सौरऊर्जाच तारणहार

प्रियदर्शिनी कर्वे
गुरुवार, 14 नोव्हेंबर 2019

कव्हर स्टोरी
 

सूर्य हा पृथ्वीवरील सर्वच ऊर्जेचा मूळ स्रोत आहे. आपल्या सूर्यमालेत आपला ग्रह सूर्यापासून अगदी योग्य स्थानावर आहे आणि आपल्या ग्रहाच्या वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड, सूर्याची पृथ्वीवर पोचणारी ऊर्जा धरून ठेवतो. या दोन कारणांमुळे पृथ्वी उबदार आहे आणि तिच्यावर जीवसृष्टीची उत्क्रांती झालेली आहे. 
वनस्पती सूर्याची ऊर्जा प्रकाशसंश्‍लेषणाने जैवभारात रूपांतरित करतात. यापैकी काही जैवभार सूक्ष्म जीवांपासून माणसांपर्यंत सर्व प्राणी अन्न म्हणून वापरतात आणि त्यातून जगण्यासाठीची ऊर्जा मिळते. काही जैवभार लिग्निन या सर्वच प्राण्यांना पचवण्यासाठी अत्यंत कठीण अशा स्वरूपात असतो. हे निसर्गाने तयार केलेले प्लॅस्टिकच होय. अब्जावधी वर्षांपूर्वी वनस्पतींनी तयार केलेला जैवभार दलदलींमध्ये गाडला जाऊन तेथील उच्च तापमान व उच्च दाब यांमुळे त्याच्यात रासायनिक बदल घडून आले. अशा बदलांमधूनच कोळसा आणि पेट्रोलियम तयार झाले. म्हणजेच आज संपूर्ण जग ज्या खनिज ऊर्जास्रोतांवर चालते आहे, तीही भूतकाळात पृथ्वीच्या पोटात साठवली गेलेली सौरऊर्जाच आहे. 

खनिज इंधनांचे साठे कितीही मोठे असले, तरी शेवटी मर्यादितच आहेत. एक ना एक दिवस ते संपून जातील किंवा जे काही जिथे कुठे उरले असतील, तिथून ते बाहेर काढण्यासाठी त्यापेक्षा जास्त ऊर्जा लागते आहे, अशी परिस्थिती निर्माण होईल. शिवाय खनिज इंधनांच्या वापरातूनच आपण जागतिक हवामान बदलाचे संकट स्वतःवर ओढवून घेतले आहे. अशा अनेक कारणांमुळे जगभरात खनिज इंधन मुक्त समाजाकडे वाटचाल कशी करता येईल, यावर ऊहापोह सुरू आहे. २०१५ मध्ये जगातील बहुसंख्य देशांनी मंजूर केलेल्या व २०२० पासून लागू होणाऱ्या पॅरिस हवामान बदल करारामध्येही खनिज इंधन मुक्त जग प्रत्यक्षात आणणे हे अंतिम ध्येय ठरवण्यात आले आहे. खनिज इंधनांना पर्यावरणपूरक पर्याय म्हणून नूतनक्षम इंधनांकडे सर्वजण आशेने पहात आहेत.  

नूतनक्षम इंधनांमध्ये सर्वांत महत्त्वाचा स्रोत म्हणून सौरऊर्जेकडे पाहिले जाते. तसे पाहिले तर लाकूडफाटा किंवा इतर जैविक इंधने ही आज वनस्पती साठवत असलेली सौरऊर्जा आहे. हवेतील थर कमी-अधिक तापून त्यांच्या घनतेत फरक तयार होतो व या फरकाचा परिणाम म्हणून वारा वाहतो, ज्यातून आपण पवनऊर्जा मिळवू शकतो. म्हणजे पवनऊर्जा हेही सौर ऊर्जेचेच एक रूप आहे. म्हणजेच सौरऊर्जा ही आपल्याला वीज, उष्णता, इंधने आणि गतिज ऊर्जा अशा वापरण्याजोग्या विविध स्वरूपात उपलब्ध आहे, असे आपण म्हणू शकतो. 

साधारण १६ व्या शतकात युरोपमध्ये औद्योगीकरण सुरू झाले, तेव्हा मुख्यतः पाणचक्क्या व पवनचक्क्या आणि इंधन म्हणून वनस्पती व प्राणिजन्य तेल हे ऊर्जेचे स्रोत होते. हे सारे नूतनक्षम होते, पण त्यांची उपलब्धता मर्यादित असल्याने या ऊर्जेच्या साहाय्याने होणारे उत्पादनही माफकच होते. १८ व्या शतकात वाफेच्या इंजिनाचा शोध लागला आणि लगेचच वाफ निर्माण करण्यासाठी अत्यंत किफायतशीर व वापरायला सुटसुटीत अशा कोळशाचा शोध लागला. या दोन शोधांमुळे औद्योगीकरणाचा वारू जो उधळला, त्याने जगाचा इतिहास आणि भूगोल बदलून टाकला. आजही हा वारू वेगवान दौडतच आहे आणि त्याची इंधनाची भूक दिवसेंदिवस आर्थिक आणि पर्यावरणीय दृष्ट्या अधिकाधिक महागड्या होत चाललेल्या कोळसा व पेट्रोलियममधून भागवताना माणसांची आणि निसर्गाचीही दमछाक होते आहे. 

जगभरात २१ व्या शतकाच्या सुरुवातीला साधारण १३ टेरावॅट (१ टेरा म्हणजे १ वर १२ शून्ये) इतकी एकूण ऊर्जा वापरली जात होती. एका सर्वमान्य अंदाजानुसार २०५० पर्यंत मानवी समाजाची ऊर्जेची गरज जवळजवळ दुप्पट होऊन २७ टेरावॅटला पोचली असेल, तर २१०० पर्यंत ती ४३ टेरावॅटला पोचेल. 

आपण जेव्हा खनिजऊर्जेच्या जागी नूतनक्षम ऊर्जा वापरायचा विचार करतो, तेव्हा दोन गोष्टी आपण लक्षात घ्यायला हव्यात. एक म्हणजे, इतिहासात आपण नूतनक्षम ऊर्जाच वापरत होतो, पण त्यामुळे औद्योगीकरणावर व पर्यायाने माणसांचे जीवनमान सुधारण्यावर मर्यादा येत होत्या. दुसरे म्हणजे, आज ऊर्जा प्रणालीतील बदल करताना आपल्याला असे म्हणता येणार नाही, की आपण पुन्हा एकदा १६ व्या शतकाच्या पातळीवर आपले औद्योगीकरण नेऊन ठेवू. कारण असे केल्याने अब्जावधी लोक पुन्हा दारिद्र्य व हलाखीच्या जीवनाकडे लोटले जातील. त्यामुळे आज आपल्याला जितकी ऊर्जा लागते आहे आणि भविष्यात जितकी लागणार आहे, तेवढी ऊर्जा आपल्याला नूतनक्षम ऊर्जास्रोतांपासून मिळवता येणार आहे का, आपल्याला ज्या स्वरूपांमध्ये ऊर्जा लागते त्या स्वरूपांत ती सहजी उपलब्ध होईल का, या प्रश्‍नांचा आपल्याला गांभीर्याने विचार करायला हवा. या प्रश्‍नांना नूतनक्षम ऊर्जेतील धुरीण योग्य उत्तर देऊ शकत नसल्याने, खनिज इंधनांपासून दूर जायचे असेल, तर अणुऊर्जेला पर्याय नाही असा विचार मांडला जातो. पण नूतनक्षम ऊर्जास्रोत खरोखरच कमी पडतील का, याबद्दल विज्ञान काय म्हणते हे पहाणे महत्त्वाचे ठरेल. 

पहिली महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे, खरोखरीच आपल्याला खनिज इंधनांचा वापर पूर्णपणे थांबवण्याची गरज आहे का? निसर्गातून मिळणाऱ्या संसाधनांचा कल्पकतेने व कौशल्याने वापर करत असल्याने माणसाची उत्क्रांती इतर प्राण्यापेक्षा वेगळ्या मार्गाने झाली आहे. दुसरे कोणतेही प्राणिमात्र वापरत नाहीत, असा हा खनिज इंधनांचा प्रचंड मोठा साठा आपण आपल्या बुद्धीच्या व कर्तृत्वाच्या जोरावर मिळवला व त्याचा वापर करून स्वतःची प्रगती साधली. तेव्हा आता त्याचा वापर पूर्णपणेच थांबवावा, ही अपेक्षा कितपत वास्तव आहे? त्यापेक्षा पर्यावरणाला कमीत कमी हानी करून उपलब्ध साठे मिळवण्यासाठी पर्यावरणपूरक तंत्रज्ञान विकसित करणे, या इंधनांच्या वापरात कमीत कमी प्रदूषण व जास्तीत जास्त कार्यक्षमता साधण्यासाठी संशोधन करत रहाणे, हे निश्‍चितच आपण करू शकतो. त्यासाठी अशा संशोधनाला प्रोत्साहन व अर्थसाहाय्य देण्याप्रती राजकीय इच्छाशक्तीचा अभाव हा मोठा अडसर दूर व्हायला हवा आहे. राहिला प्रश्‍न जागतिक हवामान बदलात या इंधनांच्या वाट्याचा. तर आजवर जो परिणाम जागतिक हवामानावर झालेला आहे, तो तर आता आपल्याला परत फिरवता येणार नाही. मग आणखी परिणाम होऊ न देता खनिज इंधनांचा वापर सुरू ठेवता येईल का? तर हे मर्यादित प्रमाणात शक्य आहे. मात्र, त्यासाठी २०५० मध्ये लागणाऱ्या एकूण ऊर्जेतील साधारण १५ टेरावॅट ऊर्जा खनिज इंधनांच्या वापराशिवाय तयार करावी लागेल. म्हणजेच आज जगात एकूण जितकी ऊर्जा वापरली जाते आहे, साधारण तेवढी ऊर्जा २०५० पर्यंत आपल्याला खनिज इंधनांचा वापर न करता मिळवावी लागेल. हे शक्य आहे का?

प्रथम आपण अणुऊर्जेचा विचार करूया. आजचे सर्वांत आधुनिक तंत्रज्ञान वापरून १५ टेरावॅट ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी जगात १ गिगावॅट (१ गिगा म्हणजे १ वर ९ शून्ये) क्षमतेचे १४,६३६ अणुऊर्जा प्रकल्प उभे करायला लागतील. तुलनेसाठी आज जगभरात साधारण ३७० गिगावॅट इतकीच ऊर्जा अणुभट्ट्यांमधून तयार होते आहे. शिवाय अणुभट्टीतून फक्त वीज तयार होते. आपल्याला ऊर्जा विविध स्वरूपांमध्ये लागते. त्यामुळे पुन्हा विजेचे उष्णता, गतिज ऊर्जा इत्यादींमध्ये रूपांतर करण्याचा सव्यापसव्य करावा लागणार. विजेच्या वहनामध्येही ऊर्जा खर्च होते. वीज साठवून ठेवण्याच्या तंत्रज्ञानातही अजून खूप सुधारणा व्हायला हव्या आहेत. अशा अनेक व्यावहारिक अडचणी आहेत.

आता नूतनक्षम ऊर्जास्रोतांचा विचार करू. सर्व नूतनक्षम ऊर्जास्रोतांमध्ये सर्वांत जास्त वापरण्यायोग्य ऊर्जा एकट्या सौरऊर्जेतून मिळू शकते. आपण सौरघटांचा वापर करून वीज निर्मिती करू शकतो. मेगावॅटमध्ये वीज निर्माण करणारे मोठे मोठे प्रकल्प यांवरच खरे तर भर देण्याची गरज नाही, कोणीही आपल्या घराच्या, इमारतीच्या छतावर आपल्याला लागणारी वीज निर्माण करू शकतो. म्हणजेच विजेच्या वहनात होणारा ऊर्जेचा ऱ्हास टाळला जातो. सौरऊर्जेपासून आपल्याला थेट उष्णताही मिळवता येते. सोलर वॉटर हीटर आता सर्वत्र सर्वांच्या परिचयाचे आहेत. आधी म्हटल्याप्रमाणे वनस्पती तयार करत असलेला जैवभार हे एक सौरऊर्जा वापरून तयार केलेले इंधन आहे. प्रकाशसंश्‍लेषणासारख्या रासायनिक प्रक्रिया कृत्रिमरीत्या घडवून आणून इंधननिर्मितीवरही संशोधन सुरू आहे. म्हणजेच आपल्याला हव्या असलेल्या विविध स्वरूपांतील ऊर्जा आपल्याला सौरऊर्जेतून मिळू शकते. पण ती किती, हा कळीचा मुद्दा आहे. तर एका अंदाजानुसार, पृथ्वीवर येणाऱ्या सौरऊर्जेपासून आपल्याला ७५०० टेरावॅट सौरविद्युत, ५६०० टेरावॅट सौरउष्णता आणि २५०० टेरावॅट सौर इंधने मिळवता येणे शक्य आहे! याचाच अर्थ २०५० किंवा २१०० नाही, तर कितीतरी पुढील भविष्यातही विकसित व समृद्ध मानवी समाजासाठी लागणाऱ्या ऊर्जेची गरज कितीही वाढली, तरी ती सौरऊर्जेतून भागवता येऊ शकेल, असे वैज्ञानिक आकडेवारी सांगते आहे. या क्षमतेचा विचार करता आज जागतिक पातळीवर होत असलेली काहीशे गिगावॅट सौर ऊर्जेची भाषा किंवा भारताने ठेवलेले २०२२ पर्यंत २० गिगावॅट सौरऊर्जेचे ध्येयही ‘किस झाड की पत्ती’ वाटायला लागते. किंबहुना क्षमतेच्या तुलनेत इतकी लहान ध्येये ठेवणे, यातून खनिज इंधनांवरचे अवलंबित्व कमी कमी करत नूतनक्षम ऊर्जेकडे जाण्यात राजकीय इच्छाशक्ती कमीच पडते आहे, हे दिसून येते. 

अर्थात वर दिलेले सर्व आकडेवारीतले अंदाज आहेत. वैज्ञानिक गृहीतके वापरून हे अंदाज केलेले असले, तरी त्यात काही अंशी अनिश्‍चितता असते. ही आकडेवारी प्रत्यक्षात येण्यासाठी तंत्रज्ञानात प्रगती व्हावी लागते 
आणि त्यासाठी नियोजनबद्ध दीर्घकालीन संशोधन व विकास प्रकल्पांची आखणी करावी लागते. यासाठी देशांची सरकारे व इतर आंतरराष्ट्रीय देणगीदारांनी या गोष्टींना प्राधान्य देणे अत्यावश्यक ठरते.    

पण या सर्व मर्यादा लक्षात घेतल्या, तरीही या विवेचनावरून आपल्या लक्षात आले असेलच, की नूतनक्षम ऊर्जास्रोत हाच एक आपला भविष्यातील तारणहार आहे आणि त्यातही सौरऊर्जेला अनन्यसाधारण महत्त्व आहे.     

संबंधित बातम्या