तेजी से बढ़ती ऊर्जा मांग और बड़े पैमाने पर नवीकरणीय एकीकरण के साथ-साथ 2070 तक शुद्ध-शून्य उत्सर्जन हासिल करने की भारत की प्रतिज्ञा लंबी अवधि और मौसमी ऊर्जा भंडारण को अपरिहार्य बनाती है। जबकि इलेक्ट्रोकेमिकल बैटरियां और सतह पंप हाइड्रो सिस्टम महत्वपूर्ण बने हुए हैं, उनकी स्केलेबिलिटी, अवधि सीमा और भूमि पदचिह्न, गहराई से डीकार्बोनाइज्ड ऊर्जा प्रणाली का समर्थन करने की उनकी क्षमता को बाधित करते हैं। इसके विपरीत, भूमिगत ऊर्जा भंडारण (यूईएस), जिसमें हाइड्रोजन, प्राकृतिक गैस, संपीड़ित हवा और कार्बन डाइऑक्साइड का भूवैज्ञानिक भंडारण शामिल है, अद्वितीय क्षमता, अवधि और रणनीतिक लचीलापन प्रदान करता है। गंभीर रूप से, यूईएस कोई पारंपरिक बुनियादी ढांचा समस्या नहीं है। यह एक भूवैज्ञानिक प्रणाली चुनौती है, जिसके लिए दशकों से विश्वसनीय जलाशय नियंत्रण, चक्रीय दबाव के तहत कैप-रॉक अखंडता, दोष स्थिरता, भूजल संरक्षण और निरंतर निगरानी की आवश्यकता होती है। भारत की भूवैज्ञानिक बंदोबस्ती, परिपक्व तलछटी घाटियाँ, व्यापक बेसाल्ट प्रांत और परित्यक्त खनन बुनियादी ढाँचा, एक मजबूत आधार प्रदान कर सकते हैं, लेकिन केवल तभी जब कठोर भूभौतिकीय विज्ञान और निरंतर अनुसंधान निवेश के माध्यम से विकसित किया जाए।
भारत सरकार का केंद्रीय बजट आवंटन ₹कार्बन कैप्चर, यूटिलाइजेशन और स्टोरेज (सीसीयूएस) के लिए पांच वर्षों में 20,000 करोड़ रुपये, भारत की जलवायु और ऊर्जा रणनीति में उपसतह की भूमिका की एक महत्वपूर्ण मान्यता का प्रतिनिधित्व करता है। भूवैज्ञानिक CO₂ भंडारण औद्योगिक डीकार्बोनाइजेशन को रेखांकित करता है, लेकिन इसका महत्व उत्सर्जन में कमी से कहीं अधिक है। सीसीयूएस सभी प्रकार के भूमिगत ऊर्जा भंडारण के लिए आवश्यक तकनीकी, संस्थागत और नियामक आधार स्थापित करता है। भूवैज्ञानिक संरचनाओं में CO₂ भंडारण को नियंत्रित करने वाले वैज्ञानिक सिद्धांत, उदाहरण के लिए, जलाशय लक्षण वर्णन, सील अखंडता, इंजेक्शन अच्छी तरह से डिजाइन, दबाव प्रबंधन, प्लम ट्रैकिंग और दीर्घकालिक जोखिम शमन, मूल रूप से हाइड्रोजन, सिंथेटिक गैस या संपीड़ित वायु भंडारण के लिए समान हैं। राष्ट्रीय आकलन से संकेत मिलता है कि भारत की भूवैज्ञानिक CO₂ भंडारण क्षमता गहरे खारे जलभृतों, घटते हाइड्रोकार्बन जलाशयों और महाद्वीपीय बाढ़ बेसाल्ट तक फैली हुई है, जिसकी मात्रा कई सौ मिलियन टन होगी। ये संरचनाएं, उचित भू-रासायनिक और भू-यांत्रिक मूल्यांकन के अधीन, अन्य ऊर्जा वैक्टरों की भी मेजबानी कर सकती हैं, जो सिल्ड परियोजनाओं के बजाय एक एकीकृत उपसतह भंडारण ढांचे की आवश्यकता को मजबूत करती हैं। इसके अलावा, सीसीयूएस तैनाती पाइपलाइनों, कंप्रेसर, इंजेक्शन कुएं, निगरानी नेटवर्क और महत्वपूर्ण रूप से, भूमिगत इंजेक्शन और दीर्घकालिक देयता के लिए नियामक प्रक्रियाओं जैसे साझा बुनियादी ढांचे के विकास को तेज करती है। अंतर्राष्ट्रीय अनुभव दर्शाता है कि ये ढाँचे बड़े पैमाने पर प्रौद्योगिकी-अज्ञेयवादी हैं और विभिन्न गैसों में हस्तांतरणीय हैं। इसलिए, भारत का उभरता सीसीयूएस रोडमैप राष्ट्रीय ऊर्जा योजना के तहत भूमिगत ऊर्जा भंडारण को मुख्यधारा में लाने का समय पर अवसर प्रदान करता है।
भारत के तलछटी घाटियों में ख़त्म हो चुके तेल और गैस क्षेत्र और गहरी खारी संरचनाएँ हैं जो सैद्धांतिक रूप से भूमिगत ऊर्जा भंडारण के लिए उपयुक्त हैं। ख़त्म हो चुके जलाशय अपने सिद्ध फँसाने के तंत्र, ज्ञात दबाव इतिहास और मौजूदा उपसतह डेटासेट के कारण विशेष रूप से आकर्षक हैं। हालाँकि, इसकी तुलना में, हाइड्रोजन भंडारण अतिरिक्त भूवैज्ञानिक जटिलता का परिचय देता है। हाइड्रोजन के छोटे आणविक आकार, उच्च विसरणशीलता, और भू-रासायनिक और माइक्रोबियल प्रतिक्रियाओं की क्षमता, असाधारण रूप से मजबूत कैप चट्टानों, सावधानीपूर्वक दबाव चक्रण और उच्च-रिज़ॉल्यूशन दोष लक्षण वर्णन की मांग करती है। बेसिन-स्केल अध्ययन बड़ी सैद्धांतिक भंडारण क्षमता का सुझाव देते हैं, लेकिन सुरक्षित तैनाती उन्नत उपसतह इमेजिंग, रॉक भौतिकी विश्लेषण, प्रतिक्रियाशील परिवहन मॉडलिंग और सटीक निगरानी पर निर्भर करती है। यांत्रिक भंडारण अवधारणाएँ, जैसे भूमिगत पंप वाली पनबिजली और गुरुत्वाकर्षण-आधारित प्रणालियाँ, भारत के यूईएस पोर्टफोलियो का और विस्तार करती हैं। ये विकल्प सतही भूमि संघर्षों को कम करते हैं, लेकिन चट्टान-द्रव्यमान स्थिरता, रिसाव मार्गों और दीर्घकालिक विरूपण व्यवहार के भूभौतिकीय और भू-तकनीकी मूल्यांकन पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं।
भारत में भूमिगत ऊर्जा भंडारण की सफलता शिक्षा जगत, राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं, उद्योग और भारतीय भूभौतिकीय संघ (आईजीयू) जैसे पेशेवर निकायों में भूभौतिकीय समुदाय की क्षमताओं पर अत्यधिक निर्भर करेगी।. भूभौतिकीविदों की इसमें निर्णायक भूमिका है:
- बेसिन-स्केल स्क्रीनिंग और साइट चयनउम्मीदवार संरचनाओं को रैंक करने के लिए एकीकृत बेसिन मॉडलिंग के लिए भूकंपीय, गुरुत्वाकर्षण, चुंबकीय और अन्य भूभौतिकीय डेटा का उपयोग करना।
- जलाशय, बेसमेंट, ओवरबर्डन और सील लक्षण वर्णनजिसमें उन्नत इमेजिंग तकनीकों और रॉक भौतिकी के माध्यम से संपूर्ण भंडारण परिसर में विविधता, फ्रैक्चर नेटवर्क और कैप-रॉक अखंडता का आकलन शामिल है।
- निगरानी, सत्यापन और जोखिम शमनसमय चूक भूभौतिकीय डेटा, सूक्ष्म भूकंपीयता और सतह विरूपण माप को नियोजित करना।
- प्रेरित भूकंपीयता और भूयांत्रिकीसुरक्षित परिचालन दबाव लिफाफे को परिभाषित करना और नियामक सीमाओं को सूचित करना।
- एकीकृत मॉडलिंग और अनिश्चितता विश्लेषणभूभौतिकीय, भूवैज्ञानिक, भू-रासायनिक और इंजीनियरिंग डेटासेट का संयोजन।
भूभौतिकीय समुदाय से निरंतर नेतृत्व के बिना, यूईएस परियोजनाओं में कम चरित्र, अति-इंजीनियरिंग या सामाजिक रूप से विवादित होने का जोखिम होता है।
भूमिगत ऊर्जा भंडारण का अंतिम प्रभाव आयातित समाधानों पर नहीं, बल्कि स्वदेशी नवाचारों और निरंतर अनुसंधान पर निर्भर होना चाहिए। विशेषज्ञों ने तर्क दिया है कि भारत के औद्योगिक पारिस्थितिकी तंत्र ने अक्सर अपने निर्माण के बजाय गहरी प्रौद्योगिकी के आयात को प्राथमिकता दी है, जिससे घरेलू अनुसंधान एवं विकास क्षमता में कमी आई है। उद्धृत किया गया एक चेतावनीपूर्ण उदाहरण अनुपलब्ध विदेशी प्रौद्योगिकी के कारण एक प्रमुख भारतीय फर्म द्वारा लिथियम-बैटरी पहल को ठंडे बस्ते में डालना था, जबकि फिनलैंड-अमेरिका के एक छोटे स्टार्ट अप ने करीबी शिक्षा-उद्योग सहयोग और धैर्यपूर्ण निवेश के माध्यम से सफलतापूर्वक ठोस-राज्य बैटरी का प्रदर्शन किया।
यूईएस अनुसंधान के लिए समान सामग्रियों की आवश्यकता होगी: लंबी-क्षितिज फंडिंग, प्रारंभिक विफलता के लिए सहिष्णुता, और विश्वविद्यालयों, राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं और उद्योग के बीच गहरा एकीकरण। इंजेक्टेड गैस (हाइड्रोजन)-रॉक इंटरैक्शन, कैप-रॉक अखंडता, मल्टीफ़ेज़ प्रवाह और निगरानी प्रौद्योगिकियों पर अनुसंधान को अनिवार्य रूप से प्रयोगशाला या पायलट पैमाने पर असफलताओं का सामना करना पड़ेगा, लेकिन इन्हें सीखने के मील के पत्थर के रूप में माना जाना चाहिए, विफलताओं के रूप में नहीं। भारत को यह विश्वास विकसित करना होगा कि वास्तविक शोध हमारे यहां हो सकता है।
भारत की यूईएस क्षमता के निर्माण में शिक्षा को केंद्रीय भूमिका निभानी चाहिए। पृथ्वी वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को पाठ्यक्रम विकास और अनुसंधान कार्यक्रमों का नेतृत्व करना चाहिए, जिसमें उपसतह ऊर्जा भंडारण, जलाशय सिमुलेशन, भू-रासायनिक निगरानी, प्रेरित भूकंपीयता और जोखिम मूल्यांकन शामिल हों। हाल का भारतीय अनुभव इस आवश्यकता को रेखांकित करता है। एनटीपीसी-आईआईटी बॉम्बे सीओ₂ भंडारण पहल, जिसमें भारत का पहला सीओ₂ इंजेक्शन परीक्षण कुआं शामिल है, के लिए कोयला-बेड जलाशयों की विस्तृत मैपिंग, उच्च दबाव वाले कुएं डिजाइन, भूकंपीय निगरानी और इंजेक्शन प्रोटोकॉल के तनाव-परीक्षण की आवश्यकता थी। परियोजना से जुड़े विशेषज्ञ इस तरह की परियोजना की सफलता के लिए स्वदेशी प्रौद्योगिकी विकास, भूमिगत स्थितियों की सावधानीपूर्वक निगरानी, इंजेक्शन दबाव, अच्छी अखंडता और भूकंपीय प्रतिक्रिया पर जोर देते हैं। इसके लिए एक राष्ट्रीय भंडारण एटलस और संरचित व्यवहार्यता और जोखिम मूल्यांकन की आवश्यकता है, जो भारत में भविष्य की यूईएस पहल के लिए एक खाका प्रदान कर सकता है। पहले कदम के रूप में एनटीपीसी, गेल, ओएनजीसी, ऑयल इंडिया, कोल इंडिया और अन्य सार्वजनिक क्षेत्र की संस्थाओं को विश्वविद्यालयों, राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं और मजबूत तकनीकी और प्रबंधकीय क्षमताओं वाली परामर्श फर्मों के साथ जोड़कर इस तरह के सहयोग का विस्तार करना, भूमिगत भंडारण में तकनीकी विशेषज्ञता और प्रबंधकीय क्षमता दोनों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण होगा।
विनियमन को प्रौद्योगिकी के समानांतर विकसित होना चाहिए। परियोजना में देरी और सार्वजनिक विरोध से बचने के लिए साइटिंग, अनुमति, निगरानी और दीर्घकालिक दायित्व के लिए स्पष्ट, पारदर्शी नियम आवश्यक हैं। विश्व स्तर पर सीसीयूएस के अनुभव से पता चलता है कि अनुमति और दायित्व में अनिश्चितता, अच्छी तरह से डिजाइन की गई परियोजनाओं को भी रोक सकती है। भारत के सीसीयूएस रोडमैप और उभरते नियामक ढांचे में स्पष्ट रूप से कई गैसों और भंडारण मोड को समायोजित करना चाहिए। इसलिए, भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण एजेंसियों, भूजल प्राधिकरणों, खनन नियामकों और अन्य हितधारकों को शीघ्र ही इसमें शामिल होना चाहिए। भूवैज्ञानिकों को इन चर्चाओं का अभिन्न अंग होना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि भूकंपीयता, जलभृत कनेक्टिविटी और सामग्री अनुकूलता जैसे भू-खतरा जोखिमों को रेट्रोफिटेड के बजाय सक्रिय रूप से संबोधित किया जाता है।
भारत के स्वच्छ-ऊर्जा भविष्य के लिए भूमिगत ऊर्जा भंडारण एक वैज्ञानिक और रणनीतिक अनिवार्यता है। यह सीधे तौर पर जलवायु शमन को ऊर्जा सुरक्षा से जोड़ता है। हालाँकि, इस क्षमता को समझने के लिए हार्डवेयर परिनियोजन से कहीं अधिक की आवश्यकता है।
यह उपसतह अनुसंधान एवं विकास, भूभौतिकीय क्षमता-निर्माण और भारतीय भूविज्ञान पर आधारित नियामक ढांचे में निरंतर निवेश की मांग करता है। भंडारण संसाधनों की मैपिंग, अनिश्चितता की मात्रा निर्धारित करने, प्रदर्शन की निगरानी करने और साक्ष्य-आधारित विनियमन को आकार देने में भूभौतिकीय समुदाय की महत्वपूर्ण भूमिका है। विज्ञान, उद्योग और नीति में बहु-विषयक प्रयासों का नेतृत्व करके, भारतीय भूविज्ञान यह सुनिश्चित कर सकता है कि ऊर्जा को वहीं संग्रहित किया जाए जहां वह है, “भूमिगत”, और भारत का ऊर्जा संक्रमण सुरक्षित, लचीला और आत्मनिर्भर है।
यह लेख प्रदीप सिंघवी, कार्यकारी निदेशक, ऊर्जा और जलवायु अभ्यास, ग्रांट थॉर्नटन भारत एलएलपी और निमिषा वेदांती, मुख्य वैज्ञानिक, सीएसआईआर, राष्ट्रीय भूभौतिकी अनुसंधान संस्थान द्वारा लिखा गया है।
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