आजमितीस भारत आपली ८०% ऊर्जेची गरज कोळसा आणि नैसर्गिक वायू या स्त्रोतांतून भागवत आहे. ही जीवाष्म इंधनसंपदा संपणारी तर आहेच पण त्याच्या वापराने पृथ्वीस हानीकारक अशा हरितगृह वायूंची निर्मिती होते. अणुऊर्जा निर्माण करून बरीचशी गरज भागवावी असा एक विचारप्रवाह आहे. पण त्याला जपानमध्ये त्सुनामीनंतर आलेल्या संकटामुळे विरोध वाढत आहे. ह्याच पार्श्वभूमीवर जर्मनीने २०२० पर्यंत अणुऊर्जेचा वापर कमी करण्यात येईल असे जाहीर केले आहे. त्यांनी त्यांच्याकडे उपलब्ध असलेले अक्षय ऊर्जेचे स्त्रोत तपासायला सुरुवात केली आहे. कदाचित ते त्यांची उद्दिष्टे पुरी करुही शकतील.
आपल्याला या दृष्टीने विचार करायचा असेल तर प्रथम हे पहावे लागेल की आपल्याकडे असलेल्या अक्षय ऊर्जास्त्रोतांतून आपण आपली किती गरज भागवू शकू. मोठ्या प्रमाणात यावर विचारमंथन होत आहे. 'करंट सायन्स' (खंड १०३, अंक १०; पृष्ठ ११५३-११६१) या नियतकालिकात आयआयटी, मुंबईतील मानद प्राध्यापक सुखात्मे यांनी हल्लीच एक छान आढावा घेतला आहे. त्यातील विचार चिंतनीय आहेत. प्रा. सुखात्मे अणुशक्ती नियामक मंडळाचे २००० ते २००५ पर्यंत अध्यक्ष ही होते. भारताच्या लोकसंख्यावाढीस २०७० सालापर्यंत स्थैर्य येईल असा अंदाज आहे त्यावेळच्या गरजा ते आपल्या लेखात मांडतात.
तक्ता क्र. १. ऊर्जेच्या दरडोई वार्षिक गरजा
आपल्याला या दृष्टीने विचार करायचा असेल तर प्रथम हे पहावे लागेल की आपल्याकडे असलेल्या अक्षय ऊर्जास्त्रोतांतून आपण आपली किती गरज भागवू शकू. मोठ्या प्रमाणात यावर विचारमंथन होत आहे. 'करंट सायन्स' (खंड १०३, अंक १०; पृष्ठ ११५३-११६१) या नियतकालिकात आयआयटी, मुंबईतील मानद प्राध्यापक सुखात्मे यांनी हल्लीच एक छान आढावा घेतला आहे. त्यातील विचार चिंतनीय आहेत. प्रा. सुखात्मे अणुशक्ती नियामक मंडळाचे २००० ते २००५ पर्यंत अध्यक्ष ही होते. भारताच्या लोकसंख्यावाढीस २०७० सालापर्यंत स्थैर्य येईल असा अंदाज आहे त्यावेळच्या गरजा ते आपल्या लेखात मांडतात.
भारताची ऊर्जेची गरज किती?
एका अभ्यासानुसार आपल्याला लागणारी ऊर्जा तक्ता क्र. १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे विशिष्ट गरजांसाठी किती लागेल याचे अनुमान काढले आहे.तक्ता क्र. १. ऊर्जेच्या दरडोई वार्षिक गरजा
गरज
|
दरसाल किलो
वॅट-तास (kWh/yr)
|
घरगुती
वापरासाठी
|
४४७
|
व्यावसायिक
|
१९३
|
दळणवळण
|
१०५
|
औद्योगिक
|
१०६०
|
शेती, खाणकाम
आणि बांधकाम
|
३५
|
एकूण गरज
|
१८४०
|
परंतु, मानव विकास दरानुसार (human development index = HDI) ऊर्जेची गरज जसजसा विकास होतो तशी वाढत जाते. सुरुवातीला ही शून्यापासून ०.३ ते ०.६ या वेगाने वाढते पण मग त्याच्या वाढीचा वेग कमी झाला तरी तो ०.८ ते ०.९ पर्यंत जातो. आणि मग ०.९२ वर स्थिरावतो. सध्या भारतात ऊर्जेचा वापर दरसाल ८०० किलो वॅट-तास आहे. हा HDI च्या ०.६ या पातळीवर आहे असे म्हणता येईल. HDI च्या कोष्टकाचा आधार घेतला तर २०७० पर्यंत ऊर्जेची दरडोई वार्षिक गरज ४००० किलो वॅट-तास असेल असे दुसरे अनुमान आहे.
आता या दोन अनुमानातून कुठलं योग्य मानायचं? सुखात्मे पहिल्या अनुमानास योग्य मानतात. कारण त्यांच्या म्हणण्यानुसार बहुसंख्य भारतीयांचे राहणीमान काटकसरीचे आहे. शिवाय, जसजसा विकास होत जाईल तसतसा ऊर्जेचा वापर करणारी साधनंही कार्यक्षम होत जातील. त्यामुळे त्यांना कमी ऊर्जा लागेल. १७० कोटी लोकसंख्येवर २०७० सालीं भारत स्थिरावेल असे मानले तर दरसाल १८४० किलो वॅट-तास यास लोकसंख्येने गुणल्यास एकूण ऊर्जेची गरज दरसाल ३१२८ टेरा वॅट-तास इतकी असेल.
अक्षय ऊर्जेची साधने आणि त्यांच्या क्षमता
सौर ऊर्जा, जलविद्युत, पवन ऊर्जा या अक्षय ऊर्जेच्या साधनांचा मुख्यत्वेकरुन विचार करता येऊ शकतो. याशिवाय जैविक ऊर्जा; सागरी तरंग, लाटा आणि प्रवाहांपासून मिळवलेली ऊर्जा; तसेच सागरी औष्णिक ऊर्जा अक्षय ऊर्जेच्या साधनात मोडतात. भारतात यांपासून किती प्रमाणात ऊर्जा मिळवता येऊ शकते ते पाहूया.सौर ऊर्जा
प्रकाशव्होल्टीय (photovoltaic) पध्दतीने सौर ऊर्जा मिळवता येते. त्यामुळे याचाच विचार येथे केला आहे. आत्ता वापरात असलेली साधने पाहता, प्रत्येक मेगावॅट ऊर्जेसाठी या पध्दतीने ऊर्जा मिळवण्यास दोन हेक्टर जागा लागते. भारतात उपलब्ध असलेल्या २ लाख हेक्टर पडीक, नापिक जमिनीपैकी केवळ ५%, १०%, आणि २०% जमिनीचा यासाठी वापर केला तर किती ऊर्जा मिळू शकते याचा अदमास तक्ता क्र. २ मध्ये केला आहे.
तक्ता क्र. २: सौर ऊर्जा जमिनीवर संयंत्र बसवून निर्मिती
पडीक, नापिक
जमिनीपैकी सौर ऊर्जेसाठी वापरल्यास
|
५%
|
१०%
|
२०%
|
एकूण जमीन (चौ.
किमी)
|
१००००
|
२००००
|
४००००
|
ऊर्जा निर्मिती
क्षमता (गिगा वॅट)
|
५००
|
१०००
|
२०००
|
वार्षिक ऊर्जा
निर्मिती (टेरा वॅट)
|
७८८.४१
|
१५७६.८
|
३१५३.६
|
सौर ऊर्जेसाठी इमारतींच्या छतांचा वापर
असाही एक विचारप्रवाह आहे की सौर ऊर्जा मिळवण्यासाठी इमारतींच्या छतांचाही वापर करता येईल. सध्या अशा ऊर्जेसाठी ३ किलो वॅट-पीक इतकी क्षमता असलेले साधन वापरले जाते. ३० चौ.मी. गच्चीचा भाग वापरुन दरसाल ४.५ मेगा वॅट-तास ऊर्जानिर्मिती याद्वारे होऊ शकते. २०७० सालीं भारतात ४२ कोटी घरं असण्याची शक्यता आहे. सगळयाच घरांच्या गच्च्या यासाठी वापरात आल्या तर दरसाल १९०० टेरा वॅट-तास ऊर्जानिर्मितीची शक्यता आहे. पण अशा निर्मितीला मर्यादा आहेत. सगळेच अशा प्रकारे ऊर्जानिर्मितीत भाग घेणार नाहीत, छतांवर झाडं असल्यास अशा निर्मितीत अडथळा येऊ शकतो. अशा खाजगी ठिकाणी निर्माण झालेली निर्मिती एकत्र करण्यात अडचणी असतील. तरीही तक्ता क्र. ३ मध्ये केवळ ५०, १००, २०० लाख घरांनी भाग घेतल्यास किती निर्मिती होईल याचा अंदाज घेतला आहे.तक्ता क्र. ३: सौर ऊर्जेसाठी इमारतींच्या छतांचा वापर
एकूण घरं
(लाखात)
|
५०
|
१००
|
२००
|
वार्षिक ऊर्जा
निर्मिती (टेरा वॅट)
|
२२.५
|
४५
|
९०
|
जलविद्युत निर्मिती
काही वर्षांपूर्वी असे अनुमान होते की धरणांवर लावलेल्या मोठ्या आणि लहान संयंत्रातून अनुक्रमे १४८७०० आणि १५३८४ मेगा वॅट निर्मिती होऊ शकते, पण दिवसेंदिवस असे होणे अवघड वाटत आहे. धरणांसाठी लागणारी जमीन, विस्थापितांचे प्रश्न, निसर्गाचा संहार या कारणांमुळे हे दिवसेंदिवस अशक्यच होत आहे. अस्तित्वात असलेल्या राखीव साठ्यापैकी फक्त २५ टक्क्याचाच वापर सध्या होत आहे. जर याचा वापर ४० ते ८० टक्क्यांपर्यंत वाढवला तर किती निर्मिती होईल याचे चित्र तक्ता क्र. ४ मध्ये दिले आहे.तक्ता क्र. ४: जलविद्युत निर्मिती
राखीव
साठ्याच्या पैकी वापर
|
४०%
|
६०%
|
८०%
|
मोठ्या
संयंत्रांद्वारे (वार्षिक ऊर्जानिर्मिती (टेरा वॅट)
|
१९३
|
२८९
|
३८६
|
लहान
संयंत्रांद्वारे (वार्षिक ऊर्जानिर्मिती (टेरा वॅट)
|
२०
|
३०
|
४०
|
पवन ऊर्जानिर्मिती
पवनऊर्जेसाठी भारताचा बराचसा भूभाग अनुकूल असल्याचे दिसून आले आहे. जमिनीवरील वार्‍याच्या वेगाच्या एका अभ्यासाद्वारे असे कळते की यातून आपण खूप मोठ्या प्रमाणात विद्युतनिर्मिती करू शकतो. एकूण क्षमतेच्या २०, ४० ते ६०% जरी निर्मिती यातून झाली तर किती मोठ्या प्रमाणात यातून निर्मिती होणे शक्य आहे हे तक्ता क्र. ५ मध्ये दिले आहे.तक्ता क्र. ५: जमिनीवरील पवन ऊर्जा
एकूण
क्षमतेच्या पैकी
|
२०%
|
४०%
|
६०%
|
वार्षिक ऊर्जा
निर्मिती (टेरा वॅट-तास)
|
७०३
|
१४०६
|
२१०८
|
इतर ऊर्जा स्त्रोतात आणि पवन ऊर्जेत एक मोठा फरक असा की याला इतर स्त्रोतांना जशी मोठ्या प्रमाणात जमीन लागते तशी याला लागत नाही. शिवाय पवनचक्क्यांसाठी पडीक जमीनच असली पाहिजे असेही नाही. शेतात, कुरणात, किंवा इतर कोठेही ह्या लावता येतात. दर मेगावॅट ऊर्जानिर्मितीसाठी केवळ ०.६ हेक्टर भूभाग याला पुरतो.
वार्‍यापासून भूभागावर निर्मिलेल्या ऊर्जेव्यतिरिक्त आपण समुद्रातही पवनचक्क्या लावू शकतो. तसं पाहिलं तर समुद्रात वार्‍याचा वेग कितीतरी जास्त असतो पण यावर फारसा अभ्यास झालेला नाहीये.
इतर अक्षय ऊर्जासाधने
जैविक ऊर्जा, सागरी तरंग, लाटा आणि प्रवाहांपासून मिळवलेली ऊर्जा, तसेच सागरी औष्णिक ऊर्जा, यापासून अक्षय ऊर्जा मिळवता येते खरी पण एक तर त्याबाबत अद्याप मोठ्या प्रमाणात संशोधन झाले नाहीये किंवा वर वर्णन केलेल्या साधनांच्या तुलनेत यापासून मिळवलेली ऊर्जा क्षुल्लक म्हणता येईल. काही अनुमानानुसार जैविक ऊर्जा आणि सागरी लाटांपासून निर्माण होणारी ऊर्जा ही अनुक्रमे दर वर्षी ६० आणि १७ टेरा वॅट-तास या प्रमाणात मिळू शकेल.अशा प्रकारे अक्षयऊर्जेतून एकूण किती निर्मिती होईल ते तक्ता क्र. ६ मध्ये दिली आहे. आपल्या एकूण गरजेइतकी निर्मिती आपण या साधनांमधून करू शकतो असे म्हणले तर वावगे ठरू नये.
तक्ता क्र. ६: अक्षय ऊर्जेच्या उपलब्ध साधनांद्वारे एकूण वार्षिक टेरा वॅट-तास (TWh/yr) निर्मिती क्षमता
ऊर्जा स्त्रोत
|
किमान
|
मध्यम
|
कमाल
|
सौर ऊर्जा (पडीक,
नापिक जमीन उपलब्धतेच्या काही टक्के वापरल्यास)
|
५%
|
१०%
|
२०%
|
७८८.४१
|
१५७६.८
|
३१५३.६
|
|
सौर ऊर्जा (इमारतींच्या
छतांचा वापर केल्यास) (लाख घरं)
|
५०
|
१००
|
२००
|
२२.५
|
४५
|
९०
|
|
जलविद्युत
निर्मिती (राखीव
साठ्याच्या पैकी वापर)
|
४०%
|
६०%
|
८०%
|
मोठ्या
संयंत्रांद्वारे
|
१९३
|
२८९
|
३८६
|
लहान
संयंत्रांद्वारे
|
२०
|
३०
|
४०
|
पवन ऊर्जा (एकूण
क्षमतेच्या पैकी वापर)
|
२०%
|
४०%
|
६०%
|
७०३
|
१४०६
|
२१०८
|
|
इतर स्त्रोत
(जैविक)
|
६०
|
६०
|
६०
|
इतर स्त्रोत
(लाटांपासून)
|
१७
|
१७
|
१७
|
एकूण निर्मिती
क्षमता
|
१८०३.९
|
३४२३.८
|
५८५४.६
|
मागणी-पुरवठा तफावत
तक्ता क्र. ६ मधील मध्यम ऊर्जानिर्मितीचे आकडे आपल्या पुढील चर्चेसाठी घेतले तर असे दिसते की सुमारे ८५% निर्मिती क्षमता सौर आणि पवन ऊर्जा स्त्रोतात आहे. पण या स्त्रोतांना काही मर्यादा आहेत. उदा. सौर ऊर्जेची निर्मिती लख्ख सूर्यप्रकाश असेल तर दिवसातले ७-८ तासच - कमाल निर्मिती दुपारी - होऊ शकते. तसेच एखाद्या विशिष्ट स्थानावर वारा वेगाने वाहण्याचे आवर्तन असते. त्यामुळे पवन ऊर्जानिर्मिती वारा असेल त्या ४-५ तासातच होऊ शकते. त्यामुळे निर्मिती सलगतेने होणे अशक्य आहे. तरी पवन ऊर्जेसाठी एखाद्या राज्यात ठिकठिकाणी लावलेल्या पवनचक्क्यांचा एकत्रित विचार केला तर कोठे ना कोठे वारे वेगात वाहत असल्याने ते राज्य सलगतेने ऊर्जानिर्माण करु शकेल असे म्हणल्यास वावगे ठरु नये. वेगवेगळ्या साधनांद्वारे होणारी ऊर्जानिर्मिती (आकॄती १) आणि त्याची गरजेशी सांगड (आकॄती २) याचे आलेख बरेच काही सांगतात. |
 |
आकृती
१: रेषा १ सौर ऊर्जा, रेषा २ पवन ऊर्जा, रेषा ३ जलविद्युत स्त्रोतापासून
२४ तासात होणारी निर्मिती दर्शविते
|
आकॄती
२: रेषा १ ऊर्जानिर्मिती, रेषा २ ऊर्जेची गरज दर्शविते
|
आकॄती १ कोणत्या स्त्रोतापासून किती आणि चोवीस तासात केव्हा ऊर्जानिर्मिती होणे शक्य आहे ते सांगते. रेषा १ ही सौर ऊर्जेसाठी, रेषा २ ही पवन ऊर्जेसाठी, तर रेषा ३ ही जलविद्युत स्त्रोतापासून होणारी निर्मिती दर्शविते. आकॄती २ मधील रेषा १ सगळ्या स्त्रोतांपासून चोवीस तासात होणारी ऊर्जानिर्मिती दर्शविते तर रेषा २ ऊर्जेची गरज दर्शविते. दिवसाच्या सुमारे ९ ते ४ वाजेपर्यंत गरजेपेक्षा निर्मिती अधिक तर इतर वेळात मात्र ती कमी असे चित्र दिसते.
त्यामुळे वार्षिक गरज आणि निर्मितीचे आकडे जरी जुळत असले तरी त्यात तफावत दिसते. ही तफावत आपल्यासमोर काही आव्हानं उभी करते: एक म्हणजे या लहान-लहान निर्मिती स्त्रोतातून जमा झालेली ऊर्जा एकत्र करून गरज असेल तेथे ती पुरवण्याचे आव्हान; यासाठी ऊर्जा वाहून नेणारे आणि त्यावर नियंत्रण ठेवणारे संगणकाचे एक मोठे जाळेच निर्माण करावे लागेल. इंटरनेट वरील एका लेखात (http://veekay-indiandreamsvsreality.blogspot.in/2012/04/energy-security-in-india-solar-and-wind.html) एक मोठे ग्रीड असण्यापेक्षा याची लहान लहान जाळी निर्माण करण्यावर भर दिला आहे ज्यायोगे या प्रश्नावर काही प्रमाणात तोडगा निघू शकतो. दुसरे म्हणजे ठरवून दिलेल्या प्रमाणापेक्षा जास्त ऊर्जा खेचणार्‍या राज्यांना चाप लावण्याची व्यवस्था – जी अद्याप नाहीये. याशिवाय मोठेच आव्हान साठवणक्षमतेचे. जेव्हा, आकृती २ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, ऊर्जा निर्मिती गरजेपेक्षा जास्त होत असेल तेव्हा ती साठवून ठेवणे आवश्यक आहे, इतर वेळी तिचा वापर केला जाऊ शकतो. या सगळ्या चर्चेत यासाठी लागणार्‍या गुंतवणूकीचा विचार केलाच नाहीये. अर्थात तो या ठिकाणी निरर्थकही होईल कारण तंत्रज्ञानात मोठे बदल होत आहेत आणि ही संयंत्र उभी करण्याठी लागणार्‍या कच्च्या मालाच्या किमतीही वाढत आहेत. अनेक देशात अक्षय ऊर्जातंत्र वापरून कमी खर्चात कशी ऊर्जा निर्मीती करता येईल यावर मंथन चालू आहे पण त्यातून अद्याप काय हाती लागेल याची खात्री देता येत नाही. भारतात तर आपले प्रश्न काय आहेत यावरही विचार झालेला नाही. त्याची आता गरज आहे.
आभार: सगळे तक्ते आणि आकृत्या "Can India's future needs of electricity be met by renewable energy sources? A revised assessment" लेखक Sukhatme S.P. यांच्या Current Science, 103(10), 1153-1161, 2012 मधील लेखातून घेतल्या आहेत.
हा लेख लोकसत्ता: रविवार विशेष दि. १५ डिसेंबर २०१२ च्या अंकात प्रसिध्द झाला.
कोणत्याही टिप्पण्‍या नाहीत:
टिप्पणी पोस्ट करा