Renewable fuels
قابل تجدید ایندھن قابل تجدید وسائل سے پیدا ہونے والے ایندھن ہیں۔ مثالوں میں شامل ہیں: حیاتیاتی ایندھن (مثال کے طور پر۔ ایندھن کے طور پر استعمال ہونے والا سبزیوں کا تیل، ایتھنول، صاف توانائی سے میتھانول اور کاربن ڈائی آکسائیڈ یا بائیو ماس، اور بائیو ڈیزل)، ہائیڈروجن ایندھن (جب قابل تجدید عمل کے ساتھ تیار کیا جاتا ہے)، اور مکمل طور پر مصنوعی ایندھن (جسے برقی ایندھن بھی کہا جاتا ہے) ماحول میں کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی سے تیار ہوتا ہے۔ یہ قدرتی گیس، ایل پی جی (پروپین)، پٹرولیم اور دیگر جیواشم ایندھن اور جوہری توانائی جیسے غیر قابل تجدید ایندھن کے برعکس ہے۔ قابل تجدید ایندھن میں وہ ایندھن شامل ہو سکتے ہیں جو قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے ترکیب کیے جاتے ہیں، جیسے ہوا اور شمسی۔ قابل تجدید ایندھن نے اپنی پائیداری، کاربن سائیکل میں کم شراکت، اور بعض صورتوں میں گرین ہاؤس گیسوں کی کم مقدار کی وجہ سے مقبولیت حاصل کی ہے۔ ان ایندھنوں کے جغرافیائی و سیاسی اثرات بھی دلچسپی کے حامل ہیں، خاص طور پر صنعتی معیشتوں کے لیے جو مشرق وسطی کے تیل سے آزادی کے خواہاں ہیں۔ قابل تجدید ایندھن کے لیے استدلال بین الاقوامی توانائی ایجنسی کے ورلڈ انرجی آؤٹ لک 2006 نے یہ نتیجہ اخذ کیا ہے کہ تیل کی بڑھتی ہوئی طلب، اگر اس پر قابو نہ پایا گیا تو، صارفین ممالک کی سپلائی میں شدید خلل اور اس کے نتیجے میں قیمتوں کے جھٹکے کا خطرہ بڑھ جائے گا۔ نقل و حمل کے لیے قابل تجدید حیاتیاتی ایندھن پیٹرولیم مصنوعات سے تنوع کا ایک اہم ذریعہ ہیں۔ معتدل علاقوں میں اناج اور چقندر کے حیاتیاتی ایندھن کا ایک کردار ہے، لیکن وہ نسبتا مہنگے ہیں اور ان کی توانائی کی کارکردگی اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کی بچت کے فوائد متغیر ہیں۔ گنے اور دیگر انتہائی پیداواری اشنکٹبندیی فصلوں سے حیاتیاتی ایندھن بہت زیادہ مسابقتی اور فائدہ مند ہیں۔ لیکن پہلی نسل کے تمام حیاتیاتی ایندھن بالآخر زمین، پانی اور دیگر وسائل کے لیے خوراک کی پیداوار سے مقابلہ کرتے ہیں۔ دوسری نسل کی بائیو فیول ٹیکنالوجیز، جیسے بائیو ریفائنریز اور لگنو سیلولوزکس کو تیار کرنے اور تجارتی بنانے کے لیے زیادہ کوششوں کی ضرورت ہے، جس سے بائیو فیولز اور دیگر مصنوعات کی لچکدار پیداوار غیر خوردنی پودوں کے مواد سے ممکن ہو سکے۔ ہبرٹ کا تیل کا چوٹی کا نظریہ بتاتا ہے کہ پٹرولیم ایک محدود وسیلہ ہے جو تیزی سے ختم ہو رہا ہے۔ دنیا بھر میں باقی پٹرولیم کے ذخائر میں سے تقریبا (اصل کنواری ذخائر کا تقریبا نصف) اور دنیا بھر میں ہر سال استعمال کی شرح، صرف تقریبا 50 سال مالیت کا پٹرولیم موجودہ کمی کی شرح پر رہنے کی پیش گوئی کی گئی ہے۔ پیٹرولیم مندرجہ ذیل صنعتوں کے لیے ضروری ہے: ایندھن (گھریلو حرارتی، جیٹ ایندھن، پٹرول، ڈیزل وغیرہ)۔ نقل و حمل، زراعت، دواسازی، پلاسٹک/رال، انسان ساختہ ریشے، مصنوعی ربڑ، اور دھماکہ خیز مواد۔ اگر جدید دنیا توانائی کے ذریعہ کے طور پر پٹرولیم پر انحصار کرتی رہی تو خام تیل کی قیمت میں نمایاں اضافہ ہو سکتا ہے، جس سے دنیا بھر کی معیشتیں غیر مستحکم ہو سکتی ہیں۔ نتیجتا، قابل تجدید ایندھن کے محرکات میں شامل ہیں: تیل کی اونچی قیمتیں، تجارت کا عدم توازن، دنیا کے تیل برآمد کرنے والے علاقوں میں عدم استحکام، 2005 کا انرجی پالیسی ایکٹ، امریکی کسانوں اور صنعتوں کے لیے غیر متوقع منافع کے امکانات، معاشی افسردگی سے بچنا، 2021 کے اوائل میں شروع ہونے والے غیر مستحکم 'چوٹی کے تیل' کے منظر نامے کی وجہ سے مصنوعات کی قلت سے بچنا، (اگرچہ چوٹی کا تیل کوئی نیا خیال نہیں ہے) اور گلوبل وارمنگ کی سست روی جو بے مثال آب و ہوا کی تبدیلی کا آغاز کر سکتی ہے۔ مزید برآں، یہ نتیجہ کہ اینتھروپوجینک گرین ہاؤس گیسوں کا اخراج علاقائی جغرافیائی سیاسی عدم استحکام کے ساتھ آب و ہوا کی تبدیلی کا سبب بن رہا ہے، نے ممالک کو چیلنج کیا ہے کہ وہ توانائی کے متبادل اور کاربن غیر جانبدار ذرائع دونوں کو تیار کرنے کے لیے کام کریں۔ اس لیے قابل تجدید ایندھن بہت سی حکومتوں کے لیے پرکشش ہوتے جا رہے ہیں، جو پائیدار توانائی کی آزادی کو ایک قیمتی اثاثہ کے طور پر دیکھنا شروع کر رہے ہیں۔ 19 دسمبر 2007 کو، صدر بش نے توانائی کی آزادی اور سلامتی کے قانون پر دستخط کیے، جس میں یہ شرط قائم کی گئی کہ 2022 تک بازار میں کم از کم قابل تجدید ایندھن کا استعمال کیا جائے۔ انٹرنیشنل انرجی ایجنسی (آئی ای اے) کے مطابق سیلولوسک ایتھنول کی تجارتی کاری ایتھنول ایندھن کو مستقبل میں پہلے کے خیال سے کہیں زیادہ بڑا کردار ادا کرنے کی اجازت دے سکتی ہے۔ سیلولوسک ایتھنول پودوں کے مادے سے بنایا جا سکتا ہے جو بنیادی طور پر غیر خوردنی سیلولوز ریشوں پر مشتمل ہوتا ہے جو زیادہ تر پودوں کے تنوں اور شاخوں کی تشکیل کرتے ہیں۔ وقف شدہ توانائی کی فصلیں، جیسے کہ سوئچ گراس، سیلولوز کے ذرائع کا بھی وعدہ کرتی ہیں جو ریاستہائے متحدہ کے بہت سے علاقوں میں تیار کیے جا سکتے ہیں۔ بائیو فیول ایک قسم کا ایندھن ہے جس کی توانائی حیاتیاتی کاربن فکسشن سے حاصل ہوتی ہے۔ حیاتیاتی ایندھن میں بائیو ماس کی تبدیلی سے حاصل ہونے والے ایندھن کے ساتھ ساتھ ٹھوس بائیو ماس، مائع ایندھن اور مختلف بائیو گیس شامل ہیں۔ اگرچہ جیواشم ایندھن کی ابتدا قدیم کاربن فکسشن میں ہوتی ہے، لیکن عام طور پر قبول شدہ تعریف کے مطابق انہیں حیاتیاتی ایندھن نہیں سمجھا جاتا ہے کیونکہ ان میں کاربن ہوتا ہے جو بہت طویل عرصے سے کاربن سائیکل سے "باہر" ہے۔ حیاتیاتی ایندھن عوامی اور سائنسی توجہ حاصل کر رہے ہیں، جو تیل کی قیمتوں میں اضافے، توانائی کی حفاظت میں اضافے کی ضرورت، جیواشم ایندھن سے گرین ہاؤس گیس کے اخراج پر تشویش، اور سرکاری سبسڈی سے تعاون جیسے عوامل کی وجہ سے کارفرما ہیں۔ بائیو ایتھانول ایک الکحل ہے جو خمیر کے ذریعے بنایا جاتا ہے، زیادہ تر چینی یا نشاستے کی فصلوں جیسے مکئی یا گنے میں پیدا ہونے والے کاربوہائیڈریٹ سے۔ سیلولوسک بائیو ماس، جو غیر غذائی ذرائع جیسے درختوں اور گھاسوں سے حاصل ہوتا ہے، ایتھنول کی پیداوار کے لیے فیڈ اسٹاک کے طور پر بھی تیار کیا جا رہا ہے۔ ایتھنول کو گاڑیوں کے لیے اس کی خالص شکل میں ایندھن کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن یہ عام طور پر آکٹین کو بڑھانے اور گاڑیوں کے اخراج کو بہتر بنانے کے لیے پٹرول کے اضافے کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ بائیو ایتھانول امریکہ اور برازیل میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ موجودہ پلانٹ ڈیزائن پلانٹ کے خام مال کے لگنن حصے کو خمیر کے ذریعے ایندھن کے اجزاء میں تبدیل کرنے کے لیے فراہم نہیں کرتا ہے۔ بائیو ڈیزل سبزیوں کے تیل اور جانوروں کی چربی سے بنایا جاتا ہے۔ بائیو ڈیزل کو اپنی خالص شکل میں گاڑیوں کے لیے ایندھن کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن اسے عام طور پر ڈیزل سے چلنے والی گاڑیوں سے ذرات، کاربن مونو آکسائیڈ اور ہائیڈرو کاربن کی سطح کو کم کرنے کے لیے ڈیزل اضافی کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ بائیو ڈیزل تیل یا چربی سے ٹرانس ایسٹرفیکیشن کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جاتا ہے اور یہ یورپ میں سب سے عام بائیو فیول ہے۔ 2010 میں دنیا بھر میں حیاتیاتی ایندھن کی پیداوار 105 بلین لیٹر (28 بلین گیلن یو ایس) تک پہنچ گئی، جو 2009 سے 17 فیصد زیادہ ہے، اور حیاتیاتی ایندھن نے سڑک نقل و حمل کے لیے دنیا کے ایندھن کا 2.7 فیصد فراہم کیا، جس میں بڑی حد تک ایتھنول اور بائیو ڈیزل کا حصہ ہے۔ عالمی ایتھنول ایندھن کی پیداوار 2010 میں 86 بلین لیٹر (23 بلین گیلن یو ایس) تک پہنچ گئی، جس میں امریکہ اور برازیل دنیا کے سب سے بڑے پروڈیوسر ہیں، جو عالمی پیداوار کا 90 فیصد حصہ ہیں۔ دنیا کا سب سے بڑا بائیو ڈیزل پروڈیوسر یورپی یونین ہے، جو 2010 میں بائیو ڈیزل کی تمام پیداوار کا 53 فیصد ہے۔ 2011 تک، قومی سطح پر 31 ممالک اور 29 ریاستوں/صوبوں میں حیاتیاتی ایندھن کی آمیزش کے مینڈیٹ موجود ہیں۔ بین الاقوامی توانائی ایجنسی کے مطابق حیاتیاتی ایندھن میں 2050 تک نقل و حمل کے ایندھن کی دنیا کی ایک چوتھائی سے زیادہ مانگ کو پورا کرنے کی صلاحیت ہے۔ پائرولیسس آئل ایک اور قسم کا ایندھن ہے جو بائیو ماس کے لگن سیلولوسک حصے سے حاصل ہوتا ہے۔ آکسیجن (پائرولیسس) کی عدم موجودگی میں بائیو ماس کو تیزی سے گرم کرنے سے، ایک مائع خام بنایا جا سکتا ہے جسے مزید قابل استعمال بائیو آئل میں پروسیس کیا جا سکتا ہے۔ دیگر حیاتیاتی ایندھن کے برعکس، پائرولیسس تیل بائیو ماس کے غیر خوردنی حصے کا استعمال کرتے ہیں اور ملی سیکنڈ کی ترتیب پر اور بڑے خمیر ری ایکٹرز کی ضرورت کے بغیر ہو سکتے ہیں۔ ہائیڈروجن ایندھن سے مراد ہائیڈروجن گیس (H2) کا بطور توانائی بردار استعمال ہے۔ وسیع پیمانے پر، قابل تجدید ہائیڈروجن ایندھن کی پیداوار کو دو عام زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: حیاتیاتی طور پر حاصل شدہ پیداوار، اور کیمیائی پیداوار۔ یہ موجودہ تحقیق کا ایک شعبہ ہے، اور نئی پیش رفت اور ٹیکنالوجیز اس شعبے کو تیزی سے تیار کرنے کا سبب بن رہی ہیں۔ ہائیڈروجن ایندھن کی حیاتیاتی پیداوار کم از کم 1970 کی دہائی سے تحقیق کا موضوع رہی ہے۔ ہائیڈروجن گیس بائیو ماس ذرائع جیسے زرعی اور جنگل کے باقیات، صارفین کے فضلے، اور دیگر مخصوص زرعی فصلوں سے تیار کی جا سکتی ہے۔ خاص طور پر، ہائیڈروجن ایندھن گیسیفیکیشن نامی عمل کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے، جہاں بائیو ماس کو آتش گیر گیس میں پروسیس کیا جاتا ہے اور پھر جلایا جاتا ہے، یا پائرولیسس کے ذریعے، ایک متعلقہ عمل جو ایندھن سیل کے استعمال کے لیے موزوں ہائیڈروجن گیس کا باعث بن سکتا ہے۔ تحقیق کا ایک مسلسل موضوع ان دونوں عملوں میں ناپسندیدہ مشترکہ مصنوعات کی پیداوار سے متعلق ہے۔ دیگر آلودہ گیسوں کی موجودگی اکثر بائیو ماس ماخذ کی مخصوص ساخت پر منحصر ہوتی ہے، جس پر قابو پانا مشکل ہو سکتا ہے۔ ہائیڈروجن ایندھن کی حیاتیاتی پیداوار کا ایک اور ذریعہ طحالب ہے۔ 1990 کی دہائی کے آخر میں، یہ دریافت کیا گیا کہ اگر طحالب گندھک سے محروم ہو جاتے ہیں تو وہ عام فوٹو سنتھیسز کی طرح آکسیجن کی پیداوار سے ہائیڈروجن کی پیداوار میں تبدیل ہو جائیں گے۔ تجرباتی طحالب فارم طحالب کو اقتصادی طور پر قابل عمل توانائی کا ذریعہ بنانے کی کوشش کر رہے ہیں۔ ہائیڈروجن تیار کرنے کے لیے کئی فزیکو کیمیائی طریقے بھی ہیں۔ ان میں سے زیادہ تر طریقوں کے لیے پانی کے برقی تجزیہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب یہ عمل قابل تجدید توانائی کے ذرائع جیسے ونڈ ٹربائنز یا فوٹو وولٹک خلیوں سے اپنی طاقت حاصل کرتا ہے، تو پیداوار میں غیر قابل تجدید وسائل کی بہت کم کھپت کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن ایندھن، جب ہوا یا شمسی توانائی جیسے توانائی کے قابل تجدید ذرائع سے تیار ہوتا ہے، تو یہ ایک قابل تجدید ایندھن ہوتا ہے جسے گرین ہائیڈروجن کہا جاتا ہے۔ مصنوعی ایندھن (برقی ایندھن) برقی ایندھن، جسے ای ایندھن یا مصنوعی ایندھن بھی کہا جاتا ہے، ایک قسم کا ڈراپ ان متبادل ایندھن ہے۔ وہ کاربن ڈائی آکسائیڈ یا کاربن مونو آکسائیڈ کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جاتے ہیں، ساتھ ہی پائیدار بجلی کے ذرائع جیسے ہوا، شمسی اور جوہری توانائی سے حاصل کردہ ہائیڈروجن کے ساتھ۔ یہ عمل مینوفیکچرنگ میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کا استعمال کرتا ہے اور مجموعی طور پر کم کاربن فوٹ پرنٹ کے لیے ایندھن جلانے پر تقریبا اتنی ہی مقدار میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کو ہوا میں چھوڑتا ہے۔ اس طرح برقی ایندھن نقل و حمل سے گرین ہاؤس گیس کے اخراج کو کم کرنے کا ایک آپشن ہے، خاص طور پر طویل فاصلے کے مال بردار، سمندری اور ہوائی نقل و حمل کے لیے۔ کئی ابھرتی ہوئی کمپنیاں اس جگہ پر مصنوعات تیار کر رہی ہیں، جن میں برطانوی کمپنی زیرو بھی شامل ہے، جو آکسفورڈ کے قریب بائیسٹر ہیریٹیج میں ایک ترقیاتی پیداواری پلانٹ بنا رہی ہے۔ پروسیس شدہ انجینئرڈ ایندھن پی ای ایف سیمنٹ بھٹوں میں جیواشم ایندھن کا جزوی متبادل ہے۔ اس کی اہم کیلوری قیمت ہے اور اسے زیادہ دہن والی سہولیات میں کوئلے اور گیس کے ایندھن کے متبادل کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پی ای ایف کی سہولیات عام طور پر کچرے کو لینڈ فل سے موڑ دیتی ہیں، غیر قابل تجدید کوئلے کی مانگ کو کم کرتی ہیں اور کچرے کو لینڈ فل میں کم کرتی ہیں۔ الیکٹرو فیول آئی آر ای این اے پاور ٹو گیس قابل تجدید قدرتی گیس شمسی ایندھن سنگاس حوالہ جات بیرونی روابط بائیو انرجی پائیدار ٹیکنالوجیز بائیو فیول روشن سبز ماحولیات