिका का आकलन | EE Times
- [89] बिजली ग्रिड को साफ करने के लिए बैटरियों पर निर्भर न रह पाने की 2.5 लाख करोड़ डॉलर की वजह | MIT Technology Review
- [90] 4-घंटे की Li-Ion बैटरियों से आगे: लंबी अवधि के ऊर्जा भंडारण की चुनौतियाँ और मौके | NLR (NREL)
- [91] नवीकरणीय पवन बिजली की रुक-रुककर उपलब्धता की भरपाई के लिए संपीड़ित गैस ऊर्जा भंडारण का गतिशील मॉडलिंग | International Journal of Hydrogen Energy
- [92] हाइड्रोजन के भूगर्भीय भंडारण की क्षमता का आकलन और लागत विश्लेषण: Intermountain-West Region USA में एक केस स्टडी | International Journal of Hydrogen Energy
- [93] इंद्रधनुष के पार: क्यों पूरी मूल्य श्रृंखला की कार्बन तीव्रता को समझना हाइड्रोजन के रंग से ज्यादा अहम हो रहा है | Wood Mackenzie
- [94] सौर ऊर्जा अब ‘इतिहास की सबसे सस्ती बिजली’ है, IEA ने पुष्टि की | CarbonBrief (World Energy Outlook 2020 | IEA की प्रेस विज्ञप्ति)
- [95] Lazard LCOE+ (जून 2025)
- [96] तथ्यों पर आधारित प्रौद्योगिकी अनुमान और ऊर्जा परिवर्तन | Joule
- [97] लागत बढ़ने के बावजूद, नवीकरणीय ऊर्जा की प्रतिस्पर्धा तेज हुई | IRENA (Renewable power generation costs in 2022 | IRENA की प्रेस विज्ञप्ति)
- [98] हरित हाइड्रोजन की लागत में कमी | IRENA
- [99] हरित हाइड्रोजन की भविष्य की लागत का विश्लेषण | PwC
- [100] दशक के अंत तक हरित हाइड्रोजन अपने धूसर भाई से सस्ता होगा | BloombergNEF
- [101] विशेषज्ञ बताते हैं कि हरित हाइड्रोजन की लागत क्यों घटी है और घटती रहेगी | S&P Global Market Intelligence
- [102] सौर हाइड्रोजन की असली लागत | यूरोप में हाइड्रोजन की समतुल्यीकृत लागत 2021-2050 | Bozen-Bolzano Institutional Archive (देखें संदर्भ नोट्स*)
संदर्भ नोट्स
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हाइड्रोजन गैस उत्सर्जन के वायुमंडल पर अप्रत्यक्ष प्रभाव
अनचाहा हाइड्रोजन गैस उत्सर्जन तब होता है, जब उत्पादन, भंडारण, परिवहन या इस्तेमाल के दौरान हाइड्रोजन गलती से वायुमंडल में निकल जाता है। यह पाइपलाइनों, वाल्वों, भंडारण टैंकों में रिसाव या औद्योगिक प्रक्रियाओं के दौरान हो सकता है। हाइड्रोजन बहुत छोटा और हल्का अणु है, इसलिए इसे सीमित रखने वाली प्रणालियों की बहुत छोटी खामियों से भी इसके निकल जाने की संभावना खास तौर पर अधिक होती है।
वायुमंडल में पहुँचने के बाद, हाइड्रोजन गैस ग्रीनहाउस गैसों के संतुलन को बदलकर जलवायु परिवर्तन पर परोक्ष असर डालती है। इसका एक अहम तरीका हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स (OH) के साथ इसकी क्रिया है, जो वायुमंडलीय प्रतिक्रियाओं और प्रक्रियाओं के लिए बेहद जरूरी हैं। हाइड्रोजन OH के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे इसकी उपलब्धता घटती है। क्योंकि OH शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस मीथेन (CH4) को तोड़ने का काम करता है, इसकी कमी से मीथेन ज्यादा समय तक वायुमंडल में रहती है और उसका तापन प्रभाव और बढ़ जाता है। हाइड्रोजन बनाने के तरीके - जैसे नीला हाइड्रोजन बनाने में इस्तेमाल होने वाला SMR - भी मीथेन के रिसाव में योगदान दे सकते हैं, जिससे यह समस्या और बढ़ती है।
मीथेन को प्रभावित करने के अलावा, हाइड्रोजन क्षोभमंडलीय ओज़ोन के बनने पर भी असर डालता है, जो एक द्वितीयक ग्रीनहाउस गैस है। नाइट्रोजन ऑक्साइड्स (NOₓ) की मौजूदगी में रासायनिक प्रतिक्रियाओं में हिस्सा लेकर हाइड्रोजन ओज़ोन के उत्पादन में योगदान देता है। ये प्रतिक्रियाएँ आम तौर पर निचले वायुमंडल में होती हैं, जहाँ सूरज की रोशनी प्रकाश-रासायनिक प्रक्रियाओं की एक जटिल श्रृंखला चलाती है। अतिरिक्त ओज़ोन ग्रीनहाउस गैस की तरह काम करता है, गर्मी को रोकता है और वैश्विक तापन में योगदान देता है। लेकिन, ओज़ोन एक प्रदूषक भी है जो इंसानी सेहत और पारिस्थितिक तंत्रों के लिए नुकसानदेह है।
इसलिए, अनचाहे हाइड्रोजन उत्सर्जन खुद सीधे ग्रीनहाउस गैस नहीं हैं, फिर भी मीथेन और ओज़ोन की गतिशीलता पर अपने असर के जरिए वे परोक्ष रूप से जलवायु परिवर्तन को बढ़ाते हैं। इन दोनों गैसों की वैश्विक तापन क्षमता भी कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) से कहीं ज्यादा है।
अतिरिक्त संदर्भ:
हाइड्रोजन जलाने से नाइट्रस ऑक्साइड्स
सुधार: वीडियो में “नाइट्रस ऑक्साइड, एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस” कहा गया है, लेकिन सही शब्द नाइट्रोजन ऑक्साइड्स (NOx) है। इनमें नाइट्रिक ऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड शामिल हैं, जो हाइड्रोजन के दहन से पैदा हुए ऊँचे तापमान पर हवा में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के प्रतिक्रिया करने से बन सकते हैं। ये हानिकारक वायु प्रदूषक हैं, जो खराब वायु गुणवत्ता और सतह-स्तर के ओज़ोन में योगदान देते हैं, लेकिन ये खुद ग्रीनहाउस गैसें नहीं हैं।
नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O) एक अलग यौगिक और शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है। यह हाइड्रोजन दहन से जुड़ा मुख्य प्रदूषक नहीं है, हालांकि खास परिस्थितियों में इसकी बहुत कम मात्रा पाई गई है। 100% हाइड्रोजन बॉयलर पर एक अध्ययन में मुख्य रूप से तेज़-आग संचालन के दौरान N₂O पाया गया A। ईंधन सेल दहन से बचते हैं और इसलिए इस्तेमाल की जगह पर दहन से जुड़े NOx नहीं बनाते [57-61,63-65]।
स्मार्ट ग्रिड में अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के साथ हरित हाइड्रोजन का उपयोग
जब पवन या सौर जैसी नवीकरणीय ऊर्जा का उत्पादन बिजली ग्रिड की मांग या क्षमता से ज्यादा हो जाता है, तो संभावित बिजली उत्पादन का कुछ हिस्सा इस्तेमाल नहीं हो पाता। नवीकरणीय बिजली के इस उत्पादन को सीमित करना ‘कटेलमेंट’ कहलाता है, और इस तरह सीमित की गई बिजली अक्सर बेकार चली जाती है। स्मार्ट ग्रिड व्यवस्था में, इस अतिरिक्त बिजली को जरूरत के हिसाब से इलेक्ट्रोलिसिस प्रणालियों की ओर भेजा जा सकता है, जो हरित हाइड्रोजन बनाती हैं। स्मार्ट ग्रिड वास्तविक समय में उत्पादन और मांग पर नजर रखकर नवीकरणीय ऊर्जा का सबसे अच्छा इस्तेमाल सुनिश्चित करता है, और बेकार करने के बजाय सीमित की गई बिजली को अपने-आप इलेक्ट्रोलिसिस इकाइयों को दे देता है। बनने के बाद, हरित हाइड्रोजन को दबाव वाले टैंकों, भूमिगत नमक की गुफाओं या दूसरे लंबे समय के ऊर्जा भंडारण समाधानों में रखा जा सकता है। जब बिजली ग्रिड की मांग अचानक बढ़ती है या नवीकरणीय उत्पादन घटता है (जैसे, कम हवा या रात के दौरान), तो जमा हाइड्रोजन को ईंधन सेल या टर्बाइन से फिर बिजली में बदला जा सकता है। यह जोड़ न सिर्फ नवीकरणीय उत्पादन का ज्यादा से ज्यादा उपयोग करता है, बल्कि लंबे समय तक बिजली ग्रिड को संतुलित रखने के लिए एक स्थिर, जरूरत पर उपलब्ध ऊर्जा स्रोत भी देता है।
और संदर्भ:
- पानी को तोड़ने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा का इस्तेमाल हाइड्रोजन को स्वच्छ ऊर्जा के भविष्य का अहम खिलाड़ी बनाने में मदद कर सकता है | Idaho National Laboratory
- स्कॉटलैंड में नवीकरणीय ऊर्जा के कटेलमेंट को घटाने में हाइड्रोजन की संभावना | climatexchange
- अतिरिक्त नवीकरणीय ऊर्जा से हाइड्रोजन उत्पादन | Energy & Natural Resources Blog | Holland & Knight
अनुमानित इलेक्ट्रोलाइज़र लागत ग्राफ
दिखाया गया ग्राफ 2050 तक इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता के प्रति किलोवाट (kW) यूरो (€) में हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलाइज़र के पूंजीगत खर्च (CAPEX) का अनुमान है, जो [102] में दिए गए चित्र 4 के ग्राफ पर आधारित है। यह ग्राफ इलेक्ट्रोलाइज़र सिस्टम CAPEX का अनुमान तीन अलग-अलग मात्रा-वृद्धि परिदृश्यों के साथ लगाता है: “2050 तक, स्थापित क्षमता 1 TWel, 5 TWel या 17 TWel होने की उम्मीद है। पहले दो अंतरराष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा एजेंसी (IRENA) के परिदृश्यों [98] पर आधारित हैं और आखिरी वाला 2050 तक 100% टिकाऊ ऊर्जा और उद्योग व्यवस्था के लिए जरूरी होगा”। इलेक्ट्रोलाइज़र क्षमता में यह भारी बढ़ोतरी संभव होने का अनुमान है, क्योंकि सबूत बताते हैं कि “जाँचे गए ज़्यादातर यूरोपीय क्षेत्रों में नवीकरणीय ऊर्जा का इस्तेमाल करके आत्मनिर्भर बनने की तकनीकी क्षमता काफी अधिक है” B। दिखाए गए ग्राफ की रेखा अनुमानित आधार परिदृश्य (5 TWel) के नतीजों पर आधारित है, और दिखाती है कि हरित हाइड्रोजन उत्पादन की कीमत का घटना सिर्फ संभव ही नहीं है, बल्कि इसकी उम्मीद भी है।
























