Low-carbon power
कम कार्बन ऊर्जा जीवाश्म ईंधन का उपयोग करके बिजली उत्पादन की तुलना में पूरे जीवन चक्र में काफी कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के साथ उत्पादित बिजली है। कम कार्बन शक्ति के लिए ऊर्जा संक्रमण जलवायु परिवर्तन को सीमित करने के लिए आवश्यक सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है। बिजली क्षेत्र का उत्सर्जन 2018 में चरम पर हो सकता है। 2020 के पहले छह महीनों के दौरान, वैज्ञानिकों ने कोविड-19 लॉकडाउन उपायों के कारण 2019 की तुलना में वैश्विक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में 8.8% की कमी देखी। उत्सर्जन में कमी के दो मुख्य स्रोतों में जमीनी परिवहन (40 प्रतिशत) और बिजली क्षेत्र (22 प्रतिशत) शामिल हैं। यह घटना इतिहास में कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में सबसे बड़ी पूर्ण कमी है, लेकिन इस बात पर जोर देती है कि कम कार्बन शक्ति "ऊर्जा-उत्पादन प्रणालियों में संरचनात्मक और परिवर्तनकारी परिवर्तनों पर आधारित होनी चाहिए।" कम कार्बन ऊर्जा उत्पादन स्रोतों में पवन ऊर्जा, सौर ऊर्जा, परमाणु ऊर्जा और अधिकांश पनबिजली शामिल हैं। इस शब्द में काफी हद तक पारंपरिक जीवाश्म ईंधन संयंत्र स्रोतों को शामिल नहीं किया गया है, और इसका उपयोग केवल संचालित जीवाश्म ईंधन ऊर्जा प्रणालियों के एक विशेष उपसमुच्चय का वर्णन करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से, जो एक फ्लू गैस कार्बन कैप्चर और भंडारण (सी. सी. एस.) प्रणाली के साथ सफलतापूर्वक जुड़े हुए हैं। विश्व स्तर पर 2020 में लगभग 40 प्रतिशत बिजली उत्पादन कम कार्बन स्रोतों से आयाः लगभग 10 प्रतिशत परमाणु ऊर्जा, लगभग 10 प्रतिशत पवन और सौर, और लगभग 20 प्रतिशत पनबिजली और अन्य नवीकरणीय ऊर्जा। 20वीं सदी के अंत और 21वीं सदी की शुरुआत के दौरान ग्लोबल वार्मिंग के संबंध में महत्वपूर्ण निष्कर्षों ने कार्बन उत्सर्जन पर अंकुश लगाने की आवश्यकता पर प्रकाश डाला। इससे कम कार्बन शक्ति के विचार का जन्म हुआ। 1988 में विश्व मौसम विज्ञान संगठन (डब्ल्यू. एम. ओ.) और संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम (यू. एन. ई. पी.) द्वारा स्थापित जलवायु परिवर्तन पर अंतर-सरकारी पैनल (आई. पी. सी. सी.) ने कम कार्बन शक्ति की शुरुआत के लिए वैज्ञानिक प्राथमिकता निर्धारित की। आई. पी. सी. सी. ने अपनी आवधिक मूल्यांकन रिपोर्टों और विशेष रिपोर्टों के माध्यम से विश्व समुदाय को वैज्ञानिक, तकनीकी और सामाजिक-आर्थिक सलाह देना जारी रखा है। अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर, कम कार्बन ऊर्जा की दिशा में सबसे प्रमुख प्रारंभिक कदम क्योटो प्रोटोकॉल पर हस्ताक्षर करना था, जो 16 फरवरी 2005 को लागू हुआ, जिसके तहत अधिकांश औद्योगिक देशों ने अपने कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लिए प्रतिबद्ध किया। इस ऐतिहासिक घटना ने कम कार्बन ऊर्जा प्रौद्योगिकी की शुरुआत के लिए राजनीतिक प्राथमिकता स्थापित की। सामाजिक स्तर पर, जलवायु परिवर्तन के बारे में आम जनता की जागरूकता और कम कार्बन ऊर्जा सहित नई तकनीकों की आवश्यकता में योगदान देने वाला शायद सबसे बड़ा कारक वृत्तचित्र एन इनकॉन्वीनियंट ट्रुथ से आया, जिसने ग्लोबल वार्मिंग की समस्या को स्पष्ट और उजागर किया। ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन द्वारा बिजली के स्रोत कम कार्बन वाले बिजली स्रोतों की अलग-अलग विशेषताएँ कार्बन उत्सर्जन के वर्तमान स्तर को कम करने के लिए कई विकल्प हैं। कुछ विकल्प, जैसे पवन ऊर्जा और सौर ऊर्जा, पूरी तरह से नवीकरणीय स्रोतों का उपयोग करके कुल जीवन चक्र कार्बन उत्सर्जन की कम मात्रा का उत्पादन करते हैं। अन्य विकल्प, जैसे परमाणु ऊर्जा, कुल जीवन चक्र उत्सर्जन में अक्षय प्रौद्योगिकियों के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन की तुलनीय मात्रा का उत्पादन करते हैं, लेकिन गैर-नवीकरणीय, लेकिन टिकाऊ सामग्री (यूरेनियम) का उपभोग करते हैं। कम कार्बन शक्ति शब्द में ऐसी शक्ति भी शामिल हो सकती है जो दुनिया के प्राकृतिक संसाधनों, जैसे कि प्राकृतिक गैस और कोयले का उपयोग करना जारी रखती है, लेकिन केवल तभी जब वे ऐसी तकनीकों का उपयोग करते हैं जो ईंधन के लिए उन्हें जलाते समय इन स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करती हैं, जैसे कि 2012 तक, कार्बन ग्रहण और भंडारण करने वाले पायलट संयंत्र। क्योंकि बिजली क्षेत्र में उत्सर्जन को कम करने की लागत परिवहन जैसे अन्य क्षेत्रों की तुलना में कम प्रतीत होती है, बिजली क्षेत्र आर्थिक रूप से कुशल जलवायु नीति के तहत सबसे बड़ी आनुपातिक कार्बन कटौती कर सकता है। कम कार्बन उत्सर्जन के साथ विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए तकनीकों का विभिन्न पैमानों पर उपयोग किया जाता है। एक साथ, उन्होंने 2020 में वैश्विक बिजली का लगभग 40 प्रतिशत हिस्सा लिया, जिसमें पवन और सौर लगभग 10 प्रतिशत थे। प्रौद्योगिकी जलवायु परिवर्तन पर 2014 के अंतर-सरकारी पैनल की रिपोर्ट में उपयुक्त स्थानों पर परमाणु, पवन, सौर और पनबिजली की पहचान ऐसी तकनीकों के रूप में की गई है जो कोयला ऊर्जा के जीवन चक्र ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के 5 प्रतिशत से भी कम के साथ बिजली प्रदान कर सकती हैं। पनबिजली संयंत्रों को लंबे समय तक चलने का लाभ है और कई मौजूदा संयंत्र 100 से अधिक वर्षों से काम कर रहे हैं। पावर ग्रिड संचालन के दृष्टिकोण से पनबिजली भी एक अत्यंत लचीली तकनीक है। जीवाश्म ईंधन की तुलना में भी बड़ी पनबिजली आज के ऊर्जा बाजार में सबसे कम लागत वाले विकल्पों में से एक प्रदान करती है और संयंत्र संचालन से जुड़े कोई हानिकारक उत्सर्जन नहीं हैं। हालांकि, जलाशयों के साथ आम तौर पर कम ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन होते हैं, और संभवतः उष्णकटिबंधीय में उच्च उत्सर्जन होते हैं। पनबिजली बिजली का दुनिया का सबसे बड़ा कम कार्बन स्रोत है, जो 2019 में कुल बिजली का 15.6% आपूर्ति करता है। चीन अब तक दुनिया में पनबिजली का सबसे बड़ा उत्पादक है, इसके बाद ब्राजील और कनाडा का स्थान है। हालाँकि, बड़े पैमाने पर पनबिजली प्रणालियों के कई महत्वपूर्ण सामाजिक और पर्यावरणीय नुकसान हैंः विस्थापन, यदि लोग वहाँ रह रहे हैं जहाँ जलाशयों की योजना बनाई गई है, तो जलाशय के निर्माण और बाढ़ के दौरान महत्वपूर्ण मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन की रिहाई, और जलीय पारिस्थितिकी तंत्र और पक्षी जीवन में व्यवधान। अब इस बात पर एक मजबूत सहमति है कि देशों को जल संसाधनों के प्रबंधन के लिए एक एकीकृत दृष्टिकोण अपनाना चाहिए, जिसमें अन्य जल-उपयोग क्षेत्रों के सहयोग से पनबिजली विकास की योजना बनाना शामिल होगा। परमाणु ऊर्जा, 2013 तक विश्व बिजली उत्पादन के 10.6% हिस्से के साथ, दूसरा सबसे बड़ा कम कार्बन ऊर्जा स्रोत है। 2010 में परमाणु ऊर्जा ने यूरोपीय संघ के सत्ताईस देशों की कम कार्बन ऊर्जा का दो तिहाई भी प्रदान किया, जिसमें कुछ यूरोपीय संघ के देश अपनी बिजली का एक बड़ा हिस्सा परमाणु ऊर्जा से प्राप्त करते हैं; उदाहरण के लिए फ्रांस अपनी 79 प्रतिशत बिजली परमाणु ऊर्जा से प्राप्त करता है। 2020 तक परमाणु ऊर्जा ने यूरोपीय संघ में 47 प्रतिशत कम कार्बन ऊर्जा प्रदान की, जिसमें बड़े पैमाने पर परमाणु ऊर्जा पर आधारित देश नियमित रूप से 30-60 gCO2eq/kWh की कार्बन तीव्रता प्राप्त करते हैं। आई. ए. ई. ए. और यूरोपीय परमाणु सोसायटी के अनुसार, 2013 में दुनिया भर में 15 देशों में 68 असैन्य परमाणु ऊर्जा रिएक्टर निर्माणाधीन थे। चीन में इनमें से 29 परमाणु ऊर्जा रिएक्टर निर्माणाधीन हैं, 2013 तक, कई और बनाने की योजना के साथ, जबकि अमेरिका में इसके लगभग आधे रिएक्टरों के लाइसेंस को 60 साल तक बढ़ा दिया गया है, और एक और दर्जन बनाने की योजना गंभीर विचाराधीन है। दक्षिण कोरिया, भारत और रूस में भी काफी संख्या में नए रिएक्टर बनाए जा रहे हैं। परमाणु ऊर्जा की भविष्य में कम कार्बन ऊर्जा वृद्धि में महत्वपूर्ण रूप से जोड़ने की क्षमता कई कारकों पर निर्भर करती है, जिसमें नए रिएक्टर डिजाइनों के अर्थशास्त्र, जैसे कि जनरेशन III रिएक्टर, जनमत और राष्ट्रीय और क्षेत्रीय राजनीति शामिल हैं। 104 यू. एस. परमाणु संयंत्र एक हल्के जल रिएक्टर स्थिरता कार्यक्रम से गुजर रहे हैं, ताकि यू. एस. परमाणु बेड़े के जीवन काल को और 20 वर्षों तक बढ़ाया जा सके। 2013 में निर्माणाधीन अमेरिकी बिजली संयंत्रों के साथ, जैसे कि वोगल इलेक्ट्रिक जनरेटिंग प्लांट में दो एपी1000। हालांकि नए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की अर्थव्यवस्था अभी भी विकसित हो रही है और उन संयंत्रों में जोड़ने की योजना ज्यादातर प्रवाह में है। 2021 में यूरोप के लिए संयुक्त राष्ट्र आर्थिक आयोग (UNECE) ने परमाणु ऊर्जा को जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में वर्णित किया है जिसने पिछली आधी सदी में 74 Gt उत्सर्जन को रोका है, जो यूरोप में 20 प्रतिशत ऊर्जा और 43 प्रतिशत कम कार्बन ऊर्जा प्रदान करता है। पवन ऊर्जा सौर ऊर्जा सूर्य के प्रकाश को बिजली में बदलना है, या तो सीधे फोटोवोल्टिक (पी. वी.) का उपयोग करके, या अप्रत्यक्ष रूप से केंद्रित सौर ऊर्जा (सी. एस. पी.) का उपयोग करके। केंद्रित सौर ऊर्जा प्रणालियाँ सूर्य के प्रकाश के एक बड़े क्षेत्र को एक छोटी किरण में केंद्रित करने के लिए लेंस या दर्पण और ट्रैकिंग प्रणालियों का उपयोग करती हैं। फोटोवोल्टिक प्रकाश विद्युत प्रभाव का उपयोग करके प्रकाश को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करते हैं। वाणिज्यिक केंद्रित सौर ऊर्जा संयंत्र पहली बार 1980 के दशक में विकसित किए गए थे। 354 मेगावाट एस. ई. जी. एस. सी. एस. पी. स्थापना कैलिफोर्निया के मोजावे रेगिस्तान में स्थित दुनिया का सबसे बड़ा सौर ऊर्जा संयंत्र है। अन्य बड़े सी. एस. पी. संयंत्रों में स्पेन में सोलनोवा सौर ऊर्जा केंद्र (150 मेगावाट) और अंडासोल सौर ऊर्जा केंद्र (150 मेगावाट) शामिल हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में 200 मेगावाट से अधिक की अगुआ कैलियंट सौर परियोजना और भारत में 214 मेगावाट का चरणका सौर उद्यान, दुनिया के सबसे बड़े फोटोवोल्टिक संयंत्र हैं। 2014 के अंत में दुनिया भर में बिजली के उपयोग में सौर ऊर्जा की हिस्सेदारी 1 प्रतिशत थी। भू-तापीय शक्ति भू-तापीय ऊर्जा से उत्पन्न बिजली है। उपयोग की जाने वाली तकनीकों में शुष्क भाप बिजली संयंत्र, त्वरित भाप बिजली संयंत्र और द्विआधारी चक्र बिजली संयंत्र शामिल हैं। 24 देशों में भू-तापीय बिजली उत्पादन का उपयोग किया जाता है जबकि 70 देशों में भू-तापीय ताप का उपयोग किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका (3,086 मेगावाट), फिलीपींस और इंडोनेशिया में सबसे बड़ी क्षमता के साथ दुनिया भर में वर्तमान स्थापित क्षमता 10,715 मेगावाट (मेगावाट) है। भू-तापीय ऊर्जा की बिजली उत्पादन क्षमता का अनुमान 35 से 2000 गीगावाट तक है। भू-तापीय शक्ति को टिकाऊ माना जाता है क्योंकि पृथ्वी की ऊष्मा सामग्री की तुलना में ऊष्मा निष्कर्षण कम होता है। मौजूदा भू-तापीय विद्युत संयंत्रों की उत्सर्जन तीव्रता औसतन 122 किलोग्राम प्रति मेगावाट-घंटा (एम. डब्ल्यू. एच.) बिजली है, जो पारंपरिक जीवाश्म ईंधन संयंत्रों का एक छोटा सा अंश है। ज्वारीय शक्ति ज्वारीय शक्ति पनबिजली का एक रूप है जो ज्वार की ऊर्जा को बिजली या बिजली के अन्य उपयोगी रूपों में परिवर्तित करता है। पहला बड़े पैमाने पर ज्वारीय बिजली संयंत्र (रेंस टाइडल पावर स्टेशन) ने 1966 में परिचालन शुरू किया। हालांकि अभी तक व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है, ज्वारीय शक्ति में भविष्य में बिजली उत्पादन की क्षमता है। ज्वार-भाटा पवन ऊर्जा और सौर ऊर्जा की तुलना में अधिक अनुमानित है। कार्बन ग्रहण और भंडारण कार्बन ग्रहण और भंडारण बिजली संयंत्रों या अन्य उद्योगों की फ्लू गैस से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ता है, इसे एक उपयुक्त स्थान पर ले जाता है जहां इसे भूमिगत जलाशय में सुरक्षित रूप से दफनाया जा सकता है। जबकि इसमें शामिल प्रौद्योगिकियां सभी उपयोग में हैं, और कार्बन ग्रहण और भंडारण अन्य उद्योगों में हो रहा है (जैसे, स्लीपनर गैस क्षेत्र में), बिजली उद्योग के भीतर अभी तक कोई बड़े पैमाने पर एकीकृत परियोजना चालू नहीं हुई है। वर्तमान कार्बन ग्रहण और भंडारण प्रौद्योगिकियों में सुधार लगभग अगले दशक में कम से कम 20-30% द्वारा CO2 ग्रहण लागत को कम कर सकते हैं, जबकि विकास के तहत नई प्रौद्योगिकियां अधिक पर्याप्त लागत में कमी का वादा करती हैं। जलवायु परिवर्तन पर अंतर-सरकारी पैनल ने अपनी पहली कार्य समूह रिपोर्ट में कहा कि "20वीं शताब्दी के मध्य से विश्व स्तर पर औसत तापमान में देखी गई अधिकांश वृद्धि मानवजनित ग्रीनहाउस गैस सांद्रता में देखी गई वृद्धि के कारण है, जो जलवायु परिवर्तन में योगदान करती है। सभी मानवजनित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के प्रतिशत के रूप में, कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) 72 प्रतिशत के लिए जिम्मेदार है (ग्रीनहाउस गैस देखें), और वायुमंडल में सांद्रता 1958 में 310 भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) से बढ़कर 2005 में 350 पीपीएम से अधिक हो गई है। ऊर्जा से उत्सर्जन सभी ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 61.4 प्रतिशत से अधिक है। पारंपरिक कोयला ईंधन स्रोतों से बिजली उत्पादन विश्व के सभी ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 18.8 प्रतिशत है, जो सड़क परिवहन द्वारा उत्सर्जित लगभग दोगुना है। अनुमानों में कहा गया है कि 2020 तक दुनिया 2000 की तुलना में लगभग दोगुना कार्बन उत्सर्जन का उत्पादन करेगी। यूरोपीय संघ को संघ के सभी 27 देशों के लिए आने वाले वर्ष में शुद्ध-शून्य ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को अनिवार्य करने वाले कानून पर हस्ताक्षर करने की उम्मीद है। बिजली का उपयोग विश्व ऊर्जा खपत 2003 से 2030 तक बढ़ने का अनुमान है। उसी समय में कोयले की खपत लगभग दोगुनी होने का अनुमान है। सबसे तेज विकास गैर-ओ. ई. सी. डी. एशियाई देशों, विशेष रूप से चीन और भारत में देखा गया है, जहां आर्थिक विकास से ऊर्जा के उपयोग में वृद्धि होती है। कम कार्बन ऊर्जा विकल्पों को लागू करके, स्थिर कार्बन उत्सर्जन स्तरों को बनाए रखते हुए विश्व बिजली की मांग में वृद्धि जारी रह सकती है। परिवहन क्षेत्र में जीवाश्म ईंधन से दूर और विद्युत वाहनों की ओर कदम उठाए जा रहे हैं, जैसे कि सामूहिक पारगमन और इलेक्ट्रिक कार। ये रुझान छोटे हैं, लेकिन अंततः विद्युत ग्रिड में एक बड़ी मांग जोड़ सकते हैं। घरेलू और औद्योगिक गर्मी और गर्म पानी की आपूर्ति काफी हद तक उपभोक्ताओं के परिसरों में ईंधन तेल या प्राकृतिक गैस जैसे जीवाश्म ईंधन को जलाकर की गई है। कुछ देशों ने बिजली पर स्विच करने को प्रोत्साहित करने के लिए हीट पंप छूट शुरू कर दी है, जिससे संभवतः ग्रिड की बड़ी मांग बढ़ गई है। ऊर्जा अवसंरचना कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र कम कार्बन ऊर्जा की तुलना में बाजार हिस्सेदारी खो रहे हैं, और 2020 के दशक में किसी भी निर्माण में फंसे हुए परिसंपत्तियों या फंसे हुए लागतों के होने का जोखिम है, आंशिक रूप से क्योंकि उनके क्षमता कारकों में गिरावट आएगी। कम कार्बन ऊर्जा स्रोतों और प्रौद्योगिकियों में निवेश तेजी से बढ़ रहा है। शून्य-कार्बन ऊर्जा स्रोत दुनिया की ऊर्जा का लगभग 2 प्रतिशत उत्पादन करते हैं, लेकिन बिजली उत्पादन में विश्व निवेश का लगभग 18 प्रतिशत हिस्सा हैं, जो 2006 में 100 अरब डॉलर की निवेश पूंजी को आकर्षित करते हैं। कार्बन ग्रहण और भंडारण कार्बन सिंक जलवायु परिवर्तन उत्सर्जन व्यापार ऊर्जा विकास ऊर्जा पोर्टल ग्लोबल वार्मिंग ग्रीनहाउस गैस अक्षय ऊर्जा संगठनों की सूची नवीकरणीय ऊर्जा व्यावसायीकरण संदर्भ सतत ऊर्जा विकास कम कार्बन अर्थव्यवस्था