हरित हाइड्रोजन : भारत की स्वच्छ ऊर्जा क्रांति का नया आधार

इंद्र शेखर शाह

हरित हाइड्रोजन भारत के स्वच्छ ऊर्जा परिवर्तन के एक महत्वपूर्ण स्तंभ के रूप में उभर रहा है। इसका उत्पादन नवीकरणीय बिजली का उपयोग करके पानी को विभाजित करने से होता है। यह उर्वरक उत्पादन, पेट्रोलियम शोधन, लोहा और इस्पात विनिर्माण, भारी सड़क परिवहन और शिपिंग जैसे क्षेत्रों में उत्सर्जन को कम करने में मदद कर सकता है। राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन (एनजीएचएम) घरेलू विनिर्माण, उत्पादन, सुनिश्चित मांग और विश्वसनीय प्रमाणन को बढ़ावा देता है। हरित अमोनिया की नीलामी से लेकर भारत की पहली हाइड्रोजन ट्रेन तक, शुरुआती परियोजनाएं इस दिशा में एक भरोसेमंद राह की ओर संकेत करती हैं।

हाइड्रोजन एक ऊर्जा वाहक (एनर्जी कैरियर) है, जो ऊर्जा को संग्रहित करता है और विभिन्न उपयोगों के लिए उपलब्ध कराता है। ईंधन सेल में यह ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करके बिजली उत्पन्न करता है। इस प्रक्रिया में सिर्फ जल और ऊष्मा उप-उत्पाद के रूप में बचते हैं। साथ ही, कोई प्रदूषक यौगिक या ग्रीनहाउस गैसें उत्पन्न नहीं होतीं। हालांकि, शुद्ध हाइड्रोजन प्रकृति में प्रचुर मात्रा में उपलब्ध नहीं है, लेकिन इसे जल या प्राकृतिक गैस जैसे यौगिकों से निकाला जा सकता है। इसलिए इसका पर्यावरणीय प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि इसका उत्पादन कैसे किया जाता है।

पारंपरिक विधियां जीवाश्म ईंधन पर निर्भर करती हैं और कार्बन उत्सर्जन करती हैं। इसके विपरीत, सौर और पवन ऊर्जा से प्राप्त नवीकरणीय बिजली का उपयोग करके उत्पादन करने से कार्बन उत्सर्जन को काफी हद तक कम किया जा सकता है। नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करके जल को विखंडित करने से निर्मित हाइड्रोजन को हरित हाइड्रोजन कहा जाता है। जीवाश्म ईंधन आधारित विधियों के विपरीत, इस प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन बहुत कम होता है। भारत के प्रचुर सौर और पवन ऊर्जा संसाधन घरेलू उत्पादन को संभव बनाते हैं। इससे देश के ऊर्जा स्रोतों में विविधता आती है और ऊर्जा सुरक्षा मजबूत होती है। यह 2070 तक शुद्ध शून्य उत्सर्जन के भारत के लक्ष्य का भी समर्थन करता है।

हरित हाइड्रोजन उन क्षेत्रों में सबसे अधिक महत्वपूर्ण है, जहां उत्सर्जन कम करना मुश्किल है। इसके प्रमुख कारणों में उच्च तापमान वाली गर्मी की आवश्यकता, रासायनिक प्रक्रियाएं और जीवाश्म ईंधन के सीमित विकल्प शामिल हैं। जिन क्षेत्रों में उत्सर्जन कम करना कठिन है, उनमें उर्वरक, पेट्रोलियम रिफाइनिंग, लोहा और इस्पात, भारी सड़क परिवहन तथा शिपिंग शामिल हैं। उर्वरक और रिफाइनिंग संयंत्रों में पहले से ही हाइड्रोजन का उपयोग होता है। इसलिए हरित हाइड्रोजन जीवाश्म ईंधन पर आधारित आपूर्ति का स्थान ले सकती है। यह कम उत्सर्जन वाले इस्पात निर्माण, परिवहन के कुछ विशिष्ट उपयोगों और ऊर्जा भंडारण में भी मददगार हो सकती है। यह विशेष रूप से उन क्षेत्रों में उपयोगी है, जहां सीधे तौर पर विद्युतीकरण करना मुश्किल या कम व्यावहारिक है।

भारत के लिए हरित हाइड्रोजन को बड़े पैमाने पर अपनाने से आयातित जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम हो सकती है। इससे वैश्विक स्तर पर ईंधन की कीमतों में होने वाले उतार-चढ़ाव का असर भी कम होगा। यह क्षेत्र विनिर्माण में नए अवसर खोल सकता है, निवेश आकर्षित कर सकता है, रोजगार पैदा कर सकता है और निर्यात को बढ़ावा दे सकता है। पूरी मूल्य शृंखला में क्षमताएं विकसित करने से घरेलू आपूर्ति शृंखला मजबूत होगी और औद्योगिक नवाचार को बढ़ावा मिलेगा। इस प्रकार, हरित हाइड्रोजन आत्मनिर्भरता, टिकाऊ औद्योगिक विकास और कम कार्बन वाले भविष्य को समर्थन दे सकती है।

उपयोग किए जाने पर हाइड्रोजन कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन नहीं करती है। इसलिए इसका जलवायु संबंधी प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि इसका उत्पादन कैसे किया जाता है। अगस्त 2023 में नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय (एमएनआरई) ने भारत के हरित हाइड्रोजन मानक को अधिसूचित किया था। इस मानक के अनुसार, यदि उत्सर्जन को 12 महीने के औसत के रूप में मापा जाए और वेल-टू-गेट आधार पर प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन के बराबर 2 किलोग्राम CO-2 से अधिक उत्सर्जन न हो, तो उस हाइड्रोजन को हरित की श्रेणी में रखा जाता है। इस प्रकार भारत औपचारिक रूप से हरित हाइड्रोजन को परिभाषित करने वाले शुरुआती देशों में शामिल हो गया है।

हरित हाइड्रोजन का उत्पादन मुख्य रूप से जल के विद्युत अपघटन द्वारा होता है। विद्युत अपघटन में बिजली का उपयोग करके यौगिकों को सरल पदार्थों में तोड़ा जाता है। इस प्रक्रिया में नवीकरणीय बिजली जल को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करती है, जिससे उत्सर्जन न्यूनतम रहता है। इस प्रक्रिया का मुख्य उपकरण इलेक्ट्रोलाइजर है। इसमें दो इलेक्ट्रोड होते हैं-एक कैथोड और दूसरा एनोड। ये एक विद्युत स्रोत से जुड़े होते हैं और इलेक्ट्रोलाइट के भीतर कार्य करते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट आयनों को सेल के माध्यम से गति करने में सहायता करता है। एक डायफ्राम दोनों गैसों को अलग रखता है, जबकि आयनों को गुजरने देता है। जब विद्युत प्रवाह होता है, तो कैथोड पर हाइड्रोजन और एनोड पर ऑक्सीजन बनती है। आगे के उपयोग के लिए दोनों गैसों को अलग-अलग एकत्र किया जाता है। इस प्रकार, एक इलेक्ट्रोलाइजर नवीकरणीय बिजली और जल को उद्योग, परिवहन तथा अन्य उपयोगों के लिए कम उत्सर्जन वाले ईंधन में परिवर्तित करता है।

विद्युत अपघटन से पहले पानी को शुद्ध किया जाता है, क्योंकि अशुद्धियां सेल को नुकसान पहुंचा सकती हैं और उसका जीवनकाल कम कर सकती हैं। प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए लगभग 9 लीटर डीमिनरलाइज्ड पानी की जरूरत होती है। इसके बाद, संपीड़न से पहले हाइड्रोजन को सुखाया और शुद्ध किया जाता है। इसके उत्पादन के लिए निर्धारित ‘हरित हाइड्रोजन मानक’ इन सभी चरणों में होने वाले उत्सर्जन को ध्यान में रखता है। हाइड्रोजन और नाइट्रोजन से बना अमोनिया, यूरिया जैसे नाइट्रोजन उर्वरकों का आधार है। इस हाइड्रोजन का अधिकांश हिस्सा अब प्राकृतिक गैस से प्राप्त होता है। हरित हाइड्रोजन इसका स्थान ले सकती है और बहुत कम उत्सर्जन के साथ हरित अमोनिया का उत्पादन संभव बना सकती है।

रिफाइनरियां पेट्रोल और डीजल से सल्फर हटाने के लिए हाइड्रोजन का उपयोग करती हैं, ताकि ईंधन अधिक स्वच्छ तरीके से जले। वे इसका उपयोग भारी तेल को डीजल, विमानन टरबाइन ईंधन और नेफ्था जैसे हल्के ईंधनों में बदलने के लिए भी करती हैं। इन ईंधनों का उपयोग सड़क परिवहन, विमानन और उद्योग में होता है। अधिकांश रिफाइनरियों में इस्तेमाल होने वाली हाइड्रोजन जीवाश्म ईंधन से प्राप्त होती है। इसलिए हरित हाइड्रोजन की आपूर्ति रिफाइनिंग क्षेत्र के उत्सर्जन में कटौती कर सकती है।

पारंपरिक इस्पात निर्माण में लौह अयस्क से ऑक्सीजन निकालने के लिए कोयले का उपयोग किया जाता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन होता है। प्रत्यक्ष रूप से अपचयित लौह (डायरेक्ट रिड्यूस्ड आयरन) की प्रक्रिया में हरित हाइड्रोजन कोयले का स्थान ले सकती है। इस प्रक्रिया में अपचयन के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड के स्थान पर जलवाष्प निकलती है। सुरक्षा मानकों और बुनियादी ढांचे की अनुकूलता को ध्यान में रखते हुए हरित हाइड्रोजन को सीमित अनुपात में प्राकृतिक गैस के साथ मिश्रित किया जा सकता है। इसके बाद मौजूदा गैस नेटवर्क के माध्यम से घरों, व्यवसायों और उद्योगों तक हाइड्रोजन-प्राकृतिक गैस मिश्रण की आपूर्ति की जा सकती है।

इस तरह के मिश्रण से मौजूदा वितरण बुनियादी ढांचे का उपयोग करते हुए जीवाश्म ईंधन की खपत और उससे जुड़े उत्सर्जन को कम किया जा सकता है। ईंधन सेल वाहन हाइड्रोजन को वाहन के भीतर ही बिजली में परिवर्तित करते हैं, जिससे इलेक्ट्रिक मोटर चलती है। उपयोग के दौरान इनका एकमात्र उत्सर्जन जलवाष्प होता है। यह तकनीक उन बसों, ट्रकों और ट्रेनों के लिए उपयुक्त है, जिन्हें लंबी दूरी तय करनी होती है और कम समय में ईंधन भरने की जरूरत होती है।

भारत की पहली स्वदेशी हाइड्रोजन चालित ट्रेन का उद्घाटन 17 जुलाई 2026 को जींद-सोनीपत सेक्शन पर किया गया। 10 डिब्बों वाली इस ट्रेन में लगभग 2,600 यात्री सफर कर सकते हैं। जींद में स्थित एक सुविधा केंद्र में लगभग 3,000 किलोग्राम हाइड्रोजन का भंडारण किया जाता है। यह ट्रेन केवल जलवाष्प और ऊष्मा उत्सर्जित करती है। हरित हाइड्रोजन को हरित अमोनिया और हरित मेथनॉल में बदला जा सकता है। इनका उपयोग जहाजों में ईंधन के रूप में किया जा सकता है। लंबी समुद्री यात्राओं में ये पारंपरिक समुद्री ईंधनों का स्थान ले सकते हैं। हालांकि, इनका इस्तेमाल इंजन की अनुकूलता, सुरक्षा संबंधी जरूरतों और बंदरगाहों के बुनियादी ढांचे पर निर्भर करेगा।

भारत उन देशों को हरित हाइड्रोजन और उससे बनने वाले उत्पादों, जैसे हरित अमोनिया तथा हरित मेथनॉल का निर्यात कर सकता है, जिन्हें कम उत्सर्जन वाले ईंधनों की तलाश है। भारत के पास उपलब्ध नवीकरणीय ऊर्जा संसाधन इस आपूर्ति में मददगार हो सकते हैं। निर्यात से औद्योगिक अवसर खुल सकते हैं और कम उत्सर्जन वाले ईंधनों के क्षेत्र में भारत की स्थिति मजबूत हो सकती है।

सरकार ने विभिन्न क्षेत्रों में हरित हाइड्रोजन को अपनाने को बढ़ावा देने के लिए एक एकीकृत रणनीति अपनाई है। इसके लिए वह केंद्रीय और राज्य मंत्रालयों, विभागों, एजेंसियों तथा संस्थानों के साथ समन्वय करती है। हर मंत्रालय की एक निर्धारित भूमिका है। उदाहरण के लिए, पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस मंत्रालय रिफाइनरियों तथा सिटी गैस वितरण में इसके उपयोग को बढ़ावा देता है। रसायन और उर्वरक मंत्रालय स्वदेशी हरित अमोनिया आधारित उर्वरकों को प्रोत्साहित करता है। सड़क परिवहन और राजमार्ग मंत्रालय नियमों, मानकों तथा संहिताओं के माध्यम से परिवहन क्षेत्र में इसके उपयोग को संभव बनाता है। इस्पात मंत्रालय इस्पात निर्माण में इसके इस्तेमाल को बढ़ावा देता है, जबकि विदेश मंत्रालय वैश्विक साझेदारों के साथ सहयोग को सुविधाजनक बनाता है।

हाइड्रोजन उत्पादन के वैश्विक केंद्र के रूप में भारत को स्थापित करने के उद्देश्य से राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन बनाया गया है। सरकार ने जनवरी 2023 में 19,744 करोड़ रुपये के बजट के साथ इस मिशन को मंजूरी दी थी। इसका लक्ष्य 2030 तक सालाना कम से कम 5 मिलियन मीट्रिक टन (एमएमटी) उत्पादन क्षमता हासिल करना है। निर्यात की मांग को देखते हुए यह आंकड़ा सालाना 10 एमएमटी तक पहुंच सकता है।

‘स्ट्रेटेजिक इंटरवेंशंस फॉर ग्रीन हाइड्रोजन ट्रांजिशन’ (एसआईजीएचटी) कार्यक्रम इस मिशन का मुख्य हिस्सा है। वर्ष 2029-30 तक के लिए इसका बजट 17,490 करोड़ रुपये निर्धारित किया गया है। यह दो उद्देश्यों-घरेलू स्तर पर इलेक्ट्रोलाइजर का निर्माण और हरित हाइड्रोजन का उत्पादन-के लिए प्रोत्साहन प्रदान करता है। ये दोनों मिलकर देश की घरेलू क्षमताओं को मजबूत करते हैं और उत्पादन की गति बढ़ाते हैं।

15 कंपनियों को प्रति वर्ष 3,000 मेगावाट (एमडब्ल्यू) इलेक्ट्रोलाइजर निर्माण क्षमता विकसित करने के लिए प्रोत्साहन दिए गए हैं। इससे आयातित आपूर्ति शृंखला पर निर्भरता कम होगी। फरवरी 2026 तक प्रति वर्ष लगभग 8,000 टन हरित हाइड्रोजन उत्पादन क्षमता शुरू की जा चुकी थी। इसके अलावा, प्रति वर्ष 8,62,000 टन हरित हाइड्रोजन उत्पादन क्षमता विकसित करने के लिए प्रोत्साहन दिए गए हैं।

राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन एक स्वच्छ, अधिक आत्मनिर्भर और वैश्विक स्तर पर प्रतिस्पर्धी ऊर्जा अर्थव्यवस्था बनाने की दिशा में महत्वपूर्ण कदम है। भारत का लक्ष्य 2030 तक सालाना 5 मिलियन मीट्रिक टन (एमएमटी) हरित हाइड्रोजन उत्पादन क्षमता विकसित करना है। यह बदलाव आयातित जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम कर सकता है और देश की दीर्घकालिक ऊर्जा सुरक्षा को मजबूत बना सकता है।

उम्मीद है कि इस मिशन से 2030 तक जीवाश्म ईंधन के कुल आयात में लगभग 1 लाख करोड़ रुपये की कमी आएगी। ऊर्जा सुरक्षा के अलावा, यह मिशन औद्योगिक विकास, निवेश और रोजगार के नए अवसर पैदा करने का प्रयास करता है। इससे 8 लाख करोड़ रुपये से अधिक का निवेश आने और विनिर्माण, बुनियादी ढांचे, अनुसंधान तथा परियोजना विकास के क्षेत्रों में 6 लाख से अधिक नौकरियां पैदा होने की उम्मीद है।

लक्षित मात्रा में हरित हाइड्रोजन के उत्पादन और उपयोग से सालाना लगभग 50 एमएमटी कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को रोकने में भी मदद मिल सकती है। इन प्रयासों के माध्यम से सरकार का लक्ष्य औद्योगिक क्षेत्र में कार्बन उत्सर्जन को तेजी से कम करना, घरेलू विनिर्माण को मजबूत करना और भारत को हरित हाइड्रोजन के उत्पादन, उपयोग तथा निर्यात के लिए वैश्विक केंद्र के रूप में स्थापित करना है। यह 2047 तक ‘विकसित भारत’ के व्यापक दृष्टिकोण और 2070 तक ‘नेट-जीरो’ उत्सर्जन हासिल करने की भारत की प्रतिबद्धता में योगदान देगा। (लेखक वरिष्ठ पत्रकार हैं।)