हाइड्रोजनः इन्धनको फेरिँदो अनुहार
प्राध्यापक डा. विकाश राज सत्याल
हाम्रो विश्वलाई चलायमान पार्ने तत्वनै उर्जा हो। जिउँदो प्राणी तथा वनस्पति सबैलाई जिवितै राख्न उर्जा नै चाहिन्छ जो उनीहरू लाई खानाबाट प्राप्त हुन्छ। त्यसैगरी कलकारखाना, यातायातका साधनहरु, मालवाहक र यात्रुवाहक गाडीहरु, वायुयान, मोबाइल, कम्प्युटर जस्ता प्रणालीहरू पनि उर्जा विना चल्दैनन् । संसारलाई गतिशील राख्न उर्जा नितान्त अवश्यक छ। ऊर्जाको श्रोत – इन्धनको अनुहार भने बिभिन्न कालखन्डमा फेरिदै गएको छ। घरेलु सानो आवश्यकता टार्न परापूर्ब कालमा काठ–दाउरा बाट ऊर्जा प्राप्त हुन्थ्यो। तर पछी, विकासको क्रममा मोटर, रेल, हवाईजहाज जस्ता यात्राका साधनहरु देखि औद्योगिक क्रांति भएपछि अनेकन उद्योगको लागि कोइला, भूगर्भीय ग्यास र जैविक इन्धनको प्रयोग हुनथाले। यसरि उर्जाको श्रोत इन्धनको स्वरुप – आविष्कार र आवश्यकता अनुसार नै बदलिदै गएको छ। बढ्दो विश्व जनसंख्या र परिवर्तित आवश्यकता या नया उपकरणहरु संगै इन्धनको उपयोगमा ठूलो वृद्धि भएको छ जसलेगर्दा कोइला र पेट्रोलियम जस्ता इन्धनले वातावरण बिनाशको काम गरेको छ। मान्छेले दाउरा बाल्न जानेको काल देखि औद्योगिक क्रांतिको कालखण्ड सम्मको करिब दुई हजार बर्षमा जति वातावरण प्रदुषणजन्य विनास गरेको छ त्यसको झन्डै ३५ गुना बढी प्रदुषणजन्य विनास त्यसपछि अहिले आउदा सम्मको २०० बर्षमा नै गरिसकेको आंकलन गरिन्छ। यस्ता वातावारणीय परिवर्तनको फलस्वरूप मानिस, अन्य जनावर तथा रुख बिरुवा समेतका स्वास्थ्य र जीवनमा नकारात्मक असरहरु पर्दै गएका छन। त्यसैले वातावरण प्रदुषण गर्ने इन्धन लाई बन्देज गरेर वातावरण प्रदुषण कम गर्ने या गर्दै नगर्ने बैकल्पिक इन्धनको लागि संसार भरि आवाज उठेको छ, बैज्ञानिक खोज हुदै गरेको छ। यसै क्रममा इन्धनको अनुहार फेरिदैगएर जलविद्युुत, शौर्य, वायु शक्ति जस्ता रुपमा गएका छन् र यिनको उपयोग पनि बढ्दै गएको छ। एलेन मस्कको विद्युतिय टेस्ला गाडी अहिले अमेरिका र युरोपमा सम्भ्रान्तहरूको पहिचान बनेको छ। भने शौर्य उर्जाको प्रयोग गरेर अचेल अधिकांश घरका छानामा पानी तताउने उपकरण राखिएका छन। अब नवीनतम परिवर्तित हुनलागेको ईन्धनको स्वरूप हो – हाईड्रोजन इन्धन।
कस्तो इन्धन हो हाईड्रोजन ?
हाइड्रोजन इन्धन वातावरण लाई न्यून क्षति गर्ने, सुरक्षित र अत्यधिक शक्तिशाली इन्धन हो। हाइड्रोजन पानीमा पाइन्छ र यसै पानीको विद्युतीय विच्छेदन गरेर यो ईन्धन बनाइन्छ। पृथ्वीमा जमिनको भाग भन्दा तीन गुना बढी पानीको भाग छ र हामी नेपाली पानीको प्रचुरता भएका भाग्यशाली देशवासी हौ, त्यसैले यो समाचार हाम्रो लागि खुसीको समाचार हो। तर तुरुन्तै या एक दशक भित्र यो खुसि हामी नेपालि ले पाइहाल्ने स्थिति छैन। इन्धनको रुपमा पानी लाई हाइड्रोजनमा लाग्न जुन विच्छेदनको प्रक्रिया गर्नुपर्छ त्यो अहिलेसम्मको प्राविधिक ज्ञान अनुसार सहज र सस्तो हुनसकेको छैन।
पृथ्वीको बायुमंडलमा हाइड्रोजन ज्यादै न्युन छ र यो स्वतन्त्र रुपमा पाइने ग्यास पनि होइन, अरु तत्व संग मिलेर यौगिकको रुपमा मात्र बस्ने अणु हो। तर, एक भाग पानीको यौगिकमा दुई भाग हाइड्रोजन र एक भाग अक्सिजन हुन्छ। पानीको विच्छेदन अहिले तीन प्रकार ले गरिन्छ जसबाट बन्ने हाइड्रोजन लाई यसै अनुसार तीन भिन्दै नाम दिइएको छ। पहिले विच्छेदनको प्रक्रियामा जैविक इन्धन(पेट्रोल या डिजेल) नै प्रयोग गरिन्छ। यसरि उत्पादित इन्धन त्यत्ति राम्रो त भन्न मिलेन किनकि जैविक इन्धन बालेर प्रदुषण गरिन्छ तर पूर्ण रुपले जैविक इन्धन प्रयोग गरेको अनुपातमा यसबाट न्यून मात्र प्रदुषण हुन्छ। त्यसैले यसलाई खैरो अर्थात् प्रदुषण सहितको भन्नेगरिन्छ। दोस्रो उत्पादन बिधिमा, भूगर्भीय ग्यासको प्रयोग गरेर तातो पानीको वाफ लाई विच्छेदन गरिन्छ तर यसबाट हाइड्रोजनको साथै केहि कार्बनडाइअक्साइड समेत निस्किन्छ जसलाई त्यहि अक्सिजन संग रासायनिक प्रक्रिया गरि न्यून पारिन्छ– यसलाई हरित हाइड्रोजन भन्ने गरिन्छ। तेश्रो बिधि पनि छ जसबाट उत्पादित इन्धन लाई निलो हाइड्रोजन भनिन्छ, शुद्ध आकाशको सम्झना गरेर। यसमा गरिने विच्छेदनको प्रक्रियामा सौर्य या बायु उर्जा मात्र प्रयोग गरिन्छ र यसमा कार्बनको उत्सर्ग झन्डै शुन्य हुन्छ। प्राविधिक क्षमता र खर्च घटाउने हिसाब ले गर्दा अहिले उत्पादित हाइड्रोजनमा ९५ प्रतिशत खैरो हाइड्रोजनको नै हिस्सा छ, जो त्यति राम्रो होइन तर, बैज्ञानिकहरु निलो हाइड्रोजनको उत्पादनको सरल बिधिको खोजीमा लगातार लागेका छन।
हाइड्रोजनको बजार
टर्चका ब्याट्री जस्तै हाइड्रोजनको ब्याट्री बनाएर विश्वलाई अचम्भित पार्ने पहिलो व्यक्ति ब्रिटेनका बैज्ञानिक रोबर्ट ग्रोभ थिए जसले सन् १८३९ मा यस्तो ब्याट्री बनाए जसमा भएको हाइड्रोजन र अक्सिजनको संयोगले उर्जा र पानी निस्किन्थ्यो। तर यसले सानो मात्रामा मात्र उर्जा दिनसक्थ्यो। सन् १९२० देखि १९६० सम्म जर्मनी र ब्रिटेनमा गरिएका प्रयोग बाट साना उपकरण चलाउन सकिने उर्जा, हाइड्रोजनका ब्याट्री बाट ब्यबसाईक रुपमानै हुनथाले। सन् १९७९ मा २० हर्सपावरको ट्राक्टर हाइड्रोजन बाट चलाइयो, १९८० मा जनरल मोटर्सले नासाको लागि यस्ता ब्याट्री बनाउन थाल्यो। सन् १९९९ मा जर्मनीको ह्यामबर्गमा कार र ट्रकमा हाइड्रोजन भर्ने ग्यास स्टेसन शुरु गरियो । यस्ता हाइड्रोजन स्टेशन अहिले पेट्रोल भर्ने स्टेशन जस्तै बाटोको छेउमा राखिएको हुन्छ जसमा पेट्रोलको सट्टा तरल हाइड्रोजन हुन्छ।
चीन अहिले विश्वमा सबैभन्दा बढी हाइड्रोजन स्टेसन भएको देश र तरल हाइड्रोजनबाट चल्ने गाडी भएको देशमा गनिन्छ। चीनमा अहिले ३००–४०० यस्ता स्टेसन र ५०–६० हजार हाइड्रोजनबाट चल्ने गाडीहरु छन्। चीन पछी, दक्षिण कोरिया, जापान, जर्मनी र अमेरिकामा गाडीहरुको लागि हाइड्रोजनको प्रयोग गरिएको छ।
इन्धनको अर्थ–राजनीति
कोरोनाले ध्वस्त पारेको विश्वको अर्थतन्त्र बिस्तारै चलायमान हुँदैछ। त्यसपछि उब्जिएको युक्रेन र रुसको युद्ध ले विश्वअर्थतन्त्रमा नराम्रै छाप पारेको थियो त्यसमा पनि नुनचुक दल्न अहिले ईज्राईल र हमासको युद्ध मच्चिएको छ। ईज्राईल र हमासको यो युध्दमा खनिज तेलका प्रमुख उत्पादक खाडी राष्ट्रहरु कुनैनकुनै प्रकारले जेलिएका छन् जसले गर्दा पेट्रोलियम पदार्थको मुल्य लगातार बढेको छ। अर्को प्रमुख खनिज तेल उत्पादक राष्ट्र रूस, युद्धमा लाग्दा गत बर्ष प्रमुख पेट्रोलियम पदार्थको मुल्य त्यसै बढिसकेको थियो जो पछी रुसको अत्यधिक उत्पादनले गर्दा केहि ओरालो लागेको थियो। ईज्राईल र हमास युद्धले गर्दा अहिले कच्च तेलको भाउ गत महिनाको ७० डलर प्रति ब्यारेल भन्दा तल बाट बढेर ८० डलर नाघेको छ। यो युद्ध निकै लम्बिदै जाने र गाजाको सिमाना बाहिर पुगेमा कच्चा तेलको भाउ १५७ डलर नाघ्ने विश्व बैंकको अनुमान छ।
पेट्रोलियममा संसारका सबै देश आश्रित भईसकेका छन। विश्वको अर्थतन्त्र पेट्रोलियमको मूल्यमा पूर्ण आश्रित छ। पेट्रोलियमले केवल आर्थिक रुपले मात्र विश्वलाई दास बनाएको होइन राजनैतिक हतियारको रुपमा पनि यसको प्रयोग ठूला उत्पादक राष्ट्रहरु ले गर्दैआएका छन। वातावरण प्रदुषण लगायत आर्थिक र राजनैतिक दुरुपयोग तथा पृथ्वीको भण्डार सकिने डरले पेट्रोलियमको विकल्प सोचिएको निकै पहिले देखि नै हो। बिकल्पमा नवीकरणीय, प्रदुषणरहित र दिगो इन्धनको सोच निकै मौलाउदै गएको छ जसको एक शसक्त बिकल्प अहिले हाइड्रोजन इन्धन बन्न लागेको देखीन्छ।
ब्यबसायिक सम्भावना र भविष्य
हाइड्रोजनको तौल पेट्रोल भन्दा ५७ गुना कम हुन्छ त्यसैले यसलाई ढुवानी गर्न ज्यादै सहज छ। हाइड्रोजनकोको उत्पादन अहिले नगन्य छ। सन् २०१९ मा केवल ८७ मिलियन टन हाइड्रोजनको उत्पादन भएको थियो जवकी त्यसैताका जैविक लगायत सबै इन्धन ८००० मिलियन टन उत्पादन भयो। तर यसको कारण माथि उल्लेख गरिए जस्तै प्राविधिक र अन्य कारण हो, महत्व कम भएर होईन। हाइड्रोजन साह्रै फारो हुने इन्धन हो। एक केजी हाइड्रोजन इन्धन ले १२० मेगाजुल उर्जा दिन्छ भने एक केजी पेट्रोलले ४३ मेगाजुल र एक केजी कोइलाले मात्र २३ मेगाजुल उर्जा दिन्छ। तसर्थ यो पेट्रोल भन्दा झन्डै ३ गुना र कोइला भन्दा ५ गुणा शक्तिवान छ। त्यसैले ब्यापारिक विश्व यसको प्रयोग गर्न लालाईत छ। तर अहिलेको प्राविधिक अप्ठेरोले गर्दा यसको उत्पादन लागत पेट्रोल भन्दा महँगो छ। अन्तर्राष्ट्रिय उर्जा निकायका अनुसार १ केजी हाइड्रोजन उत्पादन गर्न अहिले, खैरो हाइड्रोजनको ५० सेन्ट देखि ७० सेन्ट, र हरियो हाइड्रोजनको ३ डलर ८० सेन्ट पर्न जान्छ जो पेट्रोल भन्दा धेरै महँगो हो। ब्यापारीहरु अनुसन्धान गराउनमा लागेका छन ताकी सन् २०३० सम्ममा हरियो हाइड्रोजनको उत्पादन शुल्क घटेर १ डलर पुगोस, पेट्रोलको हाराहारीमा।
सन् २०१७ मा टेस्ला गाडीका उत्पादक र चमत्कारिक ब्यापारी बुध्दी भएका बैज्ञानिक एलेन मस्कले भनेका थिए “संसारका सबै कुरा पूर्ण विद्युतीय (न की पेट्रोलियममा आधारित) उर्जामा निर्भर हुनेछ, रकेट बाहेक । र, गाडी पछी सबैभन्दा सजिलै यसमा रुपान्तरण गर्न सकिने भनेको पानीजहाजलाई हो।” फ्रान्सका अन्धा भविष्यवक्ता नोस्त्रेदामसले साढे चार शय बर्ष अघि लेखिएको आफ्नो भविष्यबाणी पुस्तकका धेरै घटना दुर्घटनाहरु अहिले बिचित्रसंग मिल्दै आएका छन। उनले संस्कृतिक क्रान्ति, हिटलरको उदय, दोश्रो विश्वयुद्ध, हिरोसिमाको बमबारी बारे गरेका भविष्यवाणीको समय समेत मिलेको ठानिन्छ। उनको पछिलो समयको भविष्यवाणीमा तेश्रो विश्वयुद्धको संकेत सन् २०२२–२३ तिर गरेका र यसको युध्दको क्षेत्रमा पर्सिया नजिक अर्थात् इरान भएको संकेत आफ्नो पुस्तकमा दिएको भनिन्छ। यदि उनको यो भविष्यवाणी हुबहु सत्य भएन भने आशा गर्नसकिन्छ आउदा केहि दशकमा बातावरण प्रदुषण नगर्ने सस्तो र दिगो हाइड्रोजन इन्धन नेपालमा पनि सहज नै उपलब्ध हुनेछन जसबाट हाम्रा कलकारखाना र सवारी साधनहरु सजिलै चल्न सक्नेछन।
–––––––१११–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
