अभय कुलकर्णी, ऊर्जा क्षेत्राचे अभ्यासक
गुजरातच्या साबरमती स्थानकावरून द्रवरूप नैसर्गिक वायूवर (एलएनजी) चालणाऱ्या देशातील पहिल्या ड्युअल-फ्यूल ट्रेनने एका नव्या तांत्रिक प्रयोगाची नांदी केली आहे.
भारतीय रेल्वेचे महाकाय जाळे देशाच्या अर्थव्यवस्थेची जीवनवाहिनी आहे. कोट्यवधी प्रवाशांच्या दैनंदिन जगण्याचा ते अविभाज्य भाग आहे. गेल्या काही वर्षांत भारतीय रेल्वेने कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी आणि इंधन कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी अनेक क्रांतिकारक पावले उचलली आहेत. देशातील ब्रॉडगेज रेल्वे मार्गांचे विद्युतीकरण वेगाने पूर्णत्वाकडे जात असताना गुजरातच्या साबरमती स्थानकावरून द्रवरूप नैसर्गिक वायूवर (एलएनजी) चालणाऱ्या देशातील पहिल्या ड्युअल-फ्यूल ट्रेनला दाखवण्यात आलेला हिरवा कंदील हा एका नव्या तांत्रिक प्रयोगाची नांदी म्हणावा लागेल. ही आठ डब्यांची विनावातानुकूलित गाडी कोणतीही सध्या अस्तित्वात असलेल्या डिझेल इलेक्ट्रिक मल्टिपल युनिट (डेमू) ट्रेनमध्ये आवश्यक तांत्रिक बदल करून तयार करण्यात आली आहे. जेव्हा देशातील बहुतांश रेल्वे मार्ग विजेच्या तारांनी जोडले गेले आहेत, तेव्हा पुन्हा वायूवर चालणाऱ्या ट्रेनची गरज का भासावी, असा प्रश्न पडणे अगदी स्वाभाविक आहे; मात्र या निर्णयामागे केवळ तात्कालिक व्यवस्था नसून रेल्वेची अभियांत्रिकी रचना, जुन्या भांडवली मालमत्तेचा पुरेपूर वापर, जागतिक ऊर्जा संक्रमण आणि आपत्कालीन सज्जता यांचा एक अत्यंत व्यवहार्य ताळेबंद दडलेला आहे.
रेल्वेच्या या निर्णयाचे मूळ समजून घेण्यासाठी पारंपरिक रेल्वेगाड्या आणि डेमू गाड्यांमधील मूलभूत तांत्रिक फरक लक्षात घ्यावा लागतो. सर्वसाधारणपणे लांब पल्ल्याच्या गाड्यांमध्ये डब्यांना ओढण्यासाठी पुढे एक स्वतंत्र आणि महाकाय इंजिन (लोकोमोटिव्ह) जोडलेले असते. विजेच्या तारा असलेल्या मार्गांवर अशा गाड्यांना थेट इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव्ह जोडून चालवणे सहज शक्य असते; परंतु डेमू किंवा ईएमयू (इलेक्ट्रिक मल्टिपल युनिट) गाड्यांची रचना पूर्णपणे वेगळी असते. या गाड्यांमध्ये स्वतंत्र इंजिन नसते, तर गाडीच्या दोन्ही टोकांना असलेल्या डब्यांमध्येच नियंत्रण आणि वीजनिर्मितीची यंत्रणा बसवलेली असते. या विशेष डब्यांना 'ड्रायव्हिंग पॉवर कार' (डीपीसी) असे म्हटले जाते.
या ड्रायव्हिंग पॉवर कारच्या निम्म्या भागात गाडीला गती देणारे पॉवर पॅक आणि यंत्रसामग्री असते, तर उर्वरित भागात प्रवाशांसाठी बसण्याची व्यवस्था असते. ईएमयू गाड्यांना धावण्यासाठी थेट वर लावलेल्या विजेच्या तारांमधून ऊर्जा मिळते; मात्र डेमू गाड्यांमध्ये अंतर्गत डिझेल जनरेटरद्वारे वीज तयार केली जाते आणि त्या विजेवर चाकांना जोडलेल्या इलेक्ट्रिक मोटर्स फिरतात. डेमू ट्रेनची मूळ जोडणी आणि संरचानात्मक आराखडा असा असतो की, तिला बाहेरील कोणतेही विजेचे इंजिन सहजपणे जोडून चालवता येत नाही. ट्रॅकवर विजेच्या तारा उपलब्ध असल्या, तरी या गाड्या विजेच्या इंजिनाने ओढणे तांत्रिकदृष्ट्या अशक्य असते. म्हणूनच या गाड्यांमधून होणारे प्रदूषण कमी करण्यासाठी आणि त्यांची उपयुक्तता टिकवण्यासाठी एलएनजी आणि डिझेलच्या दुहेरी इंधन प्रणालीचा मार्ग रेल्वेने स्वीकारला आहे.
जागतिक पटलावरील एलएनजी ट्रेन्सचा इतिहास
रेल्वे वाहतुकीमध्ये एलएनजीचा वापर करण्याचा प्रयोग भारतासाठी नवा असला, तरी जागतिक पातळीवर या तंत्रज्ञानाचा इतिहास आणि प्रवास अत्यंत रंजक राहिला आहे. विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात विशेषतः अमेरिका आणि रशियासारख्या विस्तीर्ण भूभाग असलेल्या देशांमध्ये डिझेलचा खर्च कमी करण्यासाठी नैसर्गिक वायूवर चालणाऱ्या इंजिनांचे संशोधन सुरू झाले. रशियाने १९८० च्या दशकाच्या अखेरीस अशाप्रकारच्या वायू इंजिनांचे यशस्वी परीक्षण केले होते. त्यानंतर रशियन रेल्वेने अवजड मालवाहतुकीसाठी जगातील पहिले शक्तिशाली एलएनजी टर्बाईन लोकोमोटिव्ह विकसित करून लांब पल्ल्याच्या मार्गांवर चाचण्या घेतल्या.
दुसऱ्या बाजूला अमेरिकेतही प्रमुख मालवाहतूक रेल्वे कंपन्यांनी डिझेलच्या प्रचंड वाढत्या दरांना पर्याय म्हणून लिक्विफाईड नॅचरल गॅसच्या वापराचे प्रयोग राबवले. कॅनडा, स्पेन आणि ऑस्ट्रेलियासारख्या देशांमध्येही खाणकामातील अवजड मालाची ने-आण करण्यासाठी अशाप्रकारच्या इंधनाचा वापर व्यवहार्य ठरला आहे. पारंपरिक कॉम्प्रेस्ड नॅचरल गॅसच्या (सीएनजी) तुलनेत एलएनजी हा उणे १६२ अंश सेल्सिअस तापमानाला द्रवरूपात साठवला जातो. त्यामुळे तो साठवण्यासाठी कमी जागा लागते आणि त्याची ऊर्जा घनता (एनर्जी डेन्सिटी) सीएनजीपेक्षा कितीतरी पटीने जास्त असते. परिणामी, एकदा इंधन भरल्यानंतर गाडी दीर्घ अंतरापर्यंत विनाअडथळा धावू शकते. जागतिक स्तरावर मालवाहतुकीत यशस्वी ठरलेले हे तंत्रज्ञान आता भारतात प्रवासी डेमू सेवेसाठी अनुकूलित केले गेले आहे.
भारतीय रेल्वेने १९९४ मध्ये पहिल्यांदा डेमू गाड्यांची सेवा सुरू केली होती. त्या काळात देशातील बहुतांश अंतर्गत आणि ग्रामीण मार्गांवर विजेच्या तारा नव्हत्या. सुरुवातीच्या ७०० अश्वशक्तीच्या गाड्यांनंतर, २००२ मध्ये इंटिग्रल कोच फॅक्टरीने (आयसीएफ) १,४०० अश्वशक्तीच्या प्रगत डेमू गाड्या विकसित केल्या. या गाड्या कमी अंतराच्या, कमी रहदारीच्या मार्गांवर आणि विशेषतः दोन छोट्या शहरांमधील जलद प्रवासासाठी अत्यंत उपयुक्त ठरल्या. कारण, या गाड्यांमध्ये तातडीने वेग पकडण्याची आणि कमी अंतरावर थांबण्याची अद्वितीय क्षमता होती. आज परिस्थिती अशी आहे की, रेल्वेच्या ब्रॉडगेज नेटवर्कपैकी तब्बल ९९.६ टक्के मार्गांचे विद्युतीकरण यशस्वीरीत्या पूर्ण झाले आहे. अशावेळी या शेकडो डेमू गाड्यांचे काय करायचे, हा मोठा प्रशासकीय आणि आर्थिक पेच निर्माण झाला होता. यातील अनेक गाड्यांचे प्रत्यक्ष कार्यक्षम आयुष्य अजूनही शिल्लक आहे आणि त्या पूर्णपणे सुस्थितीत आहेत. हजारो कोटी रुपयांचे भांडवल खर्च करून तयार केलेल्या या गाड्या केवळ विद्युतीकरण झाले म्हणून अचानक भंगारात काढणे कोणत्याही सार्वजनिक उपक्रमासाठी आर्थिकदृष्ट्या शहाणपणाचे ठरले नसते. अहमदाबाद विभागातील अधिकाऱ्यांच्या मतानुसार, सुमारे १.८६ कोटी रुपये खर्च करून या गाड्यांचे ड्युअल-फ्यूल मॉडेलमध्ये रूपांतर करणे हा अत्यंत परवडणारा आणि व्यावहारिक पर्याय ठरला आहे. यामुळे आधीच्या गुंतवणुकीचा पुरेपूर परतावा मिळवणे शक्य होणार आहे.
साबरमतीहून धावलेली ही गाडी सुमारे चाळीस टक्के एलएनजी आणि साठ टक्के डिझेल अशा मिश्रणावर चालणार आहे. या प्रयोगासाठी गाडीमध्ये विशेष इलेक्ट्रॉनिक इंधन नियंत्रण प्रणाली, सुरक्षित एलएनजी साठवणूक टाक्या आणि गळती ओळखणारी स्वयंचलित सुरक्षा यंत्रणा बसवण्यात आली आहे. या गाडीची जवळपास दोन हजार किलोमीटरची कसून चाचणी यशस्वी झाल्यानंतरच तिला सेवेत दाखल करण्यात आले आहे. विशेष म्हणजे, प्रवासादरम्यान एलएनजीचा साठा संपला अथवा उपलब्ध झाला नाही, तरी ही गाडी पूर्णपणे डिझेलवर चालण्याची क्षमता राखून आहे.
डिझेलच्या तुलनेत एलएनजीच्या वापरामुळे कार्बन डायऑक्साईड, नायट्रोजन ऑक्साईड आणि घातक सूक्ष्म कणांचे हवेतील उत्सर्जन लक्षणीयरीत्या घटते. संपूर्ण जगाला भेडसावणाऱ्या हवामान बदलाच्या काळात डिझेलचा वापर ४० टक्क्यांनी कमी झाल्यास ती पर्यावरणाच्या दृष्टीने अत्यंत स्वागतार्ह बाब ठरेल. यापूर्वी रेल्वेने एका डेमू गाडीत बदल करून हायड्रोजनवर चालणाऱ्या ट्रेनची चाचणी घेतली असली, तरी हायड्रोजनची अत्यंत नाजूक साठवणूक आणि त्याचा प्रचंड उत्पादन खर्च यामुळे ती प्रणाली मोठ्या प्रमाणावर राबवणे सध्या आव्हानात्मक मानले जाते. त्या तुलनेत एलएनजी तंत्रज्ञान अधिक परिपक्व, हाताळण्यास सोपे आणि आर्थिक दृष्ट्या परवडणारे आहे.