सागर भस्मे
मागील लेखामध्ये आपण परंपरागत ऊर्जा संसाधनांबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण अपरंपरागत ऊर्जा साधनसंपत्तीविषयी जाणून घेऊ. कोळसा, पेट्रोलियम, नैसर्गिक वायू ही ऊर्जा साधने अपुनर्नूतनीकरणीय आहेत. त्याचे साठे मर्यादित असून, ते फार काळ टिकणार नाहीत. म्हणून ऊर्जेची काही पर्यायी व अपरंपरागत साधने शोधणे ही आज काळाची गरज बनली आहे. तसेच पर्यावरणीय संतुलन राखण्यास अपरंपरागत ऊर्जा संसाधने उपयुक्त ठरतात. त्यामुळे सध्या जगाला या संसाधनांचा अधिकाधिक वापर करून पृथ्वीवरील संतुलन राखण्यास व मानवाच्या शाश्वत विकासासाठी मदत होते.
महाराष्ट्रात आढळणाऱ्या अपरंपरागत ऊर्जा साधनसंपत्तीचे प्रकार आपण पुढीलप्रमाणे सविस्तर जाणून घेऊ.
१) सौरऊर्जा :
फोटोसेलचा वापर करून सौरऊर्जा कार्यान्वित करता येते. सौरऊर्जा साठवून ठेवून, तिचा विविध गरजांसाठी वापर करू शकतो. पाणी तापविणे, रेफ्रिजरेटर्स चालविणे, वाहने चालविणे, रस्त्यावरील दिवे लावणे, विहिरीवरील पंप चालविणे आज शक्य आहे. अन्न शिजविण्यासाठी सौरकुकरचा उपयोग आज सर्वत्र होऊ लागला आहे. फोटो सेल्स सध्या खूपच सर्वसामान्य झाले आहेत; मात्र त्यांची कार्यक्षमता वाढवून किमती खाली आणल्या पाहिजेत.
अ) सौर संग्राहक (Solar Heat Collector) : ही ऊर्जा निष्क्रिय सौर पद्धती (Passive Solar System) आणि सक्रिय सौरशक्ती पद्धती (Active Solar System) या दोन पद्धतींनी मिळविली जाते. निष्क्रिय सौर पद्धतीमध्ये वर्षभरात होणाऱ्या हवामानबदलाचा फायदा मिळविण्यासाठी वास्तुशिल्पाची विशिष्ट रचना केलेली असते. त्यासाठी उष्णता संग्राहक म्हणून दगड, विटा, काचा यांसारख्या नैसर्गिक सामग्रीचा वापर केला जातो. त्यामुळे दिवसा उष्णता शोषली जाते आणि रात्री तिचे उत्सर्जन केले जाते. सक्रिय सौरशक्ती पद्धतीमध्ये यांत्रिक शक्तीचा वापर केला जातो. हवा खेळती राहावी किंवा पाणी सर्वदूर पोहोचवता यावे याकरिता यांत्रिक शक्तीची आवश्यकता असते. यंत्रे चालविण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा सौर संग्राहकाकडून प्राप्त केली जाते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : महाराष्ट्रातील ग्रामीण वसाहतीची प्रारूपे अन् वैशिष्ट्ये कोणती?
ब) सौर फोटो सेल (Solar Cells) : याला ‘फोटोव्होल्टिक सेल’ (Photovoltaic Cells or PV Cells) असे म्हणतात. असे फोटोव्होल्टिक सेल सिलिकॉन व गॅलियम यांसारख्या उष्णतावाहक पदार्थांपासून तयार केले जातात. ज्यावेळी यावर सौरऊर्जा पडते त्यावेळी इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होऊन विद्युतनिर्मिती होते. एका बोर्डवर (Panel) अनेक सौर सेलची योजना करून, मोठ्या प्रमाणात वीजनिर्मिती केली जाते. या सौर ऊर्जेच्या साह्य ने रस्त्यावर विजेचे दिवे लावणे, विहिरीवरील पंप चालविले जातात. याशिवाय कॅल्क्युलेटर, इलेक्ट्रॉनिक घड्याळे, वाहतूक सिग्नल, कृत्रिम उपग्रह, आकाशवाणी, यांमध्ये सौर ऊर्जेचा वापर केला जातो.
क) सौर कुकर (Solar Cooker) : काचेचे झाकण असलेली ही एक पेटी असून पेटीचा आतील भाग उष्णता संग्रहासाठी / रोधनासाठी काळा केलेला असतो. खाद्यान्न शिजविण्यासाठी सौर कुकरचा वापर हल्ली सर्वत्र होत आहे.
ड) सौर जलतापक (Solar Water Heater) : हीदेखील आतील भाग काळ्या रंगाने रंगविलेली पेटी असून, तिला काचेचे झाकण असते. पेटीच्या आत काळ्या रंगाने रंगविलेले तांब्याचे वेटोळे (Copper Coil) बसविलेले असते. लघुलहरीच्या स्वरूपातील सौरऊर्जा काचेतून आत येते. पेटीचा काळा रंग आणि वरील झाकणामुळे ती बाहेर उत्सर्जित होत नाही. त्यामुळे थंड पाणी गरम होते.
इ) सौर भट्टी (Solar Fumace) : यामध्ये हजारो लहान अंतर्गत परावर्तक आरशाची योजना केली जाते. त्यामध्ये सौर उष्णता शोषली जाते. सुमारे ३०००° सें.पर्यंत तापमानाची निर्मिती केली जाते.
ई) सौरशक्ती स्तंभ (Solar Power Tower) : सौरशक्ती या स्तंभाद्वारे मिळविली जाते. त्यामध्ये एका स्तंभाची योजना केली जाते. स्तंभाभोवती जमिनीवर आंतर्वक्र परावर्तित आरसे बसवलेले असतात. या आरशामार्फत जास्तीत जास्त सूर्यप्रकाश स्तंभाच्या शिखराकडे परावर्तित होतो. स्तंभाच्या शिखरावर बाष्प निर्माण करणारे जनित्र (Dinamo) बसविलेले असते. आरशाद्वारे परावर्तित झालेली उष्णता वाफेच्या जनित्रावर (Dinamo) केंद्रित होते आणि तेथे खालून पंपाद्वारे येणाऱ्या पाण्याची वाफ होते. ही वाफ विद्युत जनित्रावर सोडून विजेची निर्मिती केली जाते.
महाराष्ट्र राज्यात दरवर्षी २.५ दशलक्ष सोलर ऊर्जानिर्मितीची क्षमता आहे. २०१७ मध्ये निर्माण झालेला बीड जिल्ह्यातील ६७.२ मेगावॉटचा प्रकल्प हा सर्वांत पहिला सौरऊर्जा प्रकल्प आहे. महाराष्ट्रातील सर्वांत मोठा सौरऊर्जा प्रकल्प धुळे जिल्ह्याती साक्री येथे आहे. या प्रकल्पातून १२५ मेगावॉट इतकी वीजनिर्मिती होते.
२) गोबर गॅस :
जनावरे व माणसांच्या मलमूत्रापासून बायोगॅस (गोबर गॅस) मिळविण्याचे तंत्रज्ञान आज सर्वमान्य झाले आहे. शासनाने अनुदान देऊन हा कार्यक्रम गाव पातळीपर्यंत व्यापक स्वरूपात राबविला आहे. गोबर गॅसचा उपयोग केवळ स्वयंपाकापुरताच नसून, त्यापासून बाष्पनिर्मितीदेखील करता येते; तसेच कारखान्यातील यंत्रे आणि वीज निर्माण करणाऱ्या टर्बाइन्स चालविण्यासाठी करता येऊ शकतो. शेतकऱ्यांना तर गोबर गॅस आज वरदान ठरले आहे. स्वयंपाकासाठी इंधन व शेतीला खत, असा याचा दुहेरी फायदा होऊ लागला आहे. महाराष्ट्रात सर्वाधिक म्हणजेच एकूण ९३१ हजार गोबर गॅस प्लांट आहेत. नाशिकमधील येवला तालुक्यात महाराष्ट्रातील पहिला अशा प्रकारचा प्लांट बसविण्यात आला होता.
३) भरती-ओहोटी ऊर्जा (Tidal Energy) :
सागरातील लाटा व भरती ही सदैव उपलब्ध असलेली ऊर्जा साधने आहेत. नदीच्या मुखाशी किंवा खाडीच्या भागात अशा ऊर्जेचा काही प्रमाणात उपयोग केला जातो. उदाहरणार्थ- वेगाने वाहणाऱ्या नद्यांच्या पात्रात लावलेले चाक (पॅडल) ठेवल्यास ते फिरू लागते. अशाच चाकांद्वारे सागरी तरंग, लाटांवर बसवून ऊर्जानिर्मिती शक्य आहे. महाराष्ट्राला ७२० किलोमीटरचा समुद्रकिनारा लाभला आहे. त्यामुळे राज्याला भरती-ओहोटी ऊर्जानिर्मितीच्या क्षेत्रात संधी आहे. त्यामधून एक हजार मेगावॉट ऊर्जानिर्मिती होण्याची क्षमता आहे. महाराष्ट्रातील रत्नागिरी जिल्ह्यात जयगड खाडी, तसेच सिंधुदुर्ग जिल्ह्यात वेंगुर्ला खाडीमध्ये भरती-ओहोटीमधून ऊर्जानिर्मिती होते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : साखर उद्योगात महाराष्ट्र अग्रेसर असण्याची मुख्य कारणे कोणती?
४) पवनऊर्जा (Wind Energy) :
वाऱ्याच्या झोताचा वापर करून, ऊर्जा मिळविली जाते. पवनऊर्जेचे विद्युत ऊर्जेत रूपांतर केले जाते. सन १९९७ पासून या प्रकारच्या ऊर्जा उत्पादनास सुरुवात झाली. महाराष्ट्रात डिसेंबर २००१ दरम्यान ८४५ पवनचक्क्या कार्यान्वित झाल्या होत्या. सातारा जिल्ह्यात सर्वांत जास्त पवनचक्क्या आहेत. त्यातून निर्माण होणाऱ्या विजेचे वितरण वकुसवड, ठोसेघर, चाळकेवाडी, माळेवाडी या ठिकाणी होते. सांगली जिल्ह्यात गुढेपाचगणी व ढालगाव या ठिकाणी पवनचक्क्या कार्यान्वित आहेत. कवठेमहांकाळ तालुक्यात अनेक ठिकाणी पवनचक्क्या उभारल्या जात आहेत. अहमदनगर जिल्ह्यात कवड्या डोंगरावर पवनचक्क्या आहेत. त्याशिवाय सिंधुदुर्ग जिल्ह्यात २६ पवनचक्क्या आहेत. देशामध्ये पवनऊर्जानिर्मितीत महाराष्ट्राचा तमिळनाडूनंतर दुसरा क्रमांक लागतो. देशातील १७ टक्के वीज उत्पादन (१४१४.३ मेगावॉट) यातून होते.
मागील लेखामध्ये आपण परंपरागत ऊर्जा संसाधनांबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण अपरंपरागत ऊर्जा साधनसंपत्तीविषयी जाणून घेऊ. कोळसा, पेट्रोलियम, नैसर्गिक वायू ही ऊर्जा साधने अपुनर्नूतनीकरणीय आहेत. त्याचे साठे मर्यादित असून, ते फार काळ टिकणार नाहीत. म्हणून ऊर्जेची काही पर्यायी व अपरंपरागत साधने शोधणे ही आज काळाची गरज बनली आहे. तसेच पर्यावरणीय संतुलन राखण्यास अपरंपरागत ऊर्जा संसाधने उपयुक्त ठरतात. त्यामुळे सध्या जगाला या संसाधनांचा अधिकाधिक वापर करून पृथ्वीवरील संतुलन राखण्यास व मानवाच्या शाश्वत विकासासाठी मदत होते.
महाराष्ट्रात आढळणाऱ्या अपरंपरागत ऊर्जा साधनसंपत्तीचे प्रकार आपण पुढीलप्रमाणे सविस्तर जाणून घेऊ.
१) सौरऊर्जा :
फोटोसेलचा वापर करून सौरऊर्जा कार्यान्वित करता येते. सौरऊर्जा साठवून ठेवून, तिचा विविध गरजांसाठी वापर करू शकतो. पाणी तापविणे, रेफ्रिजरेटर्स चालविणे, वाहने चालविणे, रस्त्यावरील दिवे लावणे, विहिरीवरील पंप चालविणे आज शक्य आहे. अन्न शिजविण्यासाठी सौरकुकरचा उपयोग आज सर्वत्र होऊ लागला आहे. फोटो सेल्स सध्या खूपच सर्वसामान्य झाले आहेत; मात्र त्यांची कार्यक्षमता वाढवून किमती खाली आणल्या पाहिजेत.
अ) सौर संग्राहक (Solar Heat Collector) : ही ऊर्जा निष्क्रिय सौर पद्धती (Passive Solar System) आणि सक्रिय सौरशक्ती पद्धती (Active Solar System) या दोन पद्धतींनी मिळविली जाते. निष्क्रिय सौर पद्धतीमध्ये वर्षभरात होणाऱ्या हवामानबदलाचा फायदा मिळविण्यासाठी वास्तुशिल्पाची विशिष्ट रचना केलेली असते. त्यासाठी उष्णता संग्राहक म्हणून दगड, विटा, काचा यांसारख्या नैसर्गिक सामग्रीचा वापर केला जातो. त्यामुळे दिवसा उष्णता शोषली जाते आणि रात्री तिचे उत्सर्जन केले जाते. सक्रिय सौरशक्ती पद्धतीमध्ये यांत्रिक शक्तीचा वापर केला जातो. हवा खेळती राहावी किंवा पाणी सर्वदूर पोहोचवता यावे याकरिता यांत्रिक शक्तीची आवश्यकता असते. यंत्रे चालविण्यासाठी आवश्यक ऊर्जा सौर संग्राहकाकडून प्राप्त केली जाते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : महाराष्ट्रातील ग्रामीण वसाहतीची प्रारूपे अन् वैशिष्ट्ये कोणती?
ब) सौर फोटो सेल (Solar Cells) : याला ‘फोटोव्होल्टिक सेल’ (Photovoltaic Cells or PV Cells) असे म्हणतात. असे फोटोव्होल्टिक सेल सिलिकॉन व गॅलियम यांसारख्या उष्णतावाहक पदार्थांपासून तयार केले जातात. ज्यावेळी यावर सौरऊर्जा पडते त्यावेळी इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होऊन विद्युतनिर्मिती होते. एका बोर्डवर (Panel) अनेक सौर सेलची योजना करून, मोठ्या प्रमाणात वीजनिर्मिती केली जाते. या सौर ऊर्जेच्या साह्य ने रस्त्यावर विजेचे दिवे लावणे, विहिरीवरील पंप चालविले जातात. याशिवाय कॅल्क्युलेटर, इलेक्ट्रॉनिक घड्याळे, वाहतूक सिग्नल, कृत्रिम उपग्रह, आकाशवाणी, यांमध्ये सौर ऊर्जेचा वापर केला जातो.
क) सौर कुकर (Solar Cooker) : काचेचे झाकण असलेली ही एक पेटी असून पेटीचा आतील भाग उष्णता संग्रहासाठी / रोधनासाठी काळा केलेला असतो. खाद्यान्न शिजविण्यासाठी सौर कुकरचा वापर हल्ली सर्वत्र होत आहे.
ड) सौर जलतापक (Solar Water Heater) : हीदेखील आतील भाग काळ्या रंगाने रंगविलेली पेटी असून, तिला काचेचे झाकण असते. पेटीच्या आत काळ्या रंगाने रंगविलेले तांब्याचे वेटोळे (Copper Coil) बसविलेले असते. लघुलहरीच्या स्वरूपातील सौरऊर्जा काचेतून आत येते. पेटीचा काळा रंग आणि वरील झाकणामुळे ती बाहेर उत्सर्जित होत नाही. त्यामुळे थंड पाणी गरम होते.
इ) सौर भट्टी (Solar Fumace) : यामध्ये हजारो लहान अंतर्गत परावर्तक आरशाची योजना केली जाते. त्यामध्ये सौर उष्णता शोषली जाते. सुमारे ३०००° सें.पर्यंत तापमानाची निर्मिती केली जाते.
ई) सौरशक्ती स्तंभ (Solar Power Tower) : सौरशक्ती या स्तंभाद्वारे मिळविली जाते. त्यामध्ये एका स्तंभाची योजना केली जाते. स्तंभाभोवती जमिनीवर आंतर्वक्र परावर्तित आरसे बसवलेले असतात. या आरशामार्फत जास्तीत जास्त सूर्यप्रकाश स्तंभाच्या शिखराकडे परावर्तित होतो. स्तंभाच्या शिखरावर बाष्प निर्माण करणारे जनित्र (Dinamo) बसविलेले असते. आरशाद्वारे परावर्तित झालेली उष्णता वाफेच्या जनित्रावर (Dinamo) केंद्रित होते आणि तेथे खालून पंपाद्वारे येणाऱ्या पाण्याची वाफ होते. ही वाफ विद्युत जनित्रावर सोडून विजेची निर्मिती केली जाते.
महाराष्ट्र राज्यात दरवर्षी २.५ दशलक्ष सोलर ऊर्जानिर्मितीची क्षमता आहे. २०१७ मध्ये निर्माण झालेला बीड जिल्ह्यातील ६७.२ मेगावॉटचा प्रकल्प हा सर्वांत पहिला सौरऊर्जा प्रकल्प आहे. महाराष्ट्रातील सर्वांत मोठा सौरऊर्जा प्रकल्प धुळे जिल्ह्याती साक्री येथे आहे. या प्रकल्पातून १२५ मेगावॉट इतकी वीजनिर्मिती होते.
२) गोबर गॅस :
जनावरे व माणसांच्या मलमूत्रापासून बायोगॅस (गोबर गॅस) मिळविण्याचे तंत्रज्ञान आज सर्वमान्य झाले आहे. शासनाने अनुदान देऊन हा कार्यक्रम गाव पातळीपर्यंत व्यापक स्वरूपात राबविला आहे. गोबर गॅसचा उपयोग केवळ स्वयंपाकापुरताच नसून, त्यापासून बाष्पनिर्मितीदेखील करता येते; तसेच कारखान्यातील यंत्रे आणि वीज निर्माण करणाऱ्या टर्बाइन्स चालविण्यासाठी करता येऊ शकतो. शेतकऱ्यांना तर गोबर गॅस आज वरदान ठरले आहे. स्वयंपाकासाठी इंधन व शेतीला खत, असा याचा दुहेरी फायदा होऊ लागला आहे. महाराष्ट्रात सर्वाधिक म्हणजेच एकूण ९३१ हजार गोबर गॅस प्लांट आहेत. नाशिकमधील येवला तालुक्यात महाराष्ट्रातील पहिला अशा प्रकारचा प्लांट बसविण्यात आला होता.
३) भरती-ओहोटी ऊर्जा (Tidal Energy) :
सागरातील लाटा व भरती ही सदैव उपलब्ध असलेली ऊर्जा साधने आहेत. नदीच्या मुखाशी किंवा खाडीच्या भागात अशा ऊर्जेचा काही प्रमाणात उपयोग केला जातो. उदाहरणार्थ- वेगाने वाहणाऱ्या नद्यांच्या पात्रात लावलेले चाक (पॅडल) ठेवल्यास ते फिरू लागते. अशाच चाकांद्वारे सागरी तरंग, लाटांवर बसवून ऊर्जानिर्मिती शक्य आहे. महाराष्ट्राला ७२० किलोमीटरचा समुद्रकिनारा लाभला आहे. त्यामुळे राज्याला भरती-ओहोटी ऊर्जानिर्मितीच्या क्षेत्रात संधी आहे. त्यामधून एक हजार मेगावॉट ऊर्जानिर्मिती होण्याची क्षमता आहे. महाराष्ट्रातील रत्नागिरी जिल्ह्यात जयगड खाडी, तसेच सिंधुदुर्ग जिल्ह्यात वेंगुर्ला खाडीमध्ये भरती-ओहोटीमधून ऊर्जानिर्मिती होते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : साखर उद्योगात महाराष्ट्र अग्रेसर असण्याची मुख्य कारणे कोणती?
४) पवनऊर्जा (Wind Energy) :
वाऱ्याच्या झोताचा वापर करून, ऊर्जा मिळविली जाते. पवनऊर्जेचे विद्युत ऊर्जेत रूपांतर केले जाते. सन १९९७ पासून या प्रकारच्या ऊर्जा उत्पादनास सुरुवात झाली. महाराष्ट्रात डिसेंबर २००१ दरम्यान ८४५ पवनचक्क्या कार्यान्वित झाल्या होत्या. सातारा जिल्ह्यात सर्वांत जास्त पवनचक्क्या आहेत. त्यातून निर्माण होणाऱ्या विजेचे वितरण वकुसवड, ठोसेघर, चाळकेवाडी, माळेवाडी या ठिकाणी होते. सांगली जिल्ह्यात गुढेपाचगणी व ढालगाव या ठिकाणी पवनचक्क्या कार्यान्वित आहेत. कवठेमहांकाळ तालुक्यात अनेक ठिकाणी पवनचक्क्या उभारल्या जात आहेत. अहमदनगर जिल्ह्यात कवड्या डोंगरावर पवनचक्क्या आहेत. त्याशिवाय सिंधुदुर्ग जिल्ह्यात २६ पवनचक्क्या आहेत. देशामध्ये पवनऊर्जानिर्मितीत महाराष्ट्राचा तमिळनाडूनंतर दुसरा क्रमांक लागतो. देशातील १७ टक्के वीज उत्पादन (१४१४.३ मेगावॉट) यातून होते.
