नवीकरणीय ऊर्जा

परिचय

संदर्भ: स्वच्छ ऊर्जा में परिवर्तन जलवायु परिवर्तन शमन के लिए केंद्रीय है।

• वर्तमान स्थिति (2021-22): भारत की 95% ऊर्जा आपूर्ति जीवाश्म ईंधन से। 75% बिजली कोयले से।
• लक्ष्य: गैर-जीवाश्म स्रोतों (सौर, पवन) में बदलाव और उपभोग का विद्युतीकरण।

नवीकरणीय क्यों?

• पुनःपूर्ति योग्य: असीमित स्रोत।
• कम उत्सर्जन: सौर/पवन का जीवनचक्र उत्सर्जन कोयले से ~20x कम है।

आंतरायिकता की चुनौती

समस्या की प्रकृति:

• सौर/पवन उत्पादन मौसम (सूर्य प्रकाश, हवा की गति) पर निर्भर करता है, जो मानव नियंत्रण से परे है।
• परिवर्तनशीलता: परिवर्तन सेकंड-दर-सेकंड (बादल) और मौसमी होते हैं।
• मांग-आपूर्ति बेमेल: पीक मांग (शाम) पीक उत्पादन (दोपहर) से मेल नहीं खा सकती।

ग्रिड संतुलन:

• फ्रीक्वेंसी/वोल्टेज बनाए रखने के लिए ग्रिड को आपूर्ति और मांग का तत्काल मिलान चाहिए।
• थर्मल/हाइड्रो: मांग पर उत्पादन बढ़ा/घटा सकते हैं।
• नवीकरणीय: नियंत्रित नहीं किए जा सकते; बैकअप क्षमता या स्टोरेज की आवश्यकता।

क्षमता नियोजन और अनुमान (CEA)

स्रोत	जून 2023 हिस्सेदारी	मार्च 2032 अनुमानित हिस्सेदारी
सौर	17%	42%
कोयला	50%	30%
पवन	10%	14%
बड़ी जलविद्युत	11%	7%

क्षमता उपयोग कारक (CUF):

• कोयला: ~90%
• पवन: 30-40%
• सौर: 20-22%
• निहितार्थ: 1 MW कोयले को बदलने के लिए, हमें 4-4.5 MW सौर या 2-3 MW पवन क्षमता + स्टोरेज चाहिए।

ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियां

1. पंप्ड हाइड्रो: परिपक्व प्रौद्योगिकी। अधिशेष बिजली का उपयोग पानी को ऊपर पंप करने के लिए करता है; जरूरत पर बिजली उत्पन्न करने के लिए छोड़ता है।
2. बैटरी ऊर्जा भंडारण (BESS): लिथियम-आयन/पॉलीमर। 2030 तक कीमतों में उल्लेखनीय गिरावट की उम्मीद।
3. ग्रीन हाइड्रोजन: नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करके पानी का इलेक्ट्रोलिसिस।
4. थर्मल स्टोरेज: पिघले हुए लवण।

लागत गतिशीलता:

• सौर/पवन उत्पादन: कोयले से सस्ता (LCOE)।
• स्टोरेज के साथ: वर्तमान में महंगा, लेकिन सौर+बैटरी 2030 तक कोयले के प्रतिस्पर्धी होने की उम्मीद।

प्रमुख योजनाएं और प्रदर्शन

1. क्षमता लक्ष्य:

• लक्ष्य: 2022 तक 175 GW (100 सौर, 60 पवन)।
• उपलब्धि (दिसंबर 2022): ~105 GW (63 सौर, 42 पवन)।
• चूकने के कारण: भूमि अधिग्रहण, नीतिगत अनिश्चितता, COVID-19 आपूर्ति श्रृंखला मुद्दे।

2. रूफटॉप सोलर:

• लक्ष्य: 2022 तक 40 GW। उपलब्धि: 8 GW (फरवरी 2023)।
• मुद्दे: डिस्कॉम अनिच्छा (उच्च-भुगतान करने वाले वाणिज्यिक ग्राहकों का नुकसान), उच्च अग्रिम लागत।

3. PM-KUSUM:

• लक्ष्य: कृषि को सौर करना (35 लाख पंप)।
• स्थिति: धीमी प्रगति (जून 2023 तक 2.45 लाख पंप)।
• बाधाएं: किफायती वित्त की कमी, राज्य सब्सिडी में देरी।

4. घरेलू विनिर्माण (PLI):

• मुद्दा: 75% सौर पैनल आयातित।
• नीति: स्थानीय विनिर्माण को बढ़ावा देने के लिए आयात शुल्क (BCD) + PLI योजना।

मांग-पक्ष प्रबंधन

1. टाइम ऑफ डे (ToD) टैरिफ:

• पीक घंटों में उच्च दरें, सौर घंटों में कम।
• अप्रैल 2025 तक खुदरा उपभोक्ताओं के लिए अनिवार्य।

2. नवीकरणीय खरीद दायित्व (RPO):

• नवीकरणीय से % बिजली खरीदने के लिए डिस्कॉम के लिए अनिवार्य।
• लक्ष्य: 2029-30 तक 43% तक बढ़ना।

3. कृषि बदलाव:

• समर्पित फीडरों का उपयोग करके खेत बिजली आपूर्ति को दिन के समय (सौर घंटे) में स्थानांतरित करना।

पर्यावरणीय चिंताएं

सौर अपशिष्ट:

• पैनल में सीसा, कैडमियम, एंटीमनी (खतरनाक) होते हैं।
• पैमाना: 2050 तक वैश्विक स्तर पर अनुमानित 80 मिलियन टन।
• चुनौती: सामग्री निष्कर्षण महंगा है; रीसाइक्लिंग बुनियादी ढांचे की कमी।

मेन्स PYQ दृष्टिकोण

प्र. "उच्च क्षमता होने के बावजूद, भारत ने 2022 के अपने नवीकरणीय ऊर्जा लक्ष्यों को पूरा नहीं किया।" कारणों का विश्लेषण करें और अपनाने में तेजी लाने के उपाय सुझाएं।

संरचना:

1. परिचय: भारत के पंचामृत लक्ष्य (2030 तक 500 GW गैर-जीवाश्म)।
2. स्थिति: 175 GW लक्ष्य से चूके (प्राप्त ~120 GW)।
3. कारण:
   • संरचनात्मक: भूमि अधिग्रहण, ग्रिड एकीकरण (आंतरायिकता)।
   • वित्तीय: डिस्कॉम स्वास्थ्य (बकाया), उच्च स्टोरेज लागत।
   • नीति: परियोजना लागतों को प्रभावित करने वाले आयात शुल्क, अनुबंध पुनर्वार्ता (आंध्र मामला)।
4. उपाय:
   • स्टोरेज: BESS के लिए व्यवहार्यता अंतर वित्तपोषण।
   • ग्रिड: ग्रीन एनर्जी कॉरिडोर।
   • सुधार: स्मार्ट मीटरिंग, डिस्कॉम का निजीकरण।
   • विनिर्माण: PLI की सफलता।