हरित हाइड्रोजन ऊर्जाको वास्तविकता।

अथर्ववेदाचार्य नारायण नारायण नारायण।

बजारमा नयाँ कुरा आए पछि त्यसले त मुलुकको कायापलट गर्छ भनी कमिसन खोरहरूको सम्पर्क सूत्र मार्फत प्रचार प्रसार गर्ने, सरकारी स्तर वाट त्यसमा काम गर्न नयाँ ऐन, कानुन बनाएर भक्कु कमिसन लिएर लाइसन बेच्ने, मूल्य एक लाई एक लाख मूल्याङ्कन गरी जनता वाट सेयर लगानी उठाउने, त्यसो गर्नेहरूको आफ्नो सानो लगानी ठुलोमा बेची भक्कु कमाउने अनि सर्वसाधारण सेयर धनी जनताको मात्र लगानी बाँकी भएपछि पछि त्यो योजना नियोजित ब्याङ्करप हुने जनता लुटिने ट्रेन्ड हाम्रो मुलुकको पटक पटकको नियति बनिरहेको छ। त्यसैको एक शृङ्खलाको रूपमा हाम्रो मुलुकमा हाल वैकल्पिक इन्धन स्रोतको रूपमा हरियो हाइड्रोजन बारे सुनियोजित अधिक तारिफ र हल्ला गरिएको सुन्ने गरिएको छ।

जनस्तरमा त्यसले वास्तवमै दिन सक्ने व्यवहारिक आर्थिक लाभ भन्दा सुनियोजित रूपमा अधिक फाइदा रहेको हल्ला राज्यको उच्च निकाय वाट हाम्रोमा हाल अस्वाभाविक रूपमै खुलेआम हुँदै गरेको छ। त्यसमा च्याँखे थापेर खानेहरू तिनै आत्मरति युक्त समाचारहरू फेसबुक, लिङ्कडेन, टूइटर आदि तथा सभाहरूमा बोलेर प्रचार प्रसार गर्न व्यस्त भेटिन्छन्। मुख्य काम विहीन नेता रहेका त्यस्ता व्यक्तिहरू तिनै माफियाको बलियो पकड रहेको सभा सम्मेलनमा अतिथि र वक्ताको स्थान समेत भेटिरहेको हुन्छन्।

यहाँ वैकल्पिक इन्धनको स्रोत भनिएको हरियो हाइड्रोजन ऊर्जाको वास्तविक व्यावहारिकता र त्यसको नेपालको सन्दर्भको उद्यमशीलताको सम्भावना बारे कुरा गर्न खोजिएको हो। महत्त्वपूर्ण मुद्दाको रूपमा  ‘के यस क्षेत्रमा साँच्चै नै लगानीकर्ताको पर्याप्त उत्साह र पर्याप्त लगानी भएछ भने पनि’ हाइड्रोजन ऊर्जा प्राविधिक विश्लेषण अनुरूप वर्तमानको ऊर्जा परिदृश्यमा आर्थिक रूपमा प्रतिस्पर्धी उद्यम हुन सक्छ ? त्यो बारे यहाँ चर्चा गर्न खोजिएको छ।

यसको निचोडले भन्दछ, हाइड्रोजन हरित ऊर्जा कम्तीमा नेपालको हकमा लगानीकर्ताहरूलाई बहकाउने हदमा त पुग्ला तर  आर्थिक रूपमा प्रतिस्पर्धी उद्यम हुन नसक्ने प्रस्ट सङ्केत गर्दछ। सर्वसाधारण लाई यसमा लगानी गर्नु अघि हजार पटक सोच्न पर्ने तथ्य उजागर गर्दछ।

हरित हाइड्रोजन के हो भन्ने जान्न पहिला पानी वाट सिधै बिजुली हैन  हाइड्रोजन उत्पादन गरी त्यसलाई कसरी ऊर्जाको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ भन्ने बुझ्न जरुरी छ। पानी (H2O) लाई बिजुलीको प्रयोग गरी (इलेक्ट्रोलाइसिस थर्मोडाइनामिक्स) अक्सिजन (O2) र हाइड्रोजन (H2) ग्यासहरूमा विघटन गर्न सकिन्छ। 2𝐻2𝑂(𝑙)→2𝐻2(𝑔)+𝑂2(𝑔)।

हरेक पानीको अणु (मलिकुल) लाई अक्सिजन (O2) र हाइड्रोजन (H2) वायुमा परिवर्तन गर्न  लगभग +237.13 kJ/mol ऊर्जा (ΔG) को जरुरत पर्दछ।  यो प्रति क्रिया एक पटक सुरु भए पछि आफै स्वतःस्फूर्त नचल्ने हुँदा यो प्रक्रियामा नियमित बिजुलीको उपयोग गरिरहनु पर्दछ।

जसको लागि न्यूनतम सैद्धान्तिक भोल्टेज (E0), 𝐸०=−Δ𝐺/𝑛𝐹 आवश्यक पर्दछ। व्यवहारिक रूपमा भने यो प्रक्रियामा नियमित रूपमा १.८ देखि २.६ भोल्ट सम्मको वास्तविक अपरेटिङ भोल्टेज (η=1.23V×100%) जरुरत पर्दछ। यसको अर्थ के हो भने सैद्धान्तिक रूपमा प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन उत्पादन गर्न कम्तीमा 33.33 kWh/ kg ऊर्जाको जरुरत पर्दछ। तर हाल औसत 70% दक्षताको इलेक्ट्रोलाइजर उपलब्ध हुने हुँदा प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन उत्पादन गर्न ≈ 47.61 kWh/kg ऊर्जाको जरुरत पर्ने छ।

$0.05 प्रति kWh को औसत औद्योगिक बिजुलीको लागत मान्दा समेत हाइड्रोजनको प्रति किलोग्राम बिजुलीको लागत $2.38/kg पर्ने देखिन्छ। इफ़िसियन्सि बढ्ने पक्षमा बाहेक यो खर्च सहजै घट्ने अवस्था देखिँदैन। नेपाल जस्ता परियोजनाहरू मेलम्ची जस्तै परियोजनाहरू माफियाहरूको लागि कमिसन मैत्री बन्ने अधिक हद सम्म लम्बिने मुलुकहरूमा यो दर उल्टो बढ्ने निश्चित छ।

जब हाइड्रोजन उत्पादन हुन्छ यो अत्यन्त प्रज्वलनशील पदार्थ बन्दछ। यसबाट आगलागी र अन्य हानि नहोस् भनी यसलाई कि त अत्यन्त अत्यन्त उच्च दबाब (जस्तै: 700 बारको) अन्तर्गत कम्प्रेश हाइड्रोजनको रूपमा कम्प्रेसन र भण्डारण प्रणालीमा राख्नु अनिवार्य हुन्छ। त्यसको विकल्प भने यसलाई अत्यन्त चिसो क्रायोजेनिक तापक्रममा तरल हाइड्रोजनको रूपमा भण्डारण गर्नु पर्दछ।

त्यो भनेको यसमा अत्यन्त अधिक अतिरिक्त कम्प्रेसन वा द्रवीकरण प्रक्रिया जस्ता स्टोर गर्ने र ढुवानीको लागि अत्यधिक लागत जरुरी हुने प्रविधि जरुरी पर्दछ। जसले यसको प्रविधिमा उल्लेखनीय रूपमा अत्यधिक लागतको जरुरत पर्दछ। हाइड्रोजन कम्प्रेसन विधिमा भण्डारण र ढुवानी गर्दा लगभग 13% ऊर्जाको खपत जरुरी हुन्छ। यसलाई  क्रायोजेनिक रूपमा तरल रूपमा भण्डारण र ढुवानी गर्ने हो भने 30% सम्म ऊर्जाको जरुरत पर्दछ।

त्यति मात्र होइन, हाइड्रोजन ऊर्जा इन्धन कक्षहरूमा (फिउल सेलहरू) प्रयोग हुने क्रममा तिनीहरूको रूपान्तरण दक्षता सामान्यतया लगभग 50% मात्र हुन्छ। यसको अर्थ के हो भने अन्तिम समयमा उपयोग हुने ठाउँमा हाइड्रोजनको ऊर्जा सामग्री सम्पूर्ण सामग्रीको आधा मात्र प्रभावकारी रूपमा विद्युत् ऊर्जामा रूपान्तरण हुन्छ।

पानीलाई बिजुली प्रयोग गरी इलेक्ट्रोलाइसिस मार्फत हाइड्रोजन उत्पादन गर्ने, त्यसरी उत्पादित हाइड्रोजन अत्यन्तअत्यन्त प्रज्वलनशील हुने हुँदा कि कम्प्रेश हाइड्रोजनको रूपमा कि क्रायोजेनिक तरल हाइड्रोजनको रूपमा भण्डारण गर्ने अनि फेरी त्यसलाई फिउल सेलहरू मार्फत प्रयोग योग्य ऊर्जामै फिर्ता गर्न रूपान्तरण प्रक्रिया अपनाउने हरित भनिएको  हाइड्रोजन ऊर्जाको उत्पादन लागत पानी वाट प्रत्यक्ष बिजुली निकाल्ने र उपयोग गर्ने भन्दा उल्लेखनीय रूपमा अधिक छ।

यथार्थमा हरियो हाइड्रोजनको वर्तमान उत्पादन लागत $ 2.4 देखि $ 7.6 प्रति किलोग्राम रहनु  (औसत औद्योगिक बिजुली: $0.05 प्रति kWh), यसको अत्यधिक उच्च इलेक्ट्रोलाइजर लागत हुनु, यसका महँगो ऊर्जा रूपान्तरण विधि, स्टोर गर्ने गरिने महँगो कम्प्रेसन र  क्रायोजेनिक मूल्य, ढुवानीको आवश्यक पूर्वाधार निर्माणमा लाग्ने अधिक खर्च आदिको गणना मार्फत गरिने परम्परागत अनुमानहरू अनुसार हरित नाइट्रोजनमा हुने लगानीको प्रतिफल (आरओआइ) पानीको बिजुलीको तुलनामा -72.38% को नकारात्मक अङ्क आउँछ। उक्त आरओआइले के सङ्केत गर्दछ र सुझाव दिन्छ कि कम्तीमा नेपाल जस्तो मुलुकमा हरित नाइट्रोजनमा हुने लगानीले त्यसको लागत पुनः प्राप्ति गर्न लगभग असम्भव देखिन्छ। लगानी गरेर नाफा लिने सपनाको कुरै छाड्नुहोस्।

यसमा लागेका कतिपय मानिसहरू यसका प्रविधि र बजारका बाधाहरू झेल्ने उन्नत तरिका विकास गरी भविष्यमा यसको लागत घटाउने, दक्षता सुधार गर्ने अवसर रहेकोले यो नाफामूलक हुन सक्ने भन्दछन्। जुन अन्य मुलुकमा फिँजिबल हुने सत्य हो।  नेपाल जस्तो हाम्रो मुलुकको लागि यो सत्य लगानी नडुब्ने सत्य होइन। निरन्तर अनुसन्धान र विकास प्रयासहरूको बाबजुद, प्राविधिक विकासको गति हेर्दा निकट भविष्यमा यो ब्रेकईभेनमा समेत पुग्ने पूर्वानुमान व्यवहारिक छैन। हरियो हाइड्रोजनको बजारको स्केलेबिलिटी र मागका मुद्दाहरूले हालको खस्किरहेको संसारको आर्थिक हैसियतको चुनौतीको नजर अन्दाज गरेको छ।  सर्वसाधारणको लागि  नेपाल जस्तो मुलुकमा असहशुष्ण ग्रीन हाइड्रोजन ऊर्जामा गरिने लगानीको  मुनाफाको सम्भावना लगभग छैन।

त्यति हुँदा हुँदै फगत अतृप्त आशाको खेती गरेर, नक्कली सपना बाँडेर चुस्त कमाउने माफियाहरूको सेवक बनी मुलुकको शासन गर्ने  ब्रह्म राक्षसहरूको (Brahmarakshasas) अयोग्यताका कारण आफ्नो भविष्य बारे चिन्तित बनेका ठुलो जन समुदायमा भ्रम छरेर उनीहरूको बचत लुट्ने परम्परागत विधि अन्तर्गत कमाउन पल्केका हरुको लागि भने आज पनि असहशुष्ण ग्रीन हाइड्रोजन असहशुष्ण माफियाहरू र उनीहरूका खेतालाहरू तथा त्यसमा चाखे थपेर कमाउने ठुटे नेताहरूको लागि सुवर्ण अवसरको रूपमा रहेकै छ।