આપણા પગ નીચે રહેલી ઊર્જા: શું ખડકનો ઉપયોગ નવીનીકરણીય ઊર્જા માટે બેટરી તરીકે થઈ શકે છે?
વિશ્વભરમાં હરિત ઊર્જા (Renewable Energy) નો વપરાશ ઝડપથી વધી રહ્યો છે, પરંતુ તેની સાથે એક મોટી પડકારજનક સ્થિતિ પણ ઊભી થઈ છે. પવન અને સૌર ઊર્જા જેવા સ્ત્રોતોમાંથી જ્યારે જરૂરિયાત કરતાં વધુ વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે, ત્યારે તેને લાંબા સમય સુધી સંગ્રહિત કરી રાખવી અત્યંત મુશ્કેલ બને છે. આ સમસ્યાના ઉકેલ માટે પોર્ટુગલના વૈજ્ઞાનિકોએ જમીનની નીચે રહેલા ઊંડા છિદ્રાળુ ખડકોમાં સંકુચિત હવા (Compressed Air) ના સ્વરૂપમાં ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાની એક અનોખી ટેકનોલોજી પર અભ્યાસ કર્યો છે. આ સંશોધન મુજબ, જો યોગ્ય ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પરિસ્થિતિ મળે, તો જમીનની નીચે બનેલું એક જ જળાશય આખા નાના શહેરને સતત વીજળી પૂરી પાડવા માટે સક્ષમ બની શકે છે.
ભૂગર્ભમાં ઊર્જા સંગ્રહ: વિજ્ઞાન સાહિત્યથી વાસ્તવિકતા સુધી
પૃથ્વીના પેટાળમાં ઊર્જા સાચવવાનો ખ્યાલ ભલે કોઈ કાલ્પનિક વાર્તા જેવો લાગે, પણ ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સંશોધનમાં આ પ્રક્રિયા નવી નથી. આ દિશામાં સૌપ્રથમ પ્રયોગો ૧૯૭૦ ના દાયકામાં જર્મનીમાં મીઠાની ગુફાઓ (Salt Caverns) માં કરવામાં આવ્યા હતા. લિસ્બનમાં આવેલી નોવા સ્કૂલ ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી ખાતે જિયોબાયોટેક (GeoBioTec) ના અગ્રણી સંશોધક રિકાર્ડો પેરેરાના જણાવ્યા અનુસાર, ઊર્જા સંક્રમણની સૌથી મોટી કમી એ જ છે કે ઉત્પન્ન થતી વધારાની વીજળીનો તાત્કાલિક સંગ્રહ થઈ શકતો નથી.
તેમણે સમજાવ્યું કે, જ્યારે સોલાર કે વિન્ડ ફાર્મમાંથી જરૂરિયાત કરતાં વધુ વિદ્યુત ઊર્જા ઉત્પન્ન થાય, ત્યારે તેનો ઉપયોગ કરીને ૫૦૦, ૧,૦૦૦ અથવા ૨,૦૦૦ મીટરની ઊંડાઈએ ભૂગર્ભ ખડકોમાં હવાને દબાણપૂર્વક અસ્થાયી રૂપે ભરી શકાય છે. જમીન અને ખડકોનો એક પ્રકારની કુદરતી બેટરી તરીકે ઉપયોગ કરીને વિશાળ માત્રામાં ઊર્જા સાચવી શકાય છે, જે આ ટેકનોલોજીનો સૌથી મોટો સકારાત્મક પાસું છે.
ખડકો બેટરી તરીકે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?
આ સમગ્ર પ્રક્રિયામાં સૌપ્રથમ સૌર પેનલ કે પવન ચક્કીઓમાંથી મળતી વધારાની વીજળી દ્વારા વિશાળ એર કોમ્પ્રેસર ચલાવવામાં આવે છે. આ કોમ્પ્રેસર સામાન્ય હવાને કૂવા મારફતે ખૂબ ઊંડાણમાં આવેલા છિદ્રાળુ ખડકોના સ્તરોમાં ધકેલે છે.
આ હવા ખડકોના કણો વચ્ચે રહેલી જગ્યાઓમાં જઈને ભરાય છે. આ જગ્યાઓમાં સામાન્ય રીતે બિન-પીવાલાયક ખારા પાણીની હાજરી હોય છે. જ્યારે ઊંચા દબાણથી હવા અંદર દાખલ થાય છે, ત્યારે તે પાણીને વિસ્થાપિત કરે છે, પરંતુ માનવ વપરાશના જળસ્ત્રોતોને કોઈ નુકસાન પહોંચાડતી નથી. હવા ત્યાં સતત દબાણ હેઠળ ફસાયેલી રહે છે, જે આબેહૂબ “ચાર્જ્ડ” બેટરીની જેમ કામ કરે છે.
જ્યારે ગ્રીડમાં વીજળીની માંગ વધે અથવા પવન અને સૂર્યપ્રકાશ ન હોય, ત્યારે આ સંકુચિત હવાને કૂવા મારફતે બહાર લાવવામાં આવે છે. બહાર આવતી વખતે હવાનું દબાણ ઝડપથી વિસ્તરે છે, જે સપાટી પર રાખેલા વિશાળ ટર્બાઈનને ફેરવે છે. આ ટર્બાઈન કોઈપણ પ્રકારનું અશ્મિભૂત બળતણ બાળ્યા વિના પરંપરાગત પાવર સ્ટેશનની જેમ સ્વચ્છ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
ભવિષ્યનો ગ્રીડ પ્લાન અને લિથિયમ બેટરી કરતાં શ્રેષ્ઠ વિકલ્પ
હાલમાં સમગ્ર યુરોપિયન યુનિયન માટે ઊર્જા સંગ્રહ ક્ષમતા વધારવી એ પ્રાથમિકતા બની ગઈ છે. હાલમાં સમગ્ર યુરોપ પાસે આશરે ૫૫ ગીગાવોટ વીજ સંગ્રહ ક્ષમતા છે, જેને ૨૦૩૦ સુધીમાં વધારીને ૨૦૦ ગીગાવોટ સુધી પહોંચાડવાનો લક્ષ્યાંક રાખવામાં આવ્યો છે, જેથી બ્લેકઆઉટ અને વિદેશી ઇંધણ પરની નિર્ભરતા ઘટી શકે.
હાલમાં વપરાતી લિથિયમ-આયન બેટરીઓ મોંઘી હોય છે અને ટૂંકા ગાળા માટે જ ઉપયોગી છે. તેની સરખામણીમાં છિદ્રાળુ ખડકોમાં સંકુચિત હવાનો સંગ્રહ એ અત્યંત સસ્તો, પર્યાવરણને અનુકૂળ અને લાંબા ગાળા સુધી ઊર્જા સાચવી રાખતો કુદરતી રસ્તો છે.
