– डॉ. किशोर पवार
ऊर्जानिर्मितीसाठी जगभरात सौर, पवन, जलविद्युत आणि अणुऊर्जा यांसारख्या पर्यायांवर भर दिला जात आहे. मात्र या सर्वांमध्ये हवामान, दिवस-रात्र किंवा ऋतूंवर अवलंबून राहण्याची मर्यादा आहे. अशा परिस्थितीत जपानने ऊर्जा क्षेत्रात एक महत्त्वाचा टप्पा गाठला आहे. फुकुओका येथील मामिझुपियाच्या समुद्राचे पाणी गोडे करणार्‍या केंद्रात जपानने आशियातील पहिले ऑस्मोटिक पॉवर प्लांट कार्यान्वित केले आहे. या प्रकल्पात खार्‍या पाण्याचे अवशेष (ब्राइन) आणि प्रक्रिया केलेले सांडपाणी यांचा वापर करून स्वच्छ व सातत्यपूर्ण वीज निर्माण केली जाते. हा जगातील अशा प्रकारचा दुसरा कार्यरत प्रकल्प असून तो निल ऊर्जा (ब्ल्यू एनर्जी ) क्षेत्रातील महत्त्वाचा टप्पा मानला जात आहे.
या तंत्रज्ञानाचा आधार ऑस्मोसिस तथा परासरण या नैसर्गिक प्रक्रियेत आहे. वनस्पतींची मुळे जमिनीतून पाणी शोषून घेतात किंवा आपल्या शरीरातील पेशींमध्ये पाण्याचे संतुलन राखले जाते, त्याच तत्त्वाचा येथे उपयोग केला जातो. जेव्हा अर्धपार्य पडद्याच्या एका बाजूला गोडे पाणी आणि दुसर्‍या बाजूला अधिक खारे पाणी असते, तेव्हा पाण्याचे रेणू नैसर्गिकरीत्या खार्‍या बाजूकडे प्रवाहित होतात. या प्रवाहामुळे निर्माण होणारा दाब ऊर्जेत रूपांतरित केला जातो.
फुकुओकातील प्रकल्पात दाब मंदित परासरण Pressure-Retarded Osmosis (PRO) हे तंत्रज्ञान वापरले जाते. समुद्राच्या पाण्याचे गोडे पाणी तयार करताना उरलेले अतिखारे पाणी आणि जवळील सांडपाणी शुद्धीकरण केंद्रातील प्रक्रिया केलेले पाणी स्वतंत्र प्रवाहांमध्ये ठेवले जाते. अर्धपार्य पडद्यामधून गोडे पाणी खार्‍या बाजूकडे प्रवेश करते. त्यामुळे त्या बाजूचा दाब वाढतो. हा दाब टर्बाइनवर सोडला जातो आणि टर्बाइन फिरून जनरेटरद्वारे वीज तयार होते. या प्रक्रियेत कोणतेही इंधन जाळले जात नाही आणि कार्बन डायऑक्साइडचे उत्सर्जनही होत नाही. या प्रकल्पाचे आणखी एक वैशिष्ट्य म्हणजे तो 24 तास सातत्याने वीज निर्माण करू शकतो. सौरऊर्जा रात्री उपलब्ध नसते, तर पवनऊर्जा वार्‍याच्या वेगावर अवलंबून असते. मात्र खार्‍या आणि गोड्या पाण्यातील क्षारांच्या प्रमाणातील फरक कायम असल्यामुळे ऑस्मोटिक ऊर्जा दिवस-रात्र उपलब्ध राहते. त्यामुळे भविष्यात ही ऊर्जा ’बेसलोड’ स्वरूपातील स्थिर आणि विश्वासार्ह अक्षय ऊर्जा ठरू शकते.
फुकुओका प्रकल्पातून दरवर्षी सुमारे 8.8 लाख किलोवॅट-तास (880,000 ज्ञथह) वीजनिर्मिती होण्याची अपेक्षा आहे. ही वीज मुख्यतः समुद्राचे पाणी गोडे करणार्‍या केंद्राच्या गरजा भागवण्यासाठी वापरली जाईल. यामुळे त्या केंद्राचा ऊर्जा खर्च कमी होईल आणि संपूर्ण प्रक्रिया अधिक पर्यावरणपूरक बनेल. या तंत्रज्ञानाचे आणखी एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यात कचर्‍याचे संसाधनात रूपांतर केले जाते. समुद्राचे पाणी गोडे करताना निर्माण होणारे अतिखारे पाणी आणि शहरांतील प्रक्रिया केलेले सांडपाणी ही दोन्ही साधारणपणे टाकाऊ मानली जाणारी संसाधने आहेत. जपानने त्यांचा उपयोग करून स्वच्छ ऊर्जा निर्मितीचा मार्ग शोधला आहे. त्यामुळे पाणी व्यवस्थापन आणि ऊर्जानिर्मिती या दोन क्षेत्रांचा प्रभावी संगम साधला गेला आहे.
तथापि, या तंत्रज्ञानास काही आव्हानेही आहेत. उच्च दर्जाच्या अर्धपार्य पडद्यांची निर्मिती महाग आहे. त्यांची कार्यक्षमता आणि आयुष्य वाढवणे आवश्यक आहे. तसेच क्षार आणि इतर अशुद्ध पदार्थांमुळे पडद्यांवर साचणारे थर कमी करणे हेही मोठे तांत्रिक आव्हान आहे. त्यामुळे सध्या या तंत्रज्ञानाचा मोठ्या प्रमाणावर प्रसार करण्यासाठी संशोधन सुरू आहे.
भारतातही या तंत्रज्ञानाची मोठी क्षमता आहे. भारताला सुमारे 7,500 किलोमीटरहून अधिक लांबीचा समुद्रकिनारा लाभला आहे. चेन्नई, मुंबई, कच्छ, गुजरात, तामिळनाडू आणि इतर किनारी भागांत समुद्राचे पाणी गोडे करणारे प्रकल्प तसेच सांडपाणी प्रक्रिया केंद्रे आहेत. या दोन्ही पायाभूत सुविधांचा एकत्रित वापर करून भविष्यात ऑस्मोटिक ऊर्जा प्रकल्प उभारले जाऊ शकतात. यामुळे स्वच्छ ऊर्जा निर्मितीबरोबरच कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यास आणि ऊर्जा सुरक्षेला बळकटी देण्यास मदत होईल.
एकंदरीत, जपानचा फुकुओका येथील ऑस्मोटिक पॉवर प्रकल्प हा केवळ नवीन ऊर्जा प्रकल्प नाही, तर शाश्वत विकासाची एक नवी दिशा आहे. निसर्गातील साध्या वैज्ञानिक तत्त्वाचा उपयोग करून टाकाऊ पाण्यापासून स्वच्छ, सातत्यपूर्ण आणि कार्बनमुक्त वीज निर्माण करता येते, हे या प्रकल्पाने सिद्ध केले आहे. भविष्यात नील ऊर्जा (ब्लू एनर्जी) ही जगाच्या ऊर्जा गरजा पूर्ण करणार्‍या महत्त्वाच्या अक्षय ऊर्जा स्रोतांपैकी एक ठरण्याची दाट शक्यता आहे.
Electricity generation from the mixing of saltwater and freshwater.