डा. रामहरि पाैड्याल
‘भविष्यमा कोइलाको सट्टा पानी ऊर्जाको आधार हुनेछ !’ यो तथ्यलाई जुल्स भेर्नले सन् १८७४ मा प्रमाणित गरेरै भनेका थिए । उनी अहिले संसारमा छैनन् तर १५० वर्षअघि उनले देखेको सपना साकार पार्न विश्वका धेरैजसो महाशक्तिहरू हाइड्रोजन ऊर्जा उत्पादन र प्रयोगको दिशामा प्रयत्नरत छन् । ‘कोभिड कहर’को उत्कर्षपछि विश्वमा रुस–युक्रेन, हमास–प्यालेस्टाइन जस्ता देश र पक्षबीच चलिरहेको युद्धबीच मानिस विभिषिकाका लािग जुधिरहेका छन् ।
तेल भण्डारयुक्त देशहरू युद्धको चपेटामा पर्नु, कार्बन उत्सर्जन शून्य बनाउन खनिज तथा जैविक इन्धनको प्रयोगलाई उपेक्षा गरिनु तथा नवीकरणीय तथा स्वच्छ ऊर्जाको विकास पर्याप्त नहुनु जस्ता कारणले विश्व ऊर्जा सङ्कटोन्मुख छ । यो सङ्कटपछिको भविष्य कस्तो हुनुपर्छ ? यही प्रश्नको जवाफ खोज्न अहिले संसार रुमल्लिरहेको छ ।
संसारभर यतिखेर ऊर्जाका नयाँ–नयाँ आयाम, बिजनेस मोडेलहरूका विषयमा चर्चा चुलिएका छन् । विश्व समुदाय स्वच्छ ऊर्जाको भविष्यबारे विचारविमर्शतिर थालेको छ । ऊर्जा उत्पादन तथा प्रयोगकै क्रममा विश्वमा सबैभन्दा बढी कार्बन उत्सर्जन हुने गरेको छ । यही तथ्यलाई मनन गर्दै स्वच्छ ऊर्जा प्राप्तिका लागि विश्वमा अनेक गतिविधि भइरहेका छन् ।
विश्वका औद्योगिक प्रतिष्ठान, यातायात क्षेत्रका अग्रणी कम्पनी, पारम्परिक ऊर्जा उत्पादन र आपूर्ति गर्ने संस्थाहरू ऊर्जा व्यवसायको मोडल परिवर्तन गर्नतर्फ प्रयत्नरत छन् । यही क्रममा हाइड्रोजन ऊर्जालाई अहिले प्रमुख विकल्पको रूपमा विकास तथा प्रवर्द्धन गर्ने विश्व लहर चलेको छ । धेरै देशले हाइड्रोजन विकासका लागि छुट्टै व्यावसायिक इकाई समेत गठन गरेका छन् । हाइड्रोजन ऊर्जाको अनुसन्धान र विकासमा सरकारी खर्च समेत तीव्र गतिमा बढ्दो देखिन्छ । धेरै देशले यसलाई एउटा रणनीतिक योजनाका साथ ‘पाइलट परियोजना’ बनाएर अघि बढ्दै गरेको देखिन्छ ।
सन् २०१९ को मध्यसम्म विश्वमा हाइड्रोजन ऊर्जालाई प्रोत्साहित गर्न आवश्यक ५० भन्दा बढी नीतिगत पहलहरू भए । यस्ता नीतिहरू विशेषतः जी–ट्वान्टी र युरोपियन युनियनभित्रका ११ देशमा निर्माण भएको पाइन्छ । ती मध्ये ९ देशमा हाइड्रोजन ऊर्जाका लागि ‘राष्ट्रिय मार्गचित्र’ बनेको छ । कारण स्पष्ट छ– हाइड्रोजनले केन्द्रिकृत बिजुली उत्पादनमा कार्बन उत्सर्जन घटाउने मात्र नभई सिमेन्ट, स्टिल, केमिकल र यातायातका ठूला कम्पनीमा समेत कार्बन डाइअक्साइडको उत्सर्जन घटाउन ठूलो मद्दत गर्दछ । जब शुद्ध हाइड्रोजन इन्धनको रूपमा प्रयोग हुन्छ, त्यसले ‘बाइ–प्रडक्ट’को रूपमा केबल ताप र पानी मात्र फाल्छ ।
पेरिस सम्झौता
बढ्दो प्रदूषण, आकाशिँदो हरितगृह ग्यासको प्रभावलाई कसरी समयमै नियन्त्रण गर्ने भनेर विश्वका १८९ देशका राष्ट्र प्रमुखहरू पेरिस सम्झौताका लागि भेला भए । चीन, ईयू र अमेरिकाले विश्वको ४१.५ प्रतिशत कार्बन उत्सर्जन गर्दछन् । कार्बन उत्सर्जन गर्ने देशहरूको सूचीमा अनुपातका हिसाबले हेर्दा विश्वका १० ठूला देशले वायुमण्डलमा हुने कूल कार्बनमा दुई तिहाइ उत्सर्जन गर्दछन् । तिनमा चीन, अमेरिका, युरोप, भारत, रुस, जापान, ब्राजिल, इन्डोनेसिया र इरान पर्छन् । सूचीको सबैभन्दा तलतिर भएका १०० देशले गर्ने कार्बनडाइअक्साइडको उत्सर्जन जम्मा ३६ प्रतिशत मात्र छ । यसरी कार्बन उत्सर्जनमा देखिएको यो ठूलो विषमता एउटा चिन्ताको विषय हो । विश्व वायुमण्डल प्रदूषित गर्नेमा मुख्य तीन ठूला देशको मुख्य भूमिका देखिन्छ, तिनले १ सय देशले गर्ने भन्दा १६ गुणा बढी प्रदूषण गर्छन् । यसरी धनी देशले गर्ने कार्बन उत्सर्जन र वायुमण्डलमा छोडेको दूषित ग्यासको शिकार नेपालजस्ता अविकसित देशले व्यहोर्नु परिरहेको छ । अतः विश्व वायुमण्डलको प्रदूषण हटाउन पनि शक्तिसम्पन्न यी १० देशले प्रभावकारी भूमिका निर्वाह गर्नुपर्छ । उनीहरूले नचाहँदासम्म प्रदूषण हटाउन वा शून्य गर्न सकिँदैन ।
हाइड्रोजन ऊर्जा : सम्भावना र चुनौती
हाइड्रोजनले स्वच्छ ऊर्जाको अभाव पूरा गर्ने ठूलो आश्वासन दिइरहेको छ तर विद्यमान विधि ‘ग्रे हाइड्रोजन’ उत्पादनका लागि प्रयोग भइरहेको छ । जसअनुसार पूर्णरूपमा कोइला र प्राकृतिक ग्यासमा निर्भर भई हाइड्रोजन उत्पादन गरिन्छ । इन्टरनेशनल इनर्जी एजेन्सी (आईईए) को पछिल्लो तथ्याङ्क अनुसार विश्वमा हाइड्रोजनको माग ७ करोड मेट्रिक टन छ । खैरो हाइड्रोजनले उक्त माग पूरा गर्दा वार्षिक ८३ करोड मेट्रिक टन कार्बन उत्सर्जन हुने तथ्य बाहिर आएको छ । यो मात्रा जर्मनीले गर्ने उत्सर्जनभन्दा धेरै हो । जर्मनी विश्वको छैटौँ ठूलो प्रदूषक देश मानिन्छ । केही मानिसले यो खैरो हाइड्रोजनको उत्पादन प्रक्रियाप्रति असहमति जनाउँदै आएका छन् । हाइड्रोजन ऊर्जाको वर्तमान उत्पादन विधिले कार्बन उत्सर्जन बढी गर्ने दाबी उनीहरूले गरेका छन् ।
विश्वमा कम कार्बन उत्सर्जन गर्ने हाइड्रोजन उत्पादनका प्रविधि आएका छन् तर ती महँगा छन् । यद्यपि, जसरी अरू नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादनको लागत युद्धस्तरमा घटेको छ, त्यसरी नै भविष्यमा हाइड्रोजनको समेत घट्ने आशा गर्न सकिन्छ । सन् २०३० सम्म हाइड्रोजन उत्पादनको मूल्यमा ३० प्रतिशतभन्दा बढीले कमी आउने अध्ययनले देखाएको छ । मूल्यमा गिरावट आएपछि हाइड्रोजन ऊर्जा क्षेत्रमा एउटा कोशेढुंगा सावित हुनेछ । यसमा प्राप्त हुने सफलता विश्वका सरकारको राजनीतिक इच्छाशक्ति र अनुसन्धानमा गरिने खर्चहरूले निर्धारण गर्नेछ ।
मित्सुबिसी पावर कम्पनी र ब्लुमबर्ग न्यु इनर्जी फाइनान्सको संयुक्त आयोजनामा लन्डनमा भएको एउटा कार्यशाला गोष्ठीमा हाइड्रोजन ऊर्जाका वरिष्ठ विज्ञ प्रोफेसर ककारसले विमति जनाउँदै भने– ‘हाइड्रोजन ऊर्जाका प्रविधिहरू अहिले नै व्यावसायिकरूपमा सक्षम र उपलब्ध छन् । अझै यसको उत्पादन लागत घटाउनुपर्ने आवश्यकता छ ।’
कार्बन ऊर्जामा लगाइने नियमित शुल्कहरू हटाइनु पर्दछ । यसले कार्बन ऊर्जाको लागत घटाउने छ । त्यसैगरी, कार्बन ऊर्जा विकाससम्बन्धी अनेकखाले नीति र नियमहरू सजिलो बनाइनुपर्ने देखिन्छ । यो नयाँ प्रविधि भएकाले यस किसिमका नीतिहरू अस्पष्ट देखिनु स्वाभाविकै हो । हाइड्रोजन उत्पादनमा लिइने अनुमतिपत्र, सुरक्षाका सवालहरू, एक देशबाट अर्कोमा निकासी– पैठारी सम्बन्धी कानूनहरू, सीमापार नीतिहरू सबै समयानुकूल परिमार्जित गर्दै जानुपर्छ ।
खैरो, नीलो र हरित हाइड्रोजन
हरित हाइड्रोजन सम्भवतः अर्को दशकका लागि चुनौतीको रूपमा रहने छ । यो उत्पादन गर्न थप नवीकरणीय बिजुली आवश्यक पर्छ । ‘नीलो हाइड्रोजन’ त्यो दिशामा अघि बढ्न एक वास्तविक कदम हो । ‘कार्बन क्याप्चर प्रविधि’सँग परम्परागत उत्पादन विधिहरू मिलाएर उत्पादन गरिने ‘नीलो हाइड्रोजन’ लगभग कार्बनमुक्त हुन्छ । प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादन गर्न प्रयोग हुने स्टीम मिथेन रिफर्मिङ (एसएमआर) अर्थतन्त्र अनुकूल भएका कारण भविष्यमा प्रमुख उत्पादन प्रविधि बन्ने सम्भावना छ । कार्बन क्याप्चर, उपयोगिता र भण्डारण (सीसीयूएस) प्रविधिको एसएमआर प्लान्टले हाइड्रोजन उत्पादनबाट उत्सर्जन कम गर्न सक्छ । फलतः नीलो हाइड्रोजन उत्पादन सुगम हुनेछ ।
आईईएको अध्ययनले सीसीयूएस प्रविधि अनुसार प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादन अलि बढी महँगो उल्लेख गरेको छ । यद्यपि, कार्बन उत्सर्जनको मूल्य बढ्दै जाँदा र सीसीयूएस प्रविधि सस्तो हुँदै गएकोले आगामी दिनमा मूल्यको अन्तर कम हुनेछ । साथै, नीलो हाइड्रोजनलाई अझ बढी प्रतिस्पर्धी बनाउन सकिने छ । विश्व हरित हाइड्रोजनतर्फ बढ्दै जाँदा, सीसीयूएस प्रविधिका कारण नीलो हाइड्रोजन कोशे ढुङ्गा (माइलस्टोन) बन्न सक्छ ।
बीएनईएफ शिखर सम्मेलनको उही कार्यशालामा, काकारसले कसरी सीसीयूएसको मापनले हाइड्रोजन उत्पादनमा फाइदा पु¥याउन सक्छ भनेर बताए । उनले भनेका थिए, ‘पेट्रा नोभामा अवस्थित विद्युत् उत्पादन प्लान्टमा स्थापित क्याप्चर प्लान्टको छेउमा नीलो हाइड्रोजन बनाउनुपर्ने क्याप्चरभन्दा २ गुणा बढी लिने क्षमता छ ।’ मित्सुबिसी हेभी इन्डस्ट्रिज समूहले संयुक्त राज्य अमेरिकाको टेक्सासमा पेट्रा नोभाको लागि विश्वको सबैभन्दा ठूलो व्यावसायिक कार्बन खिच्ने प्लान्ट सन् २०१६ देखि सफलरूपले व्यावसायिक सञ्चालानमा आएको छ ।
हाइड्रोजन फ्यूल–सेल
हाइड्रोजनको उपयोगलाई मध्यनजर गर्दै विश्वका कैयौँ विकसित तथा विकासशील देशले यसको विकासमा मेहनत गरिरहेका छन् । विश्वका ठूला अटो मोबाइल कम्पनीले पनि अब हाइड्रोजन फ्यूल सेलबाट चल्ने सवारीको विकासमा जोड दिएका छन् । यो कार्बन शून्य वैकल्पिक ऊर्जा व्यवस्थाले बढ्दो वातावरणीय प्रदूषणलाई कम गर्दै विश्वका सबै देशलाई सन् २०५० सम्म कार्बन शून्य बनाउन ठूलो सहयोग मिल्ने छ । यही उत्प्रेरक तथ्यले हाइड्रोजनको उपयोग बढ्दै जाने देखिन्छ ।
एउटा कारमा ७ मिनेटभित्र हाइड्रोजन फ्यूल भर्न सकिन्छ । एक पटक फ्यूल भरेको कारले ४०० देखि ६०० किलोमिटरसम्मको यात्रा तय गर्न सक्छ तर विद्युतीय गाडीमा यति नै दूरीको यात्रा गर्न करिब १२ घण्टा रिचार्ज गर्नुपर्छ । त्यसैले, यो विद्युतीय गाडीभन्दा पनि धेरै प्रभावकारी मानिएको छ । हाइड्रोजन फ्यूल सेलले रासायनिक ऊर्जालाई विद्युत् ऊर्जामा परिवर्तन गर्दछ । यसमा हाइड्रोजन ग्यास र अक्सिजनको प्रयोग हुने गर्दछ । हाइड्रोजनको प्रयोगले कुनै प्रदूषण हुँदैन । पेट्रोलियम इन्धनका लागि गरिने खर्च जोगाउँछ । यस प्रकारको नवीकरणीय ऊर्जाको उत्पादन र प्रयोग बढाउन सके पारम्परिक जीवाश्म इन्धन घटाउन मद्दत पुग्छ ।
ग्रीन हाइड्रोजन नीति, २०८०
विश्वमा बढ्दै गएको हाइड्रोजन ऊर्जाप्रतिको आकर्षणलाई समयमै स्वीकार गर्दै नेपाल सरकारले ‘ग्रिन हाइड्रोजन नीति, २०८०’ लागू गरेको छ । यो नेपालको ऊर्जाका विकासमा एउटा नीतिगत व्यवस्थाको प्रारम्भ मान्न सकिन्छ ।
नेपालमा हाइड्रोजनको प्रवेश
नेपालमा हाइड्रोजन ऊर्जाको सम्भावनाको चर्चा गर्दा सन् २००८ बाट शुरू गर्नुपर्छ । सोही वर्षको अगस्टमा इन्टरनेसनल जर्नल अफ हाइड्रोजन भोलुम–३३ मा डा. भक्तबहादुर आले र श्रीओम बादे श्रेष्ठले अनुसन्धानात्मक लेख प्रकाशित गरी यसको बहस शुरू गरेका थिए । सन् २००९ मा लेखक द्वयले नै ‘काठमाडौँ उपत्यकामा हाइड्रोजन सवारीको प्रचलन : यातायातको स्वच्छ र दिगो माध्यम’ शीर्षकको लेख प्रकाशित गरे ।
गोरखापत्रमा प्रकाशित हाइड्रोजन ‘ ऊर्जाको सम्भावना र चुनौती’ त्यो लेखले ऊर्जा नीति बनाउन पहिलो लबिङ गरेको थियो । त्यतिबेलैको पहल, निरन्तरको छलफल, बहस र सरोकारवाला निकायको दबाबपछि सरकारले ग्रीन हाइड्रोजन नीति, २०८० ल्यायाे । उता हाइड्रोजन सम्बन्धी अनुसन्धानमा नेपाली विज्ञहरू समेत सक्रिय रहेको प्रशस्त उदाहरण छन् । त्यसलाई यहाँ उल्लेख गरिएको छ :
यही सत्यलाई मध्यनजर गरेर नेपाल आयल निगमका तात्कालीन कार्यकारी प्रमुख सुरेन्द्र पौडेलको नेतृत्वमा काठमाडौँ विश्वविद्यालयसँग हाइड्रोजन ऊर्जा प्रविधिलाई कसरी नेपालमा लागू गर्न सकिन्छ भनेर अनुसन्धान गर्न सम्झौता भयो । हाइड्रोजनमा यो एउटा कोशेढुंगा थियो । विश्वमा चलिरहेका नयाँ मोडेलबाट पाठ सिक्दै नेपालले ऊर्जा भनेको पारम्परिक जीवाश्म ऊर्जा र जलविद्युत् मात्र नभई नवीकरणीय र हाइड्रोजन सबैलाई ऊर्जा मिश्रणमा सामेल गर्दै अघि बढ्नु पर्ने चुनौती छ । ‘टू मेक एन इनर्जी फिक्स, वि निड एन इनर्जी मिक्स’ ब्रिटिश पेट्रोलियम कम्पनीको यो मूल मन्त्र अब आयल निगमले पनि पच्छ्याउँदै अघि बढोस् ।
लेखक, नवीकरणीय ऊर्जाविद् एवम् त्रिभुवन विश्वविद्यालय र पूर्वाञ्चल विश्वविद्यालयका अतिथि प्राध्यापकसमेत रहेका छन् । यो आलेख २०८१ साल असारमा प्रकाशित ‘ऊर्जा खबर’ अर्धवार्षिक पत्रिकाबाट साभार गरिएको हो ।
सन्दर्भ सामग्री (References)
1 . Biraj Singh Thapa, Bishwash Neupane, Ho-seong Yang, Young-Ho Lee, Green hydrogen potentials from surplus hydro energy in Nepal,International Journal of Hydrogen Energy, Volume 46, 108 Issue 43, 2021, Pages 22256-22267, ISSN 0360-3199, https://doi .org/10 .1016/j .ijhydene .2021 .04 .096 .
2 . Sijan Devkota, Sagar Ban, Rakesh Shrestha, Bibek Uprety, Techno-economic analysis of hydropower based green ammonia plant for urea production in Nepal, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 48, Issue 58, 2023, Pages 21933-21945, ISSN 0360-3199, https://doi .org/10 .1016/j .ijhydene .2023 .03 .087.
3 . Anup Paudel, Bishwash Paneru, Durga Prasad Mainali, Sameep Karki, Yashwanth Pochareddy, Shree Raj Shakya, Seemant Karki, Hydrogen production from surplus hydropower: Techno-economic assessment with alkaline electrolysis in Nepal's perspective, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 74, 2024, Pages 89-100, ISSN 0360-3199, https://doi .org/10 .1016/j .ijhydene .2024 .06 .117.
4 . B .B . Ale, S .O . Bade Shrestha, Introduction of hydrogen vehicles in Kathmandu Valley: A clean and sustainable way of transportation, Renewable Energy, Volume 34, Issue 6, 2009, Pages 1432-1437, ISSN 0960-1481, https://doi .org/10 .1016/j .renene .2008 .10 .015.
5 . Bishwash Paneru, Anup Paudel, Biplov Paneru, Vikram Alexander, D .P . Mainali, Sameep Karki, Seemant Karki, Sarthak Bikram Thapa, Khem Narayan Poudyal, Ramhari Poudyal, Techno-economic analysis of green hydrogen production, storage, and waste heat recovery plant in the context of Nepal, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 77, 2024, Pages 892-905, ISSN 0360-3199, https://doi .org/10 .1016/j .ijhydene .2024 .06 .161.
६. डा. रामहरि पौड्याल ‘हाइड्रोजन उर्जाको सम्भावना’ २६ जनवरी २०२१ गोरखापत्र दैनिक ।
७. डा. रामहरि पौड्याल ‘कोभिड–१९ पछि हाइड्रोजन ऊर्जा’ बिहीबार, माघ २२, २०७७ बाह्रखरी अनलाइन पत्रिका ।
