परिचय
पृथ्वी के केंद्र से गर्मी का उपयोग करते हुए, भूतापीय ऊर्जा Geothermal Energy एक स्थायी और नवीकरणीय ऊर्जा (Renewable energy sources) स्रोत है। दुनिया की बढ़ती ऊर्जा जरूरतों और कार्बन उत्सर्जन में कटौती की तत्काल आवश्यकता के साथ, भूतापीय ऊर्जा जीवाश्म ईंधन के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बन रही है। यह लेख बताता है कि भूतापीय ऊर्जा क्या है, यह कैसे काम करती है, इसके लाभ और इसकी भविष्य की क्षमता क्या है
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भूतापीय ऊर्जा की परिभाषा (definition of geothermal energy)
पृथ्वी की सतह के नीचे संग्रहीत ऊष्मा भूतापीय ऊर्जा geothermal energy का स्रोत है। रेडियोधर्मी क्षय और ग्रह के जन्म से बची हुई गर्मी के कारण, पृथ्वी का कोर बहुत अधिक मात्रा में गर्मी पैदा करता है। गर्म झरने, गीजर और ज्वालामुखी गतिविधि कुछ ऐसे प्राकृतिक तरीके हैं जिनसे यह गर्मी बाहर निकलती है। हम इस गर्मी का उपयोग करके बिजली पैदा कर सकते हैं और सीधे हीटिंग दे सकते हैं।
• पृथ्वी की पपड़ी के भीतर उत्पादित और संग्रहीत ऊष्मीय ऊर्जा को भूतापीय ऊर्जा (geothermal energy) के रूप में जाना जाता है। परमाणु संलयन की चल रही प्रक्रिया के कारण, पृथ्वी का कोर एक ऐसा तापमान बनाए रखता है जो सूर्य के तापमान के लगभग बराबर होता है। कुछ चट्टानें अत्यधिक गर्मी और दबाव में पिघल जाती हैं, जिससे मेंटल ऊपर उठ जाता है क्योंकि चट्टानें गर्मी से हल्की हो जाती हैं।
ये पिघली हुई चट्टानें, जो पृथ्वी की पपड़ी में उत्पन्न हुई थीं, ऊपर की ओर धकेल दी जाती हैं और तथाकथित “हॉट स्पॉट” में फंस जाती हैं। जब गर्म क्षेत्र और भूमिगत पानी संपर्क में आते हैं तो भाप बनती है। इस गर्म पानी द्वारा निर्मित क्षेत्र कभी-कभी सतह पर बाहर निकल जाता है। “हॉट स्प्रिंग्स” शब्द गर्म पानी को संदर्भित करता है जो इनमें से किसी एक स्रोत से निकलता है।
भूतापीय ऊर्जा कैसे काम करती है( How Does Geothermal Energy Work)
भूतापीय बिजली संयंत्र भूतापीय जलाशयों में खोदे गए कुओं का उपयोग करते हैं ताकि वे नीचे की गहराई से गर्मी खींच सकें। निकाले गए भाप या गर्म पानी का उपयोग करके टर्बाइनों को बिजली देने के लिए बिजली का उत्पादन किया जाता है। भूतापीय बिजली स्टेशन तीन प्राथमिक किस्मों में आते हैं:
1. शुष्क भाप संयंत्र: ये संयंत्र टर्बाइनों को बिजली देने के लिए भूमिगत जलाशयों से सीधे भाप का उपयोग करते हैं।
2. फ्लैश स्टीम प्लांट: ये सुविधाएँ उच्च दबाव में गर्म पानी निकालती हैं, जिसे फिर टर्बाइनों को बिजली देने के लिए भाप में परिवर्तित किया जाता है।
3. बाइनरी साइकिल प्लांट: ये प्लांट अपेक्षाकृत गर्म भूतापीय तरल पदार्थों का उपयोग करके कम क्वथनांक वाले तरल को गर्म करके अपनी टर्बाइनों को बिजली देने के लिए भाप उत्पन्न करते हैं।
भूतापीय ऊर्जा के लाभ (Advantages of Geothermal Energy)
भूतापीय ऊर्जा (geothermal energy) एक कुशल और टिकाऊ ऊर्जा स्रोत है क्योंकि इसके कई लाभ हैं। ये मुख्य लाभ हैं:
1. टिकाऊ और नवीकरणीय
• पृथ्वी की आंतरिक गर्मी, जो मानव समय-सीमा पर व्यावहारिक रूप से अक्षय है, भूतापीय ऊर्जा का स्रोत है।
2. पर्यावरण के अनुकूल: • उचित साइट प्रबंधन के साथ न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव पड़ता है;
• जीवाश्म ईंधन की तुलना में बहुत कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन पैदा करता है।
3. सुसंगत और विश्वसनीय
• भूतापीय ऊर्जा (geothermal energy) सौर या पवन ऊर्जा के विपरीत, सभी मौसम की स्थिति में चौबीसों घंटे उपलब्ध है।
4. कम परिचालन लागत भूतापीय बिजली सुविधाएँ प्रारंभिक निर्माण से परे न्यूनतम रखरखाव और परिचालन व्यय प्रदान करती हैं।
5. कुशल ऊर्जा उत्पादन: कुछ भूतापीय बिजली संयंत्र 90% तक की रूपांतरण दर प्राप्त कर सकते हैं, जो उनकी उत्कृष्ट दक्षता को प्रदर्शित करता है।
6. छोटा भू-पदचिह्न
• सौर और पवन फार्मों की तुलना में कम भूमि की आवश्यकता होती है, जिससे यह अधिक स्थान-कुशल हो जाता है।
7. स्थानीय अर्थव्यवस्थाओं का समर्थन करता है
• उन क्षेत्रों में रोजगार पैदा कर सकता है जहाँ भू-तापीय संसाधन उपलब्ध हैं, जिससे स्थानीय अर्थव्यवस्थाओं को बढ़ावा मिलता है।
8. बहुमुखी अनुप्रयोग
• बिजली उत्पादन, प्रत्यक्ष हीटिंग, ग्रीनहाउस खेती, औद्योगिक प्रक्रियाओं और जिला हीटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
भूतापीय ऊर्जा के नुकसान (Disadvantages of Geothermal Energy)
भूतापीय ऊर्जा (geothermal energy) को अक्षय renewable और स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में अक्सर सराहा जाता है। हालाँकि, ऊर्जा उत्पादन के किसी भी अन्य तरीके की तरह इसमें भी नुकसान हैं। जीवाश्म ईंधन की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल विकल्प होने के बावजूद, भूतापीय ऊर्जा में कमियाँ हैं जो इसके व्यापक उपयोग को रोकती हैं। भूतापीय ऊर्जा की मुख्य कमियाँ निम्नलिखित हैं:
1. महंगा प्रारंभिक खर्च
भूतापीय ऊर्जा का उच्च प्रारंभिक खर्च इसके मुख्य नुकसानों में से एक है। घर में हीटिंग सिस्टम और भूतापीय बिजली संयंत्र स्थापित करने में बहुत पैसा खर्च होता है। पृथ्वी की सतह के नीचे गहरी ड्रिलिंग के माध्यम से ऊष्मा स्रोतों तक पहुँचना महंगा हो सकता है, और प्रभावी ऊर्जा निष्कर्षण के लिए आवश्यक तकनीक अंतिम लागत को बढ़ा सकती है।
2. स्थान पर निर्भरतासभी स्थानों पर भूतापीय ऊर्जा की पहुँच नहीं है। टेक्टोनिक प्लेट सीमाओं के पास, ज्वालामुखी या भूतापीय हॉट स्पॉट भूतापीय ऊर्जा उत्पादन के लिए सबसे आशाजनक स्थान हैं। चूँकि भूतापीय ऊर्जा का उपयोग भूतापीय गतिविधि के बिना क्षेत्रों में प्रभावी ढंग से नहीं किया जा सकता है, इसलिए इसका सामान्य अनुप्रयोग सीमित है।
3. पर्यावरण संबंधी मुद्दे
जीवाश्म ईंधन की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल होने के बावजूद, भूतापीय ऊर्जा (Geothermal Energy)अभी भी कुछ चिंताएँ रखती है। निष्कर्षण प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड सहित खतरनाक गैसों के उत्पादन से वायु प्रदूषण हो सकता है। ड्रिलिंग ऑपरेशन प्राकृतिक जल स्रोतों को भी बाधित कर सकते हैं या छोटे भूकंपों को ट्रिगर कर सकते हैं।
4. भूतापीय संसाधन की कमी
हालाँकि भूतापीय ऊर्जा को नवीकरणीय माना जाता है, लेकिन कुछ स्थानों पर अत्यधिक उपयोग के कारण भूमिगत ताप स्रोत गायब हो सकते हैं। यदि गर्मी को प्राकृतिक रूप से बहाल करने की तुलना में अधिक तेज़ी से बाहर निकाला जाता है, तो भूतापीय कुओं की प्रभावशीलता अंततः कम हो सकती है।
5. भूमि उपयोग और सौंदर्य प्रभाव
बड़े पैमाने पर भूतापीय संयंत्रों के लिए ड्रिलिंग और बुनियादी ढाँचे के विकास के लिए बहुत अधिक भूमि की आवश्यकता होती है। स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्र को नुकसान पहुँच सकता है, और अन्य उपयोगों के लिए कम भूमि उपलब्ध हो सकती है। इसके अलावा, भूतापीय बिजली संयंत्र आवासीय या दर्शनीय क्षेत्रों में सुखद दृश्य नहीं हो सकते हैं।
6. जल उपयोग और संदूषण
भूतापीय बिजली संयंत्र अक्सर भाप उत्पन्न करने और सिस्टम को ठंडा करने के लिए बड़ी मात्रा में पानी पर निर्भर करते हैं। कुछ मामलों में, भूतापीय कुओं में पंप किया गया पानी खतरनाक खनिजों और रसायनों को उठा सकता है, जो संभावित रूप से आस-पास के जल स्रोतों को दूषित कर सकता है यदि ठीक से प्रबंधित नहीं किया जाता है।
भूतापीय ऊर्जा केचुनौतियाँ और सीमाएँ (Challenges and Limitations of Geothermal Energy)
इसके लाभों के बावजूद, भूतापीय ऊर्जा को कुछ चुनौतियों का सामना करना पड़ता है:
• उच्च आरंभिक लागत: अन्वेषण और ड्रिलिंग के लिए बड़े वित्तीय व्यय की आवश्यकता होती है।
• स्थान पर निर्भरता: हर क्षेत्र में उपयुक्त भूतापीय संसाधन नहीं होते।
• संभावित पर्यावरणीय जोखिम: हालांकि वे छोटे होते हैं, लेकिन कुछ भूतापीय सुविधाओं में हाइड्रोजन सल्फाइड जैसे रसायन उत्पन्न करने की क्षमता होती है।.
भूतापीय ऊर्जा का उपयोग (Use of geothermal energy)
1. बिजली का उत्पादन
• भूतापीय बिजली संयंत्र, जो शुष्क भाप, फ्लैश भाप और बाइनरी साइकिल बिजली संयंत्रों सहित आम किस्मों में आते हैं, बिजली उत्पन्न करने के लिए भूमिगतजलाशयों से भाप या गर्म पानी का उपयोग करते हैं।
2. प्रत्यक्ष तापन: यह विधि शहर के जिला तापन प्रणालियों के लिए प्रभावी है और इसका उपयोग औद्योगिक सुविधाओं, इमारतों और ग्रीनहाउस को गर्म करने के लिए किया जाता है।
3. आवासीय और वाणिज्यिक इमारतों को भूतापीय ताप पंप, या जीएचपी द्वारा गर्म और ठंडा किया जाता है।
• इमारत और जमीन के बीच गर्मी स्थानांतरित करके निरंतर आंतरिक तापमान बनाए रखता है।
• पानी के तापमान को आदर्श स्तर पर रखने के लिए मछली पालन में उपयोग किया जाता है।
4. कृषि और जलीय कृषि
• भूतापीय गर्मी ग्रीनहाउस में तापमान को नियंत्रित करने में मदद करती है, जिससे फसल की पैदावार बढ़ती है।
• इष्टतम पानी के तापमान को बनाए रखने के लिए मछली पालन में उपयोग किया जाता है।
5. उद्योग में उपयोग
• पाश्चराइजेशन, फसल सुखाने और खाद्य प्रसंस्करण में लागू।
• खनन और विनिर्माण सुविधाओं के लिए औद्योगिक हीटिंग की सुविधा देता है।
6. स्पा उपचार और गर्म पानी के झरने अवकाश और पर्यटन क्षेत्रों में काफ़ी पसंद किया जाता है।
• प्राकृतिक भूतापीय गर्म पानी के झरनों का उपयोग औषधीय और स्वास्थ्य कारणों से किया जाता है।
7. विलवणीकरण
• ताज़ा पेयजल उपलब्ध कराने के लिए समुद्री जल विलवणीकरण के लिए भूतापीय ऊर्जा (Geothermal Energy)की खोज की जा रही है।
भूतापीय ऊर्जा का दोहन(Harnessing Geothermal Energy)
भूतापीय ऊर्जा(Geothermal Energy) को पकड़ने के लिए हाइड्रोथर्मल संवहन प्रणाली का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में जमीन में एक छेद करके उसमें एक पाइप डाला जाता है। इस नाली के माध्यम से, चट्टानों में फंसी भाप को पृथ्वी की सतह पर छोड़ा जाता है। इसके बाद, इलेक्ट्रिक जनरेटर के टरबाइन ब्लेड को इस भाप से घुमाया जाता है। दूसरी तकनीक में, बाहरी स्रोत से पानी को भाप द्वारा गर्म किया जाता है और टरबाइन को घुमाने के लिए उपयोग किया जाता है।।
भूतापीय ऊर्जा के बारे में ज़रूरी बातेंः
• पृथ्वी का कोर निर्माण, रेडियोधर्मी पदार्थ का विघटन, तथा सतह पर अवशोषित सौर ऊर्जा सभी भूतापीय ऊर्जा के उत्पादन में योगदान करते हैं, जो एक ऐसा संसाधन है जो हर जगह मौजूद है, लेकिन इसका उपयोग केवल विशिष्ट भौतिक क्षेत्रों में ही किया जा सकता है।
भूतापीय ऊष्मा पंप इमारतों को गर्म और ठंडा करने के लिए पृथ्वी की सतह के करीब स्थिर तापमान का उपयोग करते हैं, तथा भूतापीय ऊर्जा का उपयोग बिजली बनाने और इमारतों को गर्म करने के लिए किया जाता है। भूतापीय
• भूतापीय परियोजनाओं के विकास के विभिन्न चरण होते हैं। प्रत्येक स्तर के अपने जोखिम होते हैं।
• टोही और भूभौतिकीय सर्वेक्षण के चरणों के दौरान, बहुत सारी परियोजनाएँ रद्द कर दी जाती हैं।
FAQ
ताज़ा पेयजल उपलब्ध कराने के लिए समुद्री जल विलवणीकरण के लिए भूतापीय ऊर्जा की खोज की जा रही है।
भूतापीय बिजली संयंत्र, जो शुष्क भाप, फ्लैश भाप और बाइनरी साइकिल बिजली संयंत्रों सहित आम किस्मों में आते हैं, बिजली उत्पन्न करने के लिए भूमिगतजलाशयों से भाप या गर्म पानी का उपयोग करते हैं।
जीवाश्म ईंधन की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल होने के बावजूद, भूतापीय ऊर्जा अभी भी कुछ चिंताएँ रखती है। निष्कर्षण प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड सहित खतरनाक गैसों के उत्पादन से वायु प्रदूषण हो सकता है।
पृथ्वी की पपड़ी के भीतर उत्पादित और संग्रहीत ऊष्मीय ऊर्जा को भूतापीय ऊर्जा (geothermal energy) के रूप में जाना जाता है। परमाणु संलयन की चल रही प्रक्रिया के कारण, पृथ्वी का कोर एक ऐसा तापमान बनाए रखता है जो सूर्य के तापमान के लगभग बराबर होता है। कुछ चट्टानें अत्यधिक गर्मी और दबाव में पिघल जाती हैं, जिससे मेंटल ऊपर उठ जाता है क्योंकि चट्टानें गर्मी से हल्की हो जाती हैं। जिनसे यह गर्मी बाहर निकलती है। हम इस गर्मी का उपयोग करके बिजली पैदा कर सकते हैं और सीधे हीटिंग दे सकते हैं।
