दक्षिण अफ्रीका की स्वच्छ कोयला कार्यक्रम: योजनाएं, तकनीक और चुनौतियां

ऊर्जा मंत्री कोसोसिएंटो रामोकोगोपा ने दक्षिण अफ्रीका विश्वविद्यालय (Unisa) के दर्शकों को बताया कि दक्षिण अफ्रीका अपने ऊर्जा संतुलन में कोयले को सस्ती संपत्तियों के आधार के रूप में बनाए रखेगा, और वैज्ञानिक कोयले से जुड़ी पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने के लिए तकनीकों पर काम कर रहे हैं।

13 अगस्त को नेतृत्व व्यवसाय स्कूल संवाद में, उन्होंने इस बात पर जोर दिया कि देश पर्यावरण के प्रति अपनी जिम्मेदारी निभाते हुए स्वच्छ कोयला प्रौद्योगिकियों को अपनाएगा। उन्होंने परियोजना के डेवलपर्स के रूप में Eskom और काउंसिल फॉर जियोसाइंस (Council for Geoscience) का नाम लिया। रामोकोगोपा आश्वस्त हैं कि विज्ञान मौजूदा मुद्दों को हल करने में मदद करेगा, और उन्होंने कहा: 'कोयला कहीं नहीं जाएगा'।

हालांकि, दक्षिण अफ्रीका के वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान (CSIR) द्वारा प्रस्तुत तस्वीर मंत्री के एक शब्द वाले वादे की तुलना में अधिक सतर्क लगती है। टेकसेंट्रल (TechCentral) को दिए गए लिखित उत्तर में, CSIR ने उच्च दक्षता वाले कम उत्सर्जन वाले सर्कुलेटिंग फ्लूइडाइज्ड बेड (HELE-CFB) कार्यक्रम की स्थिति का वर्णन किया है, जिसे वे Eskom, दक्षिण अफ्रीकी राष्ट्रीय ऊर्जा विकास संस्थान (Sanedi) और कोलटेक रिसर्च एसोसिएशन (Coaltech Research Association) के साथ मिलकर लागू कर रहे हैं।

साझेदारों ने 2025 और 2026 में तकनीकी और आर्थिक व्यवहार्यता अध्ययन के बाद 1 अप्रैल 2026 को एकीकृत संसाधन योजना 2025 के समर्थन में स्थानीयकरण कार्यक्रम शुरू किया। पहला चरण, जो व्यवहार्यता अध्ययन था, जुलाई 2025 से 30 जून 2026 तक चला और चार भागीदारों द्वारा 7.15 मिलियन रैंड्स की राशि से वित्त पोषित था। दूसरा चरण, जो विस्तृत डिजाइन, खरीद, निर्माण और 500 किलोवाट की परीक्षण सुविधा के संचालन से संबंधित है, अगस्त 2026 से 31 जुलाई 2028 तक निर्धारित है, बशर्ते दूसरे चरण के लिए आवश्यक वित्तपोषण सुनिश्चित हो।

तीसरा चरण, प्रदर्शनकारी, लगभग मध्य 2029 तक परीक्षण अभियान आयोजित करेगा। वर्तमान में केवल दूसरे चरण का एक हिस्सा वित्त पोषित है, और भविष्य के उत्पादन और रसायन विज्ञान के लिए CSIR के कार्यकारी क्लस्टर प्रबंधक सेटोबाने मंगेना ने निर्माण और प्रदर्शन चरणों के लिए वित्तीय अंतर होने की सूचना दी, और धन उगाहने के प्रयास चल रहे हैं। अनुमान है कि पायलट परियोजना में 'दहाई लाखों रैंड्स' खर्च होंगे, लेकिन CSIR ने सटीक राशि बताने से इनकार कर दिया क्योंकि काम अभी भी निविदा प्रक्रिया से गुजरना है।

रोशेरिविल में सुविधा

निर्माण के बाद भी, इस सुविधा को मुख्य बिजली ग्रिड से नहीं जोड़ा जाएगा। 500 किलोवाट का परीक्षण परिसर, जो रोशेरिविल में Eskom की सुविधा पर स्थित होगा (जहां पहले से ही 1 मेगावाट की कोयला लक्षण वर्णन परीक्षण स्टैंड संचालित है), विशेष रूप से वाणिज्यिक संचालन के बजाय भविष्य के निर्णयों के लिए डेटा एकत्र करने के लिए है। वाणिज्यिक सुविधा बनाने का निर्णय वर्तमान कार्यक्रम के दायरे से बाहर है। इस परियोजना का उद्देश्य IRP 2025 में जैसा कि प्रावधान है, 2030 के बाद दक्षिण अफ्रीका के स्वच्छ कोयले की नीति के विकास के लिए जानकारी प्रदान करना है।

काउंसिल फॉर जियोसाइंस (CGS), जिसका उल्लेख रामोकोगोपा ने किया था, HELE-CFB कार्यक्रम में भागीदार नहीं है। यह मपुमालांग प्रांत में लेआंडर में एक पायलट परियोजना के हिस्से के रूप में Eskom के साथ सहयोग करता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड के स्थायी भूमिगत भंडारण की संभावना का पता लगाता है - यह एक अलग स्वच्छ कोयला तकनीक है जो कोयले जलाने के तरीके के बजाय कार्बन के भाग्य पर केंद्रित है।

CSIR ने स्पष्ट किया कि HELE-CFB कार्यक्रम उत्सर्जन को स्रोत पर सीधे कम करने के लिए कोयला जलाने की विधियों पर केंद्रित है। इसके विपरीत, लेआंडर में काउंसिल फॉर जियोसाइंस की परियोजना भूवैज्ञानिक भंडारण से संबंधित है। CGS के संचार और हितधारक संबंध प्रबंधक माख्लात्से मोनोनेला के अनुसार, लेआंडर परियोजना स्वतंत्र रूप से विकसित हो रही है: भूवैज्ञानिक लक्षण वर्णन 'बहुत आशाजनक' परिणामों के साथ पूरा हो गया है, इंजीनियरिंग डिजाइन चरण अंतिम रूप दिया जा रहा है, और अगले वर्ष के दौरान पायलट कुएं का निर्माण और कार्बन डाइऑक्साइड का इंजेक्शन अपेक्षित है। इस परियोजना को सरकार द्वारा Eskom की भागीदारी के साथ वित्त पोषित किया जाता है।

CSIR ने उल्लेख किया कि परीक्षण सुविधा का डिज़ाइन बाद के चरण में कार्बन कैप्चर जोड़ने की संभावना प्रदान करता है। वर्तमान में CO2 उत्सर्जन को कम करने के मुख्य तरीके बायोमास के साथ सह-भस्मीकरण और ऑक्सी-ईंधन दहन हैं। यह सवाल कि क्या पकड़ी गई कार्बन को बाद में संग्रहीत किया जा सकता है, लेआंडर परियोजना द्वारा हल करने का प्रयास किया जा रहा है।

जलाना कैसे होता है

मंगेना ने समझाया कि सर्कुलेटिंग फ्लूइडाइज्ड बेड दहन कोयले के जलने का एक अलग तरीका है। मौजूदा Eskom संयंत्रों की तरह कोयले को महीन पाउडर में पीसकर लगभग 1300°C पर जलाने के बजाय, CFB इकाई चूना पत्थर के साथ मिश्रित गर्म रेत के सर्कुलेटिंग बेड में 800°C से 900°C के तापमान पर कोयले को जलाती है। मंगेना ने बताया कि यह प्रक्रिया सल्फर डाइऑक्साइड का 95% से अधिक कैप्चर करने और दहन कक्ष के भीतर नाइट्रोजन ऑक्साइड की मात्रा को काफी कम करने की अनुमति देती है, जिससे पारंपरिक संयंत्रों के लिए आवश्यक महंगे बाद के क्लीनर से बचा जा सकता है। कम दहन तापमान नाइट्रोजन ऑक्साइड के निर्माण को रोकता है और चूना पत्थर को सल्फर को अवशोषित करने की अनुमति देता है।

यूनिट उच्च दबाव और उच्च भाप तापमान पर भी काम कर सकती है। यह विरोधाभासी नहीं है, क्योंकि गर्मी भाप से संबंधित है जो टरबाइन चलाने के लिए बॉयलर को ऊपर उठाती है, न कि स्वयं जलने वाले कोयले से; अधिक गर्म और उच्च दबाव वाली भाप प्रति टन अधिक बिजली उत्पन्न करती है। CFB तकनीक बायोमास और दक्षिण अफ्रीका में मौजूद लगभग 1.5 बिलियन टन अप्रयुक्त कोयला कचरे सहित ईंधन की एक बहुत व्यापक श्रृंखला को जला सकती है।

एक उत्कृष्ट उदाहरण चीन में 660 मेगावाट का अल्ट्रासुपरक्रिटिकल CFB बॉयलर बिनचांग है, जिसे 2024 में चालू किया गया था, जो 46.3% थर्मल दक्षता पर दक्षिण अफ्रीकी मानकों से काफी कम सल्फर डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और कण उत्सर्जन प्रदर्शित करता है। मंगेना ने जोर देकर कहा कि ये आंकड़े केवल 'अंतर्राष्ट्रीय अनुभव पर आधारित प्रौद्योगिकी क्षमता के संकेतक हैं, किसी विशिष्ट दक्षिण अफ्रीकी सुविधा के लिए CSIR के पूर्वानुमान नहीं हैं'। आधिकारिक आंकड़े केवल तीसरे चरण के डेटा प्राप्त होने के बाद ही उपलब्ध होंगे।

चीनी इकाइयां अपने स्वयं के कोयले के लिए ट्यून की गई हैं। दक्षिण अफ्रीकी सुविधा स्थानीय कोयले और निम्न-श्रेणी के कचरे का उपयोग करेगी, जो भट्टी में अलग तरह से व्यवहार करते हैं। यही कारण है कि पायलट परियोजना का उद्देश्य यह निर्धारित करना है कि क्या यह ऐसे ईंधन पर काम करेगा और इसकी लागत क्या होगी।

Eskom कार्यक्रम से क्या उम्मीद करता है

मंगेना के अनुसार, कार्यक्रम का उद्देश्य मौजूदा सुविधाओं के आधुनिकीकरण की संभावना या चालू बेड़े के हिस्से को पुनर्जीवित करने के लिए CFB का उपयोग करने की क्षमता का आकलन करने के लिए डेटा एकत्र करना है। यह मौजूदा संपत्तियों के जीवनकाल को बढ़ाने की अनुमति देगा, उनके भूखंडों, ग्रिड कनेक्शन और जल आपूर्ति का उपयोग करके, इस प्रकार 'निष्पक्ष ऊर्जा संक्रमण दृष्टिकोण' के अनुसार नौकरियों को बनाए रखा जाएगा।

लागत के संबंध में, CSIR ने टिप्पणी करने से इनकार कर दिया। जब उनसे पूछा गया कि स्वच्छ कोयला नई पवन, सौर और भंडारण ऊर्जा की तुलना में प्रति किलोवाट-घंटा के हिसाब से कितना महंगा है, जिसमें 2021 में Eskom द्वारा संसद के लिए मूल्यांकन शामिल था कि न्यूनतम उत्सर्जन मानकों का पालन करने में 300 बिलियन रैंड्स तक खर्च हो सकता है और टैरिफ 7-10% बढ़ सकता है, तो मंगेना ने कहा कि CSIR 'Eskom के आंकड़ों की पुष्टि, खंडन या अद्यतन करने में असमर्थ है'। उन्होंने विशेष रूप से उल्लेख किया कि यह परियोजना 'बिजली उत्पन्न करने या राजस्व उत्पन्न करने वाली सुविधा नहीं है'।

इन सबके बावजूद, मंत्री का बयान कि कोयला ऊर्जा संतुलन में रहेगा, या स्वच्छ कोयले में संभावनाएं हैं, गलत नहीं है। कैबिनेट ने कोयले को महत्वपूर्ण खनिज संसाधन के रूप में वर्गीकृत किया है, और IRP 2025 इसे अगले दशक तक योजनाओं में रखता है, भले ही हवा, सूरज और गैस प्रमुख स्थान पर हों। हालांकि, 'यह काम करेगा' का दावा एक ऐसी सुविधा का वर्णन करता है जो अभी मौजूद नहीं है, जिसने पूर्ण वित्त पोषण प्राप्त नहीं किया है, और CSIR की अपनी समयरेखा के अनुसार, 2029 तक स्थानीय रूप से सत्यापित परिणाम प्रदान नहीं करेगी।