बहार विशेष : मिशन ग्रीन हायड्रोजन

अभय कुलकर्णी (ऊर्जा-इंधन क्षेत्राचे अभ्यासक)

केंद्रीय मंत्रिमंडळाने आपल्या महत्त्वाकांक्षी राष्ट्रीय हरित हायड्रोजन वीजनिर्मिती प्रकल्पाला मंजुरी दिली आहे. या उपक्रमाद्वारे 2030 पर्यंत पाच दशलक्ष मेट्रिक टन स्वच्छ हायड्रोजन इंधनाचे उत्पादन करण्याचा उद्देश आहे. ऊर्जेच्या क्षेत्रातील स्वावलंबनाच्या द़ृष्टीने हे मिशन मैलाचा दगड ठरणारे आहे. तथापि, ग्रीन हायड्रोजन तयार करण्याची सध्याची यंत्रणा महागडी आहे. ती स्वस्त होणे गरजेचे आहे.

सध्या संपूर्ण जगभरात चर्चा आहे ती ग्रीन हायड्रोजनची. हे भविष्यातील इंधन मानले जात आहे. भारतात पंतप्रधान नरेंद्र मोदी यांनी गतवर्षी नॅशनल हायड्रोजन मिशनची घोषणा केली होती. त्यांच्या घोषणेनंतर अनेक कंपन्यांनी ग्रीन हायड्रोजन बनविण्याची आणि त्याचा वापर करण्याची तयारी सुरू केली. या कंपन्यांमध्ये रिलायन्स, टाटा, अदानी या नावांचा समावेश आहे. एवढेच नव्हे तर इंडियन ऑईल आणि एनटीपीसीसारख्या सरकारी कंपन्यांनीही ग्रीन हायड्रोजनचा वापर करण्याचे संकेत दिले आहेत. आता 2023 मध्ये पदार्पण केल्यानंतर लागलीच केंद्रीय मंत्रिमंडळाने राष्ट्रीय हरित हायड्रोजन वीजनिर्मिती प्रकल्पाला मंजुरी दिली आहे. यासाठी 20 हजार कोटींची तरतूद करण्यात आली आहे. सर्वसामान्य नागरिकांना ग्रीन हायड्रोजनबद्दल अद्याप पुरेशी माहिती नाही. या पार्श्वभूमीवर, अखेर हा ग्रीन हायड्रोजन नेमका काय आहे आणि देशातील गाड्या आणि रेल्वे या इंधनाच्या आधारे कधीपर्यंत धावू लागतील, याबद्दल जाणून घेणे रोचक ठरेल.

पंतप्रधानांनी ग्रीन हायड्रोजनच्या क्षेत्रात भारताला जगाचे ‘हब’ बनविण्याचे लक्ष्य ठेवले आहेे. त्यांच्या मते, आगामी काळात भारताला ग्रीन हायड्रोजन निर्यात करण्याच्या बाबतीत सर्वांत मोठा देश बनविणे हे उद्दिष्ट असून, सरकारची त्या दिशेने तयारी सुरू आहे. पेट्रोल आणि डिझेलच्या तुलनेत आगामी काळात ग्रीन हायड्रोजन हा स्वच्छ इंधन म्हणून एक उत्तम पर्याय असेल, असे मानले जात आहे. या इंधनाच्या ज्वलनामुळे होणारे प्रदूषण अगदीच नगण्य असेल आणि त्याची निर्मिती करणेही खूप सोपे असेल. पेट्रोल आणि डिझेलच्या किमती दिवसागणिक वाढत असताना या पर्यायाकडे अपेक्षेने पाहिले जाणे स्वाभाविक आहे. जाणकारांच्या मते, ग्रीन हायड्रोजन हे पेट्रोल किंवा डिझेलच्या तुलनेत खूपच स्वस्त असेल. सन 2030 पर्यंत कार आणि मोठी वाहनेही या इंधनावर धावू लागतील. या इंधनावर चालणार्‍या वाहनांमध्ये रेल्वेचाही समावेश असू शकतो. ऊर्जातज्ज्ञांच्या मते, हायड्रोजनवर एकाच वेळी अनेक ठिकाणी संशोधन सुरू आहे. 2024 पर्यंत भारत सरकारने हायड्रोजनवरील संशोधनासाठी 800 कोटी रुपये खर्च करण्याचे ठरविले आहे. या योजनेची सुरुवातही झाली आहे आणि दिल्लीत 50 बसगाड्या सीएनजीमध्ये हायड्रोजनचे मिश्रण करून चालविण्यात येत आहेत.

भारतात सध्या हायड्रोजन तयार करण्यासाठी दोन प्रकारचे तंत्रज्ञान उपयोगात आणले जात आहे. पहिल्या तंत्रज्ञानात पाण्याच्या इलेक्ट्रोलिसिसपासून हायड्रोजन वायूची निर्मिती केली जाते. यात पाण्यापासून हायड्रोजन वेगळा काढला जातो. दुसर्‍या तंत्रज्ञानात नैसर्गिक वायूतून हायड्रोजन आणि कार्बन एकमेकांपासून अलग केले जातात. यातील हायड्रोजन वापरासाठी ठेवला जातो तर कार्बन ऑटो, इलेक्ट्रॉनिक आणि एअरोस्पेस क्षेत्रात वापरला जातो. देशात प्रथमच फेब—ुवारी 2021 च्या अर्थसंकल्पात हायड्रोजन मिशनची घोषणा करण्यात आली होती. इंडियन ऑईलसह अनेक मोठ्या कंपन्यांनी या क्षेत्रात मोठी गुंतवणूक करण्याची घोषणा केली आहे. भारत पेट्रोलियम, इंडियन ऑईल, ओएनजीसी आणि एनटीपीसीसारख्या बड्या सरकारी कंपन्यांनी या दिशेने आगेकूच सुरू केली आहे. खासगी क्षेत्रात टाटा, रिलायन्स, अदानी यांसारख्या कंपन्यांनीही गुंतवणूक सुरू केली आहे. आयआयटीसह देशातील बड्या संशोधन संस्था हायड्रोजन ऊर्जेवर संशोधन करीत आहेत.

सन 2047 मध्ये म्हणजेच भारतीय स्वातंत्र्याच्या शताब्दी महोत्सवापर्यंत देशाला ऊर्जेच्या बाबतीत स्वावलंबी बनविण्याचे उद्दिष्ट ठेवण्यात आले आहे. देशात मोठ्या प्रमाणावर ग्रीन हायड्रोजनच्या उत्पादनाबरोबरच त्याची निर्यात करण्याचीही योजना आहे. या इंधनाच्या वापरासाठी गाडीत फ्युएल सेलची गरज भासेल. फ्युएल सेलला आपण बॅटरी मानू शकतो. या सेलला कॅथोड आणि अ‍ॅनोड नावाचे इलेक्ट्रोड लावलेले असतात. या इलेक्ट्रोडच्या माध्यमातून रासायनिक प्रतिक्रिया होते आणि त्यातूनच ऊर्जानिर्मिती होते. वस्तुतः फ्युएल सेलच हायड्रोजन गॅसचा वापर करतील आणि ऊर्जा देतील. या प्रक्रियेच्या शेवटी अवशेष म्हणून निव्वळ पाणी शिल्लक राहील. या प्रक्रियेदरम्यान धूर निघण्याची सुतराम शक्यता नाही. हायड्रोजन वायू निर्माण करण्यासाठी नैसर्गिक वायू, आण्विक ऊर्जा, बायोमास, सौर आणि पवनऊर्जेचा वापर केला जाऊ शकेल. ही ऊर्जा कार आणि मोठ्या गाड्यांमध्ये वापरली जाऊ शकेल. घरांमधून विजेच्या रूपातही या ऊर्जेचा वापर केला जाऊ शकेल.

वस्तुतः कारखान्यांमधून हायड्रोजनचा वापर अनेक वर्षांपासून सुरू आहे. परंतु आता ज्या हायड्रोजनची चर्चा आहे तो ‘ग्रीन हायड्रोजन’ आहे. म्हणजेच अपारंपरिक ऊर्जेच्या रूपातील हायड्रोजन तयार करण्याची ही चर्चा आहे. इलेक्ट्रोलायजर प्रक्रिया ग्रीन हायड्रोजनसाठी सर्वांत अधिक उपयुक्त मानली जात आहे. या प्रक्रियेत पाण्यापासून हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन वेगवेगळे करण्यात येतात. त्यासाठी विजेचा वापर करण्यात येतो. ही वीज जर अपारंपरिक ऊर्जास्रोतांमधून निर्माण झालेली असेल, तर तयार होणार्‍या हायड्रोजनला ‘ग्रीन हायड्रोजन’ म्हणता येईल.

हा ग्रीन हायड्रोजन पूर्णपणे कार्बनमुक्त असेल. म्हणजेच हा वायू प्रदूषण अजिबात करणार नाही. तयार होणारा ग्रीन हायड्रोजन रिफायनरी, खतनिर्मिती उद्योग, विमान वाहतूक क्षेत्र आणि अगदी पोलाद उद्योगातसुद्धा ऊर्जा म्हणून वापरला जाऊ शकेल. सध्या या सर्व क्षेत्रांमध्ये तेल किंवा गॅसवर आधारित ऊर्जेचा वापर केला जातो. त्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर प्रदूषण होते. देशात अपारंपरिक ऊर्जेचा निर्मिती खर्च खूप कमी आहे. उदाहरणार्थ, सौरऊर्जा निर्माण करण्यास प्रतियुनिट दोन रुपयांपेक्षा कमी खर्च येतो. अशा स्थितीत अपारंपरिक ऊर्जास्रोतांचा वापर करून हायड्रोजन तयार करणे सोपे आणि स्वस्त असेल.

हायड्रोजन मिशनचे एक उद्दिष्ट असे असेल की, कारखान्यांमध्ये हायड्रोजनच्या वापराची एक मर्यादा ठरवून दिली जाईल. तितके टक्के हायड्रोजन वापरणे कंपन्यांना अनिवार्य असेल. हे प्रमाण हळूहळू वाढविले जाईल. त्यामुळे कारखान्यांमधून बाहेर पडणार्‍या कार्बनचे प्रमाण हळूहळू कमी होत जाईल. या प्रक्रियेत ग्रीन हायड्रोजनसाठी भारतात एक मोठी बाजारपेठ तयार होईल. एनटीपीसीसारख्या सरकारी कंपन्या या हायड्रोजनच्या निर्मितीवर भर देत आहेत. भविष्यात अशा कंपन्या हायड्रोजनचा पुरवठा देशभरातच नव्हे तर देशाबाहेरही करतील. ग्रीन हायड्रोजन तयार करण्यासाठीच्या यंत्रणेचा विचार केल्यास ती आपल्याकडे 1970 पासूनच अस्तित्वात आहे.

भारतात 1970 च्या दशकातच ग्रीन हायड्रोजनवर संशोधन सुरू झाले होते आणि त्याला यशही मिळाले होते. भारतात 1970 मध्ये फर्टिलायझर कॉर्पोरेशनची स्थापना झाली आणि नंतर त्याचे रूपांतर ‘एनएफएल’मध्ये करण्यात आले. एनएफएल कंपनीकडे त्या काळात ग्रीन पॉवर प्लांट होता आणि तो भाक्रा नानगल धरणातील पाण्यावर कार्यरत होता. धरणाचे पाणी उपयोगात आणण्यासाठी एक वॉटर इलेक्ट्रोलिसिस प्लांट तयार करण्यात आला होता. सुरुवातीला या प्लांटमधून ग्रीन हायड्रोजन तयार करण्यात येत असे. परंतु नंतर नायट्रोजन तयार करण्यास सुरुवात झाली. हा वायूही ग्रीन एनर्जीचाच एक हिस्सा आहे. हा नायट्रोजन वायूही पाण्यापासूनच तयार होत असे. त्यामुळे त्यातून निर्माण होणार्‍या विजेला ग्रीन एनर्जीचा दर्जा होता.

ग्रीन हायड्रोजन तयार करण्याची यंत्रणा भारताकडे उपलब्ध आहे. परंतु तो बनविण्याची तत्कालीन प्रक्रिया खूप महागडी आहे. जेव्हा मोठ्या प्रमाणावर या वायूचे उत्पादन केले जाईल, तेव्हाच तो स्वस्तात उपलब्ध होऊ शकेल, असे सरकारचे म्हणणे आहे. किंबहुना, या आधारावरच हायड्रोजन मिशनचे यशापयश अवलंबून आहे, हे लक्षात घ्यावे लागेल. हा मुद्दा समजून घेण्यासाठी सौरऊर्जेचे उदाहरण घेतले जाऊ शकते. 2013 मध्ये देशात पहिला सौरऊर्जा प्रकल्प उभा राहिला. त्यावेळी प्रतियुनिट 16 रुपये खर्च येत होता. आता हा खर्च अवघ्या दोन रुपयांवर आला आहे. सौरऊर्जा मोठ्या प्रमाणावर निर्माण होऊ लागली, तेव्हाच हे शक्य झाले. एका अहवालानुसार, आगामी काळात भारत प्रतिकिलो ग्रीन हायड्रोजनसाठी दोन डॉलरपर्यंत खर्च मर्यादित करण्याचा प्रयत्न करणार आहे. असे झाल्यास ऊर्जा क्षेत्रात ग्रीन हायड्रोजनची उपयुक्तता वाढेल. सध्या यावर 3 ते 6.5 डॉलर प्रतिकिलो एवढा खर्च येतो. सौरऊर्जा वापरून हा खर्च कमी करण्याचा प्रयत्न भारत सरकार करीत आहे. त्यात यश आल्यास भारत ग्रीन हायड्रोजनच्या बाबतीत ‘ग्लोबल हब’ बनू शकेल.