Energy quality
توانائی کا معیار اس آسانی کا ایک پیمانہ ہے جس کے ساتھ توانائی کی ایک شکل کو مفید کام یا توانائی کی دوسری شکل میں تبدیل کیا جا سکتا ہے: تھرموڈینامک فری انرجی کا مواد۔ توانائی کی ایک اعلی معیار کی شکل میں تھرموڈینامک فری انرجی کا زیادہ مواد ہوتا ہے، اور اس لیے اس کا ایک بڑا تناسب کام میں تبدیل کیا جا سکتا ہے ؛ جبکہ توانائی کی کم معیار کی شکلوں کے ساتھ، صرف ایک چھوٹا تناسب کام میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، اور بقیہ حرارت کے طور پر ختم ہو جاتا ہے۔ توانائی کے معیار کا تصور ماحولیات میں بھی استعمال ہوتا ہے، جہاں اسے فوڈ چین اور تھرمو اکنامکس میں مختلف ٹرافک سطحوں کے درمیان توانائی کے بہاؤ کو ٹریک کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جہاں اسے توانائی کی فی یونٹ اقتصادی پیداوار کی پیمائش کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ توانائی کے معیار کا اندازہ کرنے کے طریقوں میں اکثر درجہ بندی کی ترتیب میں توانائی کی خصوصیات کی درجہ بندی کرنا شامل ہوتا ہے۔ مثال: صنعت کاری، حیاتیات توانائی کے معیار پر غور 18 ویں سے 20 ویں صدی تک صنعت کاری کا ایک بنیادی محرک تھا۔ مثال کے طور پر 18 ویں صدی میں نیو انگلینڈ کی صنعت کاری پر غور کریں۔ اس سے مراد کپڑے بنانے کے لیے پاور لومز پر مشتمل ٹیکسٹائل ملوں کی تعمیر ہے۔ توانائی کا سب سے آسان، سب سے زیادہ کفایتی اور سیدھا سیدھا ذریعہ پانی کے پہیوں کے ذریعے فراہم کیا جاتا تھا، جو مقامی کریک پر ڈیم کے پیچھے ملپونڈ سے توانائی نکالتا تھا۔ اگر کسی دوسرے قریبی زمیندار نے بھی اسی کریک پر ایک مل بنانے کا فیصلہ کیا تو ان کے ڈیم کی تعمیر سے موجودہ واٹر وہیل کو طاقت دینے کے لیے مجموعی طور پر ہائیڈرولک ہیڈ کم ہو جائے گا، اس طرح بجلی کی پیداوار اور کارکردگی کو نقصان پہنچے گا۔ یہ بالآخر پورے خطے کے لیے ایک مقامی مسئلہ بن گیا، جس سے پرانی ملوں کی مجموعی منافع میں کمی واقع ہوئی کیونکہ نئی ملوں کی تعمیر کی گئی تھی۔ 19 ویں اور 20 ویں صدی میں اعلی معیار کی توانائی کی تلاش ایک بڑا محرک تھی۔ مثال کے طور پر، مکینیکل توانائی پیدا کرنے کے لیے بھاپ بنانے کے لیے کوئلے کو جلانا 18 ویں صدی میں قابل تصور نہیں تھا۔ 19 ویں صدی کے آخر تک، پانی کے پہیوں کا استعمال طویل عرصے سے ختم ہو چکا تھا۔ اسی طرح، بجلی سے حاصل ہونے والی توانائی کا معیار بھاپ کے مقابلے میں بے پناہ فوائد پیش کرتا ہے، لیکن 20 ویں صدی تک یہ اقتصادی یا عملی نہیں ہوا۔ مندرجہ بالا مثال توانائی کے استحصال کے معاشی اثرات پر مرکوز تھی۔ فطرت اور حیاتیات میں بھی ایسا ہی منظر نامہ سامنے آتا ہے، جہاں جاندار فطرت سے مختلف معیار کی توانائی نکال سکتے ہیں، جو بالآخر شمسی توانائی کے ذریعے زمین پر تھرموڈینامک عدم توازن کے بنیادی محرک کے طور پر کارفرما ہوتی ہے۔ ماحولیاتی نظام کا ماحولیاتی توازن نظام کے ذریعے توانائی کے بہاؤ پر مبنی ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، بارش کا پانی چٹانوں کے کٹاؤ کو چلاتا ہے، جو کیمیکلز کو آزاد کرتا ہے جنہیں غذائی اجزاء کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ پلانکٹن کے ذریعے اٹھائے جاتے ہیں، شمسی توانائی کا استعمال کرتے ہوئے بڑھنے اور پھلنے پھولنے کے لیے ؛ وہیلیں پلانکٹن کھا کر توانائی حاصل کرتی ہیں، اس طرح بالواسطہ طور پر شمسی توانائی کا بھی استعمال کرتی ہیں، لیکن اس بار بہت زیادہ مرتکز اور اعلی معیار کی شکل میں۔ پانی کے پہیے بھی بارش کے پانی کے ذریعے چلائے جاتے ہیں، شمسی بخارات-سنکشیپن پانی کے چکر کے ذریعے ؛ اس طرح بالآخر، صنعتی کپڑا سازی شمسی تابکاری کے دن رات کے چکر سے چلتی تھی۔ یہ ایک بڑے نظام کے طور پر توانائی کے ذرائع کا ایک جامع نظریہ ہے۔ اس طرح، توانائی کے معیار کے بارے میں بات چیت بعض اوقات ہیومینٹیز میں مل سکتی ہے، جیسے کہ جدلیات، مارکسزم اور مابعد جدیدیت۔ اس کی مؤثر وجہ یہ ہے کہ معاشیات جیسے شعبے معیشت میں تھرموڈینامک ان پٹ کو تسلیم کرنے میں ناکام رہے (جسے اب تھرمو اکنامکس کے نام سے جانا جاتا ہے)، جبکہ طبیعیات اور انجینئرنگ جیسے شعبے انسانی سرگرمی کے معاشی اثرات، یا حیاتیاتی ماحولیاتی نظام میں تھرموڈینامک بہاؤ کے اثرات کو حل کرنے میں ناکام رہے۔ اس طرح، وسیع اسٹروک، بڑے پیمانے پر عالمی نظام پر بات چیت ان لوگوں نے کی جو اس طرح کے پیچیدہ نظاموں کی ضرورت کی مبہم، غیر مخصوص استدلال کے لیے بہترین تربیت یافتہ تھے۔ تمام شعبوں میں الفاظ اور نقطہ نظر کا نتیجے میں عدم مطابقت کافی تنازعہ کا باعث بن سکتا ہے۔ اوہتا کے مطابق تاریخ (1994، پی پی۔ توانائی کے معیار کی درجہ بندی اور سائنسی تجزیہ سب سے پہلے 1851 میں ولیم تھامسن نے "دستیابی" کے تصور کے تحت تجویز کیا تھا۔ اس تصور کو جرمنی میں زیڈ رینٹ نے جاری رکھا، جس نے اسے "ڈائی ایکسرجی" (ایکسرجی) کے عنوان سے تیار کیا۔ اسے بعد میں جاپان میں جاری رکھا گیا اور معیاری بنایا گیا۔ ایکسرجی تجزیہ اب بہت سے صنعتی اور ماحولیاتی توانائی کے تجزیے کا ایک مشترکہ حصہ بنتا ہے۔ مثال کے طور پر، I.Dincer اور Y. A. سینگل (2001، صفحہ 132) بیان کرتا ہے کہ اب بھاپ پاور انجینئرنگ کی صنعت میں مختلف خصوصیات کی توانائی کی شکلوں سے عام طور پر نمٹا جاتا ہے۔ یہاں "کوالٹی انڈیکس" توانائی کے مواد سے ایکسرجی کا تعلق ہے (آئی بی آئی ڈی۔)۔ تاہم توانائی کے انجینئر اس بات سے واقف تھے کہ حرارت کے معیار کے تصور میں قدر کا تصور شامل ہے-مثال کے طور پر اے تھومن نے لکھا، "حرارت کا لازمی معیار مقدار نہیں بلکہ اس کی 'قدر' ہے (1984، صفحہ 113)-جو ٹیلیولوجی اور وسیع تر، یا ماحولیاتی پیمانے کے اہداف کے افعال کے سوال کو عملی جامہ پہناتا ہے۔ ماحولیاتی تناظر میں ایس۔ ای۔ جورجینسن اور G.Bendoricchio کا کہنا ہے کہ ایکسرجی کو ماحولیاتی نمونوں میں ایک ہدف فنکشن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور توانائی کو "توانائی جیسے معیار کی بلٹ ان پیمائش کے ساتھ" ظاہر کرتا ہے (2001، صفحہ 392)۔ توانائی کے معیار کی تشخیص کے طریقے توانائی کے معیار کے حساب کے لیے دو اہم قسم کے طریقہ کار استعمال ہوتے دکھائی دیتے ہیں۔ ان کو وصول کنندہ یا عطیہ دینے والے طریقوں کے طور پر درجہ بند کیا جا سکتا ہے۔ ان طبقات کو ممتاز کرنے والے اہم اختلافات میں سے ایک یہ مفروضہ ہے کہ آیا توانائی کی تبدیلی کے عمل میں توانائی کے معیار کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ وصول کرنے کے طریقے: توانائی کے معیار کو ایک پیمائش اور نسبتا آسانی کے اشارے کے طور پر دیکھیں جس کے ساتھ توانائی ایک شکل سے دوسری شکل میں تبدیل ہوتی ہے۔ یعنی تبدیلی یا منتقلی کے عمل سے کتنی توانائی حاصل ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، اے گربلر نے توانائی کے معیار کے اشارے پرو ٹوٹو کے دو قسم کے اشارے استعمال کیے: ہائیڈروجن/کاربن (H/C) تناسب، اور اس کا الٹا، توانائی کی کاربن شدت۔ گربلر نے مؤخر الذکر کو متعلقہ ماحولیاتی معیار کے اشارے کے طور پر استعمال کیا۔ تاہم اوہٹا کا کہنا ہے کہ کثیر الجہتی صنعتی تبدیلی کے نظام میں، جیسے شمسی توانائی کا استعمال کرتے ہوئے ہائیڈروجن پروڈکشن سسٹم، توانائی کے معیار کو اپ گریڈ نہیں کیا جاتا ہے (1994، صفحہ 125)۔ عطیہ دینے کے طریقے: توانائی کے معیار کو توانائی کی تبدیلی میں استعمال ہونے والی توانائی کی مقدار کی پیمائش کے طور پر دیکھیں، اور یہ کسی مصنوع یا خدمت کو برقرار رکھنے میں جاتا ہے (H.T.Odum 1975، صفحہ 3)۔ توانائی کی تبدیلی کے عمل میں اتنی ہی توانائی عطیہ کی جاتی ہے۔ یہ طریقے ماحولیاتی جسمانی کیمسٹری اور ماحولیاتی نظام کی تشخیص میں استعمال ہوتے ہیں۔ اس نقطہ نظر سے، اوہٹا کی طرف سے بیان کردہ کے برعکس، ماحولیاتی نظاموں کے کثیر الجہتی ٹرافک تبادلوں میں توانائی کے معیار کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ یہاں، اپ گریڈ شدہ توانائی کے معیار میں فیڈ بیک کرنے اور توانائی کے معیار کے نچلے درجے کو کنٹرول کرنے کی زیادہ صلاحیت ہوتی ہے۔ عطیہ دینے کے طریقے اس بات کی مقدار طے کرکے ایک توانائی بخش عمل کی افادیت کو سمجھنے کی کوشش کرتے ہیں کہ اعلی معیار کی توانائی کس حد تک کم معیار کی توانائی کو کنٹرول کرتی ہے۔ جسمانی-کیمیائی سائنس میں توانائی کا معیار (براہ راست توانائی کی تبدیلیاں) مستقل توانائی کی شکل لیکن متغیر توانائی کے بہاؤ کا تصور زیادہ بدیہی ہو سکتا ہے اگر کوئی ایسی مثالوں پر غور کرے جہاں توانائی کی شکل مستقل رہتی ہے لیکن توانائی کے بہاؤ یا منتقلی کی مقدار مختلف ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر اگر ہم توانائی کی صرف انٹریئل شکل پر غور کریں، تو حرکت پذیر شے کا توانائی کا معیار اس وقت زیادہ ہوتا ہے جب وہ زیادہ رفتار کے ساتھ حرکت کرتا ہے۔ اگر ہم صرف توانائی کی حرارت کی شکل پر غور کریں تو زیادہ درجہ حرارت کا معیار زیادہ ہوتا ہے۔ اور اگر ہم صرف توانائی کی روشنی کی شکل پر غور کریں تو زیادہ تعدد والی روشنی کا معیار زیادہ ہوتا ہے (اوہٹا 1994، صفحہ 90)۔ توانائی کے معیار میں ان تمام اختلافات کو مناسب سائنسی آلے سے آسانی سے ماپا جاتا ہے۔ متغیر توانایٔی شکل اختیار کرتی ہے، لیکن توانایٔی کا مسلسل بہاؤ توانایٔی کی شکل مستقل نہ رہنے پر صورتحال مزید پیچیدہ ہو جاتی ہے۔ اس تناظر میں اوہتا نے توانائی کے معیار کے سوال کو ایک شکل کی توانائی کو دوسری شکل میں تبدیل کرنے کے لحاظ سے وضع کیا، یعنی توانائی کی تبدیلی۔ یہاں، توانائی کے معیار کی تعریف اس نسبتا آسانی سے کی جاتی ہے جس کے ساتھ توانائی ایک شکل سے دوسری شکل میں تبدیل ہوتی ہے۔ اگر توانائی A کو توانائی B میں تبدیل کرنا نسبتا آسان ہے لیکن توانائی B کو توانائی A میں تبدیل کرنا نسبتا مشکل ہے، تو توانائی A کے معیار کو B سے زیادہ ہونے کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ توانائی کے معیار کی درجہ بندی بھی اسی طرح بیان کی جاتی ہے۔ (اوہتا 1994، صفحہ 90)۔ نام: اوپر اوٹا کی تعریف سے پہلے، اے ڈبلیو کلپ نے ایک توانائی کے تبادلے کی میز تیار کی جس میں ایک توانائی سے دوسری توانائی میں مختلف تبدیلیوں کو بیان کیا گیا ہے۔ کلپ کے علاج میں سبسکرپٹ کا استعمال اس بات کی نشاندہی کرنے کے لیے کیا گیا کہ توانائی کی کس شکل کے بارے میں بات کی جا رہی ہے۔ لہذا، "انرجی اے" لکھنے کے بجائے، جیسا کہ اوپر اوہٹا، کلپ نے توانائی کی برقی شکل کی وضاحت کے لیے "جی" کا حوالہ دیا، جہاں "جے" سے مراد "انرجی" ہے، اور "ای" سبسکرپٹ سے مراد توانائی کی برقی شکل ہے۔ کلپ کے اشارے نے سائنس مین (1997) کے بعد میں اس بات کی پیش گوئی کی کہ تمام توانائی کو مناسب سبسکرپٹ کے ساتھ فارم انرجی کے طور پر متعین کیا جانا چاہیے۔ بائیو فزیکل معاشیات میں توانائی کا معیار (بالواسطہ توانائی کی تبدیلیاں) توانائی کے معیار کے تصور کو اقتصادی علوم میں بھی تسلیم کیا گیا۔ بائیو فزیکل معاشیات کے تناظر میں توانائی کے معیار کی پیمائش توانائی کے ان پٹ (سی جے) کے فی یونٹ پیدا ہونے والی اقتصادی پیداوار کی مقدار سے کی جاتی تھی۔ کلیولینڈ اور دیگر۔ 2000)۔ اقتصادی تناظر میں توانائی کے معیار کا تخمینہ بھی مجسم توانائی کے طریقوں سے وابستہ ہے۔ توانائی کے معیار کے تصور کی معاشی مطابقت کی ایک اور مثال برائن فلی نے دی ہے۔ فلی کا کہنا ہے کہ "توانائی کے منافع کا تناسب (ای پی آر) توانائی کے معیار کا ایک پیمانہ ہے اور ایندھن کی اقتصادی کارکردگی کا اندازہ لگانے کے لیے ایک اہم اشاریہ ہے۔ اشیا اور خدمات میں شامل براہ راست اور بالواسطہ توانائی کے ان پٹ دونوں کو ڈینومینیٹر میں شامل کیا جانا چاہیے۔ (2006 ؛ صفحہ 10) فلی ای پی آر کا حساب توانائی کی پیداوار/توانائی کے ان پٹ کے طور پر کرتا ہے۔ توانائی کے معیار کی درجہ بندی توانائی کی کثرت اور متعلقہ تبدیلی میں آسانی کو درجہ بندی کے درجہ اور/یا درجہ بندی کی پوزیشن کی پیمائش کے طور پر اوہٹا نے توانائی کی شکل میں تبادلوں کو ان کے معیار کے مطابق ترتیب دینے کی کوشش کی اور توانائی کی تبدیلی میں نسبتا آسانی کی بنیاد پر توانائی کے معیار کی درجہ بندی کے لیے ایک درجہ بندی کا پیمانہ متعارف کرایا (اوٹا کے ٹھیک بعد کی میز دیکھیں، صفحہ 90)۔ یہ واضح ہے کہ اوہتا نے توانائی کی تمام شکلوں کا تجزیہ نہیں کیا۔ مثال کے طور پر، پانی کو اس کی تشخیص سے باہر چھوڑ دیا جاتا ہے۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ توانائی کے معیار کی درجہ بندی کا تعین صرف توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی کے حوالے سے نہیں کیا جاتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ توانائی کی تبدیلی کی "نسبتا آسانی" کا اندازہ صرف جزوی طور پر تبدیلی کی کارکردگی پر منحصر ہے۔ جیسا کہ اوہٹا نے لکھا ہے، "ٹربائن جنریٹر اور برقی موٹر کی کارکردگی تقریبا ایک جیسی ہے، اس لیے ہم یہ نہیں کہہ سکتے کہ کس کا معیار زیادہ ہے" (1994، صفحہ 90)۔ لہذا اوہٹا نے توانائی کے معیار کے درجہ بندی کے تعین کے لیے ایک اور معیار کے طور پر 'فطرت میں کثرت' کو بھی شامل کیا۔ مثال کے طور پر، اوہٹا نے کہا کہ "قدرتی حالات میں موجود واحد برقی توانائی بجلی ہے، جبکہ بہت سی مکینیکل توانائیاں موجود ہیں"۔ (آئیبیڈ۔)۔ (توانائی کے معیار کی درجہ بندی کی ایک اور مثال کے لیے وال کے مضمون میں ٹیبل 1 بھی دیکھیں)۔ اوٹاہ کی طرح درجہ بندی کے درجہ بندی کی ایک توانائی کی پیمائش کے طور پر تبدیلی، H.T.Odum نے بھی ان کے معیار کے مطابق توانائی کی شکل کے تبادلوں کا حکم دینے کی کوشش کی، تاہم درجہ بندی کے لیے ان کا درجہ بندی کا پیمانہ ماحولیاتی نظام فوڈ چین کے تصورات کو تھرموڈینامکس تک بڑھانے پر مبنی تھا بجائے اس کے کہ تبدیلی میں نسبتا آسانی ہو۔ H.T.Odum کے لیے توانائی کے معیار کا درجہ ایک شکل کی توانائی کی مقدار پر مبنی ہوتا ہے جو دوسری توانائی کی شکل کی اکائی پیدا کرنے کے لیے درکار ہوتی ہے۔ ایک توانائی فارم ان پٹ اور ایک مختلف توانائی فارم آؤٹ پٹ کا تناسب وہ تھا جسے H.T.Odum اور ساتھیوں نے تبدیلی کہا: "ایمیجرجی فی یونٹ توانائی ایمجولز فی جول کی اکائیوں میں" (H.T.Odum 1988، صفحہ 1135)۔ توانائی کے لیے ایکو انرجی ایکو لیبل گرین انرجی یوجین گرین انرجی اسٹینڈرڈ آئی ایس او 14001 مونیزم ایمرجی قابل تجدید توانائی قابل تجدید توانائی کی ترقی ٹرانسفارمیٹی تھرموڈینامکس انرجی اکاؤنٹنگ انرجی اکنامکس پیرسیگ کی میٹا فزکس آف کوالٹی ریفرنسز ایم ٹی بھی دیکھیں۔ براؤن اینڈ ایس۔ الگیتی (2004) 'توانائی کا معیار، توانائی اور تبدیلی: ایچ۔ ٹی۔ نظام کی مقدار اور تفہیم میں اوڈم کی شراکت، ماحولیاتی ماڈلنگ، جلد۔ 178، پی پی۔ 201-213۔ سی جے کلیولینڈ، آر کے کافمین، اور ڈی آئی سٹرن (2000) 'اکٹھا کرنا اور معیشت میں توانائی کا کردار'، ماحولیاتی معاشیات، جلد۔ 32، پی پی۔ 301-318۔ اے۔ ڈبلیو۔ کلپ جونیئر (1979) اصول توانائی کی تبدیلی، میک گرا ہل بک کمپنی I.Dincer اور Y. A. سینگل (2001) 'توانائی، اینٹروپی اور ایکسرجی تصورات اور تھرمل انجینئرنگ میں ان کے کردار'، اینٹروپی، جلد۔ 3، پی پی۔ 116-149۔ B.Fleay (2006) سینیٹ دیہی اور علاقائی امور اور ٹرانسپورٹ کمیٹی آسٹریلیا کے مستقبل کے تیل کی فراہمی اور متبادل نقل و حمل کے ایندھن کی تحقیقات S.Glasstone (1937) الیکٹرو کیمسٹری آف سولیوشنز، میتھون، برطانیہ۔ S.E.Jorgensen اور G.Bendoricchio (2001) ماحولیاتی ماڈلنگ کے بنیادی اصول، تیسرا ایڈیشن، ماحولیاتی ماڈلنگ میں پیش رفت 21، ایلسیویئر، آکسفورڈ، برطانیہ۔ T.Ohta (1994) انرجی ٹیکنالوجی: ذرائع، نظام اور سرحدی تبدیلی، پرگمن، ایلسیویئر، برطانیہ۔ H.T.Odum (1975a) توانائی کا معیار اور زمین کو لے جانے کی صلاحیت، انسٹی ٹیوٹ لا وی، پیرس کی انعامی تقریب میں ایک ردعمل۔ H.T.Odum (1975b) [سورج کی روشنی، پانی، جیواشم ایندھن اور زمین کے توانائی کے معیار کے تعاملات]، نچلے کولوراڈو دریائے بیسن توانائی کی ضروریات کے لیے پانی کی ضروریات پر کانفرنس کی کارروائی سے۔ H.T.Odum (1988) 'خود تنظیم، تبدیلی، اور معلومات'، سائنس، جلد۔ 242، پی پی۔ 1132-1139۔ (1994) ایکولوجیکل اینڈ جنرل سسٹمز: این انٹروڈکشن ٹو سسٹمز ایکولوجی، کولوراڈو یونیورسٹی پریس، (خاص طور پر صفحہ 251)۔ ڈی۔ ایم۔ سائنس مین (1997) 'لیٹرز ٹو دی ایڈیٹر: ایمرجی ڈیفینیشن'، ایکولوجیکل انجینئرنگ، 9، پی پی۔ A.THumann (1984) توانائی انجینئرنگ کے بنیادی اصول۔ ماحولیاتی معاشیات صنعتی ماحولیات قدرتی وسائل وسائل معاشیات تھرموڈینامکس توانائی معاشیات