नवीकरणीय प्राकृतिक गैस

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नवीकरणीय प्राकृतिक गैस (आरएनजी), जिसे बायोमेथेन या टिकाऊ प्राकृतिक गैस (एसएनजी) के रूप में भी जाना जाता है, जो कि बायोगैस है जिसे जीवाश्म ईंधन प्राकृतिक गैस के समान गुणवत्ता में उन्नयन किया गया है और इसमें मीथेन एकाग्रता 90% या उससे अधिक है।[1] जिसमे बायोगैस से CO2 और अन्य अशुद्धियों को हटाकर, और मीथेन की सांद्रता को जीवाश्म प्राकृतिक गैस के समान स्तर तक बढ़ाकर, इसमें उपस्थित गैस पाइपलाइन नेटवर्क के माध्यम से ग्राहकों को आरएनजी वितरित करना संभव हो जाता है। जो कि आरएनजी का उपयोग उपस्थित उपकरणों में किया जा सकता है, जिसमें प्राकृतिक गैस जलाने वाले इंजन वाले वाहन (प्राकृतिक गैस वाहन) भी सम्मिलित हैं। नवीकरणीय प्राकृतिक गैस कृत्रिम प्राकृतिक गैस या स्थानापन्न प्राकृतिक गैस (एसएनजी) का उपसमूह है।

बायोगैस एकत्र करने का सबसे समान्य विधि है जिसके साथ बायोमेथेन का उत्पादन किया जाता है जो कि अब वह अवायवीय पाचन की प्रक्रिया है। जिसे कार्बन डाइऑक्साइड/कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन को मिथेनाइज़ करने के अनेक विधि भी उपस्थित हैं, जिनमें बायोमेथेनेशन, सबेटियर प्रक्रिया और संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रारंभ की गई नई इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया सम्मिलित है, जिसका वर्तमान में परीक्षण चल रहा है।[2]


लाभ

इस प्रकार के नवीकरणीय प्राकृतिक गैस का उत्पादन और वितरण उपस्थित गैस ग्रिड के माध्यम से किया जा सकता है, जिससे यह उपस्थित परिसर को नवीकरणीय ताप और नवीकरणीय गैस ऊर्जा की आपूर्ति करने का आकर्षक साधन बन जाता है, जबकि ग्राहक को अतिरिक्त पूंजीगत व्यय की आवश्यकता नहीं होती है। जो कि उपस्थित गैस नेटवर्क ऊर्जा की न्यूनतम निवेश पर विशाल दूरी पर गैस ऊर्जा के वितरण की भी अनुमति देता है। जिसमे उपस्थित नेटवर्क बायोगैस को दूरदराज के बाजारों से प्राप्त करने की अनुमति देगा जो कम निवेश वाले बायोमास (उदाहरण के लिए रूस या स्कैंडिनेविया) में समृद्ध हैं। जहाँ परिवहन क्षेत्र में ईंधन के रूप में सीधे उपयोग के लिए नवीकरणीय प्राकृतिक गैस को तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी) में भी परिवर्तित किया जा सकता है।

यूके के नेशनल ग्रिड पीएलसी का मानना ​​है कि खपत की गई सभी गैस का कम से कम 15% मल , खाद्य अपशिष्ट जैसे सुपरमार्केट और रेस्तरां द्वारा फेंके गए भोजन और ब्रुअरीज जैसे व्यवसायों द्वारा बनाए गए जैविक कचरे जैसे पदार्थों से बना हो सकता है।[3] जो कि संयुक्त राज्य अमेरिका में, गैस प्रौद्योगिकी संस्थान द्वारा 2011 में किए गए विश्लेषण से पता चला कि कृषि अपशिष्ट सहित अपशिष्ट बायोमास से नवीकरणीय गैस में सालाना 2.5 क्वाड्रिलियन बीटीयू तक जोड़ने की क्षमता है, जो 50% अमेरिकी की प्राकृतिक गैस जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त है। यह घर.[4][5] पर्यावरण और ऊर्जा अध्ययन संस्थान का अनुमान है कि नवीकरणीय प्राकृतिक गैस संयुक्त राज्य अमेरिका में उपयोग की जाने वाली सभी प्राकृतिक गैस का 10% तक प्रतिस्थापित कर सकती है,[6] और स्वच्छ जल एजेंसियों का राष्ट्रीय संघ और जल पर्यावरण महासंघ के अध्ययन में पाया गया था कि बायोसॉलिड द्वितीयक उपचार की मात्रा को पर्याप्त बायोगैस में बदला जा सकता है, जो संभावित रूप से अमेरिका की राष्ट्रीय विद्युत की 12% मांग को पूरा कर सकता है।[7]

विद्युत से गैस के संयोजन में, जिससे बायोगैस के कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड अंश को इलेक्ट्रोलाइज्ड हाइड्रोजन का उपयोग करके मीथेन में परिवर्तित किया जाता है, जिसे कच्चे बायोगैस की नवीकरणीय गैस क्षमता लगभग दोगुनी हो जाती है।[8]


उत्पादन

उत्पादन प्रक्रिया के समय 70% की बायोमास से आरएनजी दक्षता प्राप्त की जा सकती है।[9][10] और यह उत्पादन मापदंड को अधिकतम करके और बायोमास के चुने हुए स्रोत के लिए परिवहन लिंक (जैसे पोर्ट या नदी) के बगल में अवायवीय पाचन संयंत्र स्थापित करके निवेश को कम किया जाता है। जो कि उपस्थित गैस संचयन मूलभूत ढांचा संयंत्र को अशक्त मांग के समय भी पूर्ण उपयोग दर पर गैस का निर्माण जारी रखने की अनुमति देगा, जिससे उत्पादित गैस की प्रति इकाई विनिर्माण पूंजीगत निवेश को कम करने में सहायता मिलेगी।[11]

नवीकरणीय गैस का उत्पादन तीन मुख्य प्रक्रियाओं के माध्यम से किया जा सकता है:

  • कार्बनिक पदार्थों का अवायवीय पाचन होता है। यह समर्पित अवायवीय डाइजेस्टर में या लैंडफिल और अपशिष्ट जल उपचार से एकत्रित उपोत्पाद गैस के रूप में किया जा सकता है।
  • सबेटियर प्रतिक्रिया के माध्यम से उत्पादन सबेटियर प्रतिक्रिया के साथ, गैस ग्रिड में इंजेक्शन के लिए उपयुक्त गैस का उत्पादन करने के लिए प्राथमिक उत्पादन से गैस को माध्यमिक चरण के साथ उन्नत करनागोबीगैस पड़ता है।[12]
  • कार्बनिक (सामान्यतः शुष्क) पदार्थ का थर्मल गैसीकरण

व्यावसायिक विकास

लकड़ी से बायोएसएनजी

गोटेबोर्ग एनर्जी ने गोबीगैस परियोजना के अंतर्गत गोथेनबर्ग, स्वीडन में वन अवशेषों के गैसीकरण के माध्यम से जैव-एसएनजी के बड़े मापदंड पर उत्पादन के लिए पहला प्रदर्शन संयंत्र खोला गया था। जो कि संयंत्र में लगभग 30 मेगावाट मूल्य के बायोमास से 20 मेगावाट मूल्य के बायोएसएनजी का उत्पादन करने की क्षमता थी, जिसका लक्ष्य 65% की रूपांतरण दक्षता थी। जिसे दिसंबर 2014 से बायोएसएनजी संयंत्र पूरी तरह से चालू हो गया और स्वीडिश प्राकृतिक गैस ग्रिड को गैस की आपूर्ति की गई थी , जो 95% से अधिक मीथेन पदार्थ के साथ गुणवत्ता की मांग तक पहुंच गई है।[13] जो कि अप्रैल 2018 में आर्थिक समस्याओं के कारण संयंत्र को स्थायी रूप से बंद कर दिया गया था। गोटेबोर्ग एनर्जी ने संयंत्र में 175 मिलियन यूरो का निवेश किया था और नए निवेशकों को संयंत्र बेचने के लिए साल के गहन प्रयास विफल रहे थे।[14]

यह ध्यान दिया जा सकता है कि संयंत्र तकनीकी रूप से सफल रहा और उसने अपेक्षा के अनुरूप प्रदर्शन किया गया था।[15] चूँकि, उस समय प्राकृतिक गैस की मूल्यों को देखते हुए यह आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं था। जिसकी उम्मीद है यह कि संयंत्र 2030 के आसपास फिर से उभरेगा जब आर्थिक स्थितियाँ अधिक अनुकूल हो सकती हैं, इसी के साथ ही कार्बन की मूल्य भी बढ़ने की संभावना है।[16]

व्यापक प्राकृतिक गैस वितरण नेटवर्क वाले देशों में एसएनजी की विशेष रुचि है। एसएनजी के मुख्य लाभों में उपस्थित प्राकृतिक गैस मूलभूत ढांचे के साथ अनुकूलता, फिशर-ट्रॉप्स ईंधन उत्पादन की उच्च दक्षता और अन्य दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन उत्पादन प्रणालियों की तुलना में छोटे उत्पादन मापदंड सम्मिलित हैं।[17] नीदरलैंड के ऊर्जा अनुसंधान केंद्र ने विदेशों से फीडस्टॉक के आयात के आधार पर वुडी बायोमास से बड़े मापदंड पर एसएनजी उत्पादन पर व्यापक शोध किया है।[18]

यह लकड़ी पर आधारित नवीकरणीय प्राकृतिक गैस संयंत्रों को दो मुख्य श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है, एलोथर्मल, जिसमें गैसीफायर के बाहर स्रोत द्वारा प्रदान की गई ऊर्जा होती है। उदाहरण डबल-कक्षीय द्रवीकृत बेड गैसीफायर है जिसमें अलग-अलग दहन और गैसीकरण कक्ष होते हैं। ऑटोथर्मल प्रणाली गैसीफायर के अंदर गर्मी उत्पन्न करते हैं, किन्तु नाइट्रोजन के अशक्त पड़ने से बचने के लिए शुद्ध ऑक्सीजन के उपयोग की आवश्यकता होती है।[19]

यूके में, एनएनएफसीसी ने पाया गया कि 2020 तक निर्मित किसी भी यूके बायोएसएनजी संयंत्र में स्वच्छ वुडी फीडस्टॉक्स का उपयोग करने की अत्यधिक संभावना होगी और ऐसे अनेक क्षेत्र हैं जहां उस स्रोत की अच्छी उपलब्धता है।[20][21]


क्षेत्रानुसार आरएनजी विकास

यूके में, एनारोबिक पाचन का उपयोग नवीकरणीय बायोगैस के उत्पादन के साधन के रूप में बढ़ रहा है, जिसका देश भर में लगभग 90 बायोमेथेन इंजेक्शन साइटें बनाई गई हैं।[22] इकोट्रिकिटी ने राष्ट्रीय ग्रिड के माध्यम से यूके के उपभोक्ताओं को हरित गैस की आपूर्ति करने की योजना की घोषणा की गई थी।[23] सेंट्रिका ने यह भी घोषणा की कि वह सीवेज से निर्मित गैस को गैस ग्रिड में डालना प्रारंभ कर देगी।[24]

कनाडा में, ब्रिटिश कोलंबिया में गैस प्रदाता, फोर्टिसबीसी, अपनी उपस्थित गैस वितरण प्रणाली में नवीकरणीय रूप से निर्मित प्राकृतिक गैस इंजेक्ट करता है।[25]

डायवर्ट नामक कंपनी, जो दान के माध्यम से भोजन की बर्बादी को भी कम करती है, जिसका कहना है कि वह उत्तरी अमेरिका के सभी प्रमुख बाजारों को आवरण करने के लिए खाद्य अपशिष्ट अवायवीय डाइजेस्टर के अपने उपस्थित नेटवर्क को बढ़ाने के लिए कनाडाई पाइपलाइन ऑपरेटर एनब्रिज से $ 1 बिलियन के निवेश का उपयोग करेगी।[26][27]


स्थायी कृत्रिम प्राकृतिक गैस

टिकाऊ एसएनजी का उत्पादन बायोमास या अपशिष्ट अवशेषों के 70 से 75 बार दबाव पर उच्च तापमान ऑक्सीजन ब्लो स्लैगिंग सह-गैसीकरण द्वारा किया जाता है। फीडस्टॉक की विस्तृत श्रृंखला का लाभ यह है कि कम आपूर्ति श्रृंखला सीमाओं के साथ, बायोगैस की तुलना में अधिक मात्रा में नवीकरणीय एसएनजी का उत्पादन किया जा सकता है। जिसे 50 से 55% की समग्र बायोजेनिक कार्बन पदार्थ के साथ ईंधन की विस्तृत श्रृंखला तकनीकी और वित्तीय रूप से व्यवहार्य है। जो कि गैसीकरण प्रक्रिया के समय हाइड्रोजन को ईंधन मिश्रण में जोड़ा जाता है, और कार्बन डाइऑक्साइड को शुद्ध गैस स्लिप स्ट्रीम सिनगैस क्लीन-अप और उत्प्रेरक मेथेनेशन चरणों से कैप्चर करके हटा दिया जाता है।

बड़े मापदंड पर टिकाऊ एसएनजी गैस और विद्युत ग्रिड के बीच उपस्थित परिचालन और आर्थिक संबंध को बनाए रखते हुए, यूके गैस और विद्युत ग्रिड को स्रोत पर समानांतर में अधिक सीमा तक डी-कार्बोनाइज्ड करने में सक्षम बनाएगी। जो कि कार्बन कैप्चर और पृथक्करण को थोड़ी अतिरिक्त निवेश पर जोड़ा जा सकता है, जिससे कम निवेश और परिचालन कठिन स्थिति पर उपस्थित गैस और विद्युत ग्रिड के गहरे डी-कार्बोनाइजेशन को उत्तरोत्तर प्राप्त किया जा सकता है। निवेश लाभ अध्ययनों से संकेत मिलता है कि बड़े मापदंड पर 50% बायोजेनिक कार्बन पदार्थ टिकाऊ एसएनजी को लगभग 65पी/थर्म की निवेश पर उच्च दबाव गैस ट्रांसमिशन ग्रिड में इंजेक्ट किया जा सकता है। इस निवेश पर, गैसीकरण प्रक्रिया में ऊर्जा इनपुट के रूप में उपयोग की जाने वाली जीवाश्म प्राकृतिक गैस को 5 से 10 गुना अधिक मात्रा में टिकाऊ एसएनजी में पुन: संसाधित करना संभव है। जो कि बड़े मापदंड पर टिकाऊ एसएनजी, यूके महाद्वीपीय शेल्फ और अपरंपरागत गैस से निरंतर प्राकृतिक गैस उत्पादन के साथ मिलक यह संभावित रूप से यूके पीक विद्युत की निवेश को अंतरराष्ट्रीय तेल मूल्यवर्ग 'लेओ या भुगतान करो' गैस आपूर्ति अनुबंधों से अलग करने में सक्षम बनाएगा।

अनुप्रयोग:

पर्यावरण संबंधी चिंताएं

बायोगैस सामान्य प्राकृतिक गैस ईंधन के समान ही पर्यावरण प्रदूषक उत्पन्न करता है, जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड और कण है जो भी बिना जली हुई गैस निकलती है उसमें मीथेन होती है, जो लंबे समय तक जीवित रहने वाली ग्रीनहाउस गैस है। जीवाश्म प्राकृतिक गैस से मुख्य अंतर यह है कि इसे अधिकांशत: आंशिक या पूर्ण रूप से कार्बन तटस्थ माना जाता है,[28] चूंकि बायोमास में उपस्थित कार्बन डाइऑक्साइड जीवाश्म संचय से मुक्त होने और वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को बढ़ाने के अतिरिक्त, पौधों की प्रत्येक पीढ़ी में स्वाभाविक रूप से नवीनीकृत होता है।

एक बड़ी चिंता यह है कि संभावित बायोगैस उपज जीवाश्म गैस (जिसे प्राकृतिक गैस भी कहा जाता है) की उपस्थित आपूर्ति का केवल छोटा प्रतिशत प्रतिनिधित्व करेगी। इस तथ्य ने उपस्थित प्राकृतिक गैस आपूर्तिकर्ताओं को ऊर्जा आपूर्ति के रूप में विद्युत के उपयोग को बढ़ाने के उपायों से पीछे हटने के लिए प्रेरित किया है - जिससे गैस की मांग घट रही है। इस वास्तविकता ने दक्षिणी कैलिफोर्निया गैस कंपनी (सोकालगैस) को गैर-लाभकारी संस्था के निर्माण का गुप्त रूप से समर्थन करने के लिए प्रेरित किया गया था: जो कि कैलिफ़ोर्नियावासी फॉर बैलेंस्ड एनर्जी सॉल्यूशंस (सी4बीईएस) जो तब गैस क्षेत्र की पैरवी करने और विद्युतीकरण के पक्ष में गति के विपरीत चली गई। सिएरा क्लब ने सी4बीईएस ( एस्ट्रोटर्फिंग) के निर्माण में सोकालगैस के हाथ को प्रकाशित किया गया था और इसलिए सी4बीईएस ने अपनी लॉबिंग गतिविधियों को कम कर दिया, चूँकि इसने गैस की मांग को बढ़ावा देना जारी रखा था।[29][30][31]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Al Mamun, Muhammad Rashed; Torii, Shuichi (2017). "अवशोषण और अधिशोषण की संयुक्त विधि का उपयोग करके बायोगैस मिश्रण से दूषित पदार्थों को हटाकर मीथेन सांद्रता में वृद्धि". International Journal of Chemical Engineering (in English). 2017: 1–9. doi:10.1155/2017/7906859. ISSN 1687-806X.
  2. ↑ "SoCalGas and Opus 12 Successfully Demonstrate Technology That Simplifies Conversion of Carbon Dioxide into Storable Renewable Energy". prnewswire.com (Press release). PR Newswire. Retrieved 3 May 2018.
  3. ↑ The Guardian 'Food waste to provide green gas for carbon-conscious consumers'
  4. ↑ "प्राकृतिक गैस नवीकरणीय स्रोतों से आ सकती है". www.socalgas.com. Sempre Energy. Retrieved 3 May 2018.
  5. ↑ Minter, George. "मूलभूत ईंधन के रूप में नवीकरणीय प्राकृतिक गैस पर SoCalGas की पहल". www.planningreport.com. David Abel. Retrieved 3 May 2018.
  6. ↑ "Fact Sheet | Biogas: Converting Waste to Energy | White Papers | EESI". www.eesi.org. Retrieved 2021-12-09.
  7. ↑ "Alternative Fuels Data Center: Renewable Natural Gas Production". afdc.energy.gov. Retrieved 2021-12-09.
  8. ↑ Marija, Saric; Dijkstra, Jan Wilco; Haije, Wim G. (July 2017). "जैव-मीथेन उत्पादन में पावर-टू-गैस प्रौद्योगिकियों के आर्थिक परिप्रेक्ष्य". Journal of CO2 Utilization. 20: 81–90. doi:10.1016/j.jcou.2017.05.007.
  9. ↑ Cornerstone environmental group, LLC 'Biomethane / Natural Gas Interconnection Opportunities'
  10. ↑ Kachan & Co. 'The Bio Natural Gas Opportunity'
  11. ↑ Energy Research Centre of the Netherlands 'Heat from Biomass via Synthetic Natural Gas'
  12. ↑ Danish Gas Technology Centre 'Sustainable Gas Enters the European Gas Distribution System'
  13. ↑ "गोबीगैस". www.gobigas.goteborgenergi.se. Retrieved 10 November 2017.
  14. ↑ Nyheter, S. V. T.; Youcefi, Fouad (3 April 2018). "Investerade nästan två miljarder i Gobigas – nu läggs projektet ner". SVT Nyheter. Retrieved 25 April 2018.
  15. ↑ "Professor: "The Gobigas Project A Technical Success"". di.se. 19 April 2018. Retrieved 2 May 2018.
  16. ↑ LUNDIN, KIM (4 April 2018). "गोथेनबर्ग में बायोगैसफ्लो करदाता को एक पर्यावरणीय मानक प्रदान करता है". SVT Nyheter. Retrieved 2 May 2018.
  17. ↑ Åhman, Max (2010). "Biomethane in the transport sector—An appraisal of the forgotten option". Energy Policy. 38 (1): 208–217. doi:10.1016/j.enpol.2009.09.007.
  18. ↑ "BioSNG: Synthetic Natural Gas". Retrieved 27 December 2012.
  19. ↑ Van der Meijden, C.M. (2010). बायो-एसएनजी के उत्पादन के लिए MILENA गैसीकरण प्रौद्योगिकी का विकास (PDF). Petten, Netherlands: ECN. Retrieved 21 October 2012.
  20. ↑ 'Potential for BioSNG Production in the UK, NNFCC 10-008'
  21. ↑ New Energy Focus 'BioSNG could be economically attractive for renewable heat'
  22. ↑ "AD map – biomethane plants". ADBA. The Anaerobic Digestion & Bioresources Association. Retrieved 12 June 2018.
  23. ↑ The Guardian 'Food waste to provide green gas for carbon-conscious consumers'
  24. ↑ The Guardian 'Human waste turned into renewable gas to power homes'
  25. ↑ Kachan & Co.'New Bio Natural Gas May Assist In Adding Solar and Wind to Utility Renewable Power Generation, Study Finds'
  26. ↑ Divert Inc. Announces $1B Infrastructure Deal with Enbridge Inc. to Tackle Food Waste and Combat Climate Change
  27. ↑ Enbridge commits $1 billion to company turning food waste to energy
  28. ↑ Dr. Ann C. Wilkie (2019-12-16). "Biogas – Frequently Asked Questions (Biogas FAQ)". University of Florida – Soil and Water Sciences Department. Retrieved 2022-09-02.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  29. ↑ David Roberts (2020-02-20). "The false promise of "renewable natural gas" - It's no substitute for shifting to clean electricity". Vox. Retrieved 2022-09-02.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  30. ↑ Sammy Roth (2019-04-04). "California's next frontier in fighting climate change: your kitchen stove". Los Angeles Times. Retrieved 2022-09-02.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  31. ↑ Susie Cagle (2019-07-26). "US gas utility funds 'front' consumer group to fight natural gas bans". The Guardian. Retrieved 2022-09-02.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)


बाहरी संबंध

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