શા માટે હાઇડ્રોપાવર સ્વચ્છ ઊર્જાનો ભૂલી ગયેલો મહાકાય દેશ છે?

હાઇડ્રોપાવર વિશ્વભરમાં અત્યાર સુધીની સૌથી મોટી નવીનીકરણીય ઊર્જા છે, જે પવન કરતાં બમણી અને સૌર કરતાં ચાર ગણી વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. અને ટેકરી ઉપર પાણી પમ્પિંગ, ઉર્ફે "પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ હાઇડ્રોપાવર", વિશ્વની કુલ ઊર્જા સંગ્રહ ક્ષમતાના 90% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે.
પરંતુ જળવિદ્યુતની વિશાળ અસર હોવા છતાં, આપણે યુ.એસ.માં તેના વિશે વધુ સાંભળતા નથી. છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં પવન અને સૌર ઊર્જાના ભાવમાં ઘટાડો થયો છે અને ઉપલબ્ધતામાં આસમાને પહોંચી છે, સ્થાનિક જળવિદ્યુત ઉત્પાદન પ્રમાણમાં સ્થિર રહ્યું છે, કારણ કે રાષ્ટ્રએ પહેલાથી જ સૌથી ભૌગોલિક રીતે આદર્શ સ્થળોએ જળવિદ્યુત પ્લાન્ટ બનાવ્યા છે.
આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે, વાત અલગ છે. છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં ચીને હજારો નવા, મોટાભાગે વિશાળ, જળવિદ્યુત બંધ બનાવીને તેના આર્થિક વિસ્તરણને વેગ આપ્યો છે. આફ્રિકા, ભારત અને એશિયા અને પેસિફિકના અન્ય દેશો પણ આવું જ કરવા માટે તૈયાર છે.
પરંતુ કડક પર્યાવરણીય દેખરેખ વિના વિસ્તરણ મુશ્કેલી તરફ દોરી શકે છે, કારણ કે બંધ અને જળાશયો નદીની ઇકોસિસ્ટમ અને આસપાસના રહેઠાણોને વિક્ષેપિત કરે છે, અને તાજેતરના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે જળાશયો પહેલા સમજ્યા કરતાં વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને મિથેન ઉત્સર્જન કરી શકે છે. ઉપરાંત, આબોહવા-સંચાલિત દુષ્કાળ હાઇડ્રોને ઊર્જાનો ઓછો વિશ્વસનીય સ્ત્રોત બનાવી રહ્યો છે, કારણ કે અમેરિકન પશ્ચિમમાં બંધોએ તેમની વીજળી ઉત્પાદન ક્ષમતાનો નોંધપાત્ર હિસ્સો ગુમાવ્યો છે.
"એક સામાન્ય વર્ષમાં, હૂવર ડેમ લગભગ 4.5 અબજ કિલોવોટ કલાક ઊર્જા ઉત્પન્ન કરશે," આઇકોનિક હૂવર ડેમના મેનેજર માર્ક કૂકે જણાવ્યું. "તળાવ હાલ જેવો છે તેમ હોવાથી, તે લગભગ 3.5 અબજ કિલોવોટ કલાક જેટલું છે."
છતાં નિષ્ણાતો કહે છે કે 100% નવીનીકરણીય ભવિષ્યમાં હાઇડ્રોની મોટી ભૂમિકા છે, તેથી આ પડકારોને કેવી રીતે ઘટાડવું તે શીખવું આવશ્યક છે.

ઘરેલું જળવિદ્યુત
2021 માં, યુ.એસ.માં યુટિલિટી-સ્કેલ વીજળી ઉત્પાદનમાં હાઇડ્રોપાવરનો હિસ્સો લગભગ 6% અને નવીનીકરણીય વીજળી ઉત્પાદનમાં 32% હતો. સ્થાનિક સ્તરે, તે 2019 સુધી સૌથી મોટું નવીનીકરણીય હતું, જ્યારે પવન તેને વટાવી ગયો હતો.
આગામી દાયકામાં યુ.એસ.માં હાઇડ્રોપાવરમાં વધુ વૃદ્ધિ થવાની અપેક્ષા નથી, જેનું કારણ લાઇસન્સિંગ અને પરવાનગી આપવાની ભારે પ્રક્રિયા છે.
"લાઈસન્સ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થવા માટે લાખો ડોલર અને વર્ષોનો ખર્ચ થાય છે. અને આમાંની કેટલીક સુવિધાઓ માટે, ખાસ કરીને કેટલીક નાની સુવિધાઓ માટે, તેમની પાસે ફક્ત તે પૈસા અથવા તે સમય હોતો નથી," નેશનલ હાઈડ્રોપાવર એસોસિએશનના પ્રમુખ અને સીઈઓ માલ્કમ વૂલ્ફ કહે છે. તેમનો અંદાજ છે કે એક જ હાઈડ્રોપાવર સુવિધાને લાઇસન્સ આપવા અથવા ફરીથી લાઇસન્સ આપવામાં ડઝનબંધ વિવિધ એજન્સીઓ સામેલ છે. તેમણે કહ્યું કે, આ પ્રક્રિયા પરમાણુ પ્લાન્ટને લાઇસન્સ આપવા કરતાં વધુ સમય લે છે.
યુ.એસ.માં સરેરાશ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ 60 વર્ષથી વધુ જૂનો હોવાથી, ઘણાને ટૂંક સમયમાં ફરીથી લાઇસન્સ લેવાની જરૂર પડશે.
"તેથી આપણે લાઇસન્સ શરણાગતિનો સામનો કરી શકીએ છીએ, જે વિડંબનાપૂર્ણ છે, જેમ આપણે આ દેશમાં લવચીક, કાર્બન-મુક્ત ઉત્પાદનની માત્રા વધારવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છીએ," વુલ્ફે કહ્યું.
પરંતુ ઉર્જા વિભાગ કહે છે કે જૂના પ્લાન્ટ્સને અપગ્રેડ કરીને અને હાલના બંધોમાં વીજળી ઉમેરીને સ્થાનિક વિકાસની સંભાવના છે.
"આ દેશમાં 90,000 બંધ છે, જેમાંથી મોટાભાગના પૂર નિયંત્રણ, સિંચાઈ, પાણી સંગ્રહ અને મનોરંજન માટે બનાવવામાં આવ્યા હતા. તેમાંથી માત્ર 3% બંધનો જ વાસ્તવમાં વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉપયોગ થાય છે," વૂલ્ફે કહ્યું.
આ ક્ષેત્રનો વિકાસ પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ હાઇડ્રોપાવરના વિસ્તરણ પર પણ આધાર રાખે છે, જે નવીનીકરણીય ઉર્જાને "મજબૂત" કરવાના માર્ગ તરીકે ગતિ મેળવી રહ્યું છે, જ્યારે સૂર્ય ચમકતો નથી અને પવન ફૂંકાઈ રહ્યો નથી ત્યારે ઉપયોગ માટે વધારાની ઉર્જાનો સંગ્રહ કરી રહ્યું છે.
જ્યારે પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ સુવિધા વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, ત્યારે તે નિયમિત હાઇડ્રો પ્લાન્ટની જેમ કાર્ય કરે છે: પાણી ઉપરના જળાશયમાંથી નીચલા ભાગમાં વહે છે, રસ્તામાં વીજળી ઉત્પન્ન કરતી ટર્બાઇનને ફેરવે છે. તફાવત એ છે કે પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ સુવિધા રિચાર્જ કરી શકે છે, ગ્રીડમાંથી વીજળીનો ઉપયોગ કરીને નીચેથી ઉપરના જળાશય સુધી પાણી પંપ કરી શકે છે, જેનાથી સંભવિત ઊર્જા સંગ્રહિત થઈ શકે છે જે જરૂર પડ્યે મુક્ત થઈ શકે છે.
જ્યારે પમ્પ્ડ સ્ટોરેજમાં આજે લગભગ 22 ગીગાવોટ વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા છે, ત્યારે વિકાસ પાઇપલાઇનમાં 60 ગીગાવોટથી વધુ પ્રસ્તાવિત પ્રોજેક્ટ્સ છે. તે ચીન પછી બીજા ક્રમે છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં, પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સ માટે પરમિટ અને લાઇસન્સિંગ અરજીઓમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે, અને નવી તકનીકો પર વિચારણા કરવામાં આવી રહી છે. આમાં "ક્લોઝ્ડ-લૂપ" સુવિધાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં કોઈ પણ જળાશય બહારના પાણીના સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલ નથી, અથવા નાની સુવિધાઓ જે જળાશયોને બદલે ટાંકીઓનો ઉપયોગ કરે છે. બંને પદ્ધતિઓ આસપાસના પર્યાવરણ માટે ઓછી વિક્ષેપકારક હોવાની શક્યતા છે.

ઉત્સર્જન અને દુષ્કાળ
નદીઓ પર બંધ બાંધવાથી અથવા નવા જળાશયો બનાવવાથી માછલીઓના સ્થળાંતરમાં અવરોધ આવી શકે છે અને આસપાસના ઇકોસિસ્ટમ અને રહેઠાણોનો નાશ થઈ શકે છે. ઇતિહાસમાં ડેમ અને જળાશયોએ લાખો લોકોને વિસ્થાપિત પણ કર્યા છે, સામાન્ય રીતે સ્વદેશી અથવા ગ્રામીણ સમુદાયો.
આ નુકસાનને વ્યાપકપણે સ્વીકારવામાં આવે છે. પરંતુ એક નવો પડકાર - જળાશયોમાંથી ઉત્સર્જન - હવે વધુને વધુ ધ્યાન ખેંચી રહ્યું છે.
"લોકોને ખ્યાલ નથી કે આ જળાશયો ખરેખર વાતાવરણમાં ઘણો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને મિથેન ઉત્સર્જન કરે છે, જે બંને મજબૂત ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ છે," પર્યાવરણીય સંરક્ષણ ભંડોળના વરિષ્ઠ આબોહવા વૈજ્ઞાનિક ઇલિસા ઓકોએ જણાવ્યું.
આ ઉત્સર્જન વનસ્પતિ અને અન્ય કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટનથી થાય છે, જે ભંડાર બનાવવા માટે કોઈ વિસ્તાર પૂરમાં આવે ત્યારે તૂટી જાય છે અને મિથેન છોડે છે. "સામાન્ય રીતે તે મિથેન કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં ફેરવાય છે, પરંતુ તે કરવા માટે તમારે ઓક્સિજનની જરૂર પડે છે. અને જો પાણી ખરેખર, ખરેખર ગરમ હોય, તો નીચેના સ્તરોમાં ઓક્સિજનનો અભાવ હોય છે," ઓકોએ કહ્યું, જેનો અર્થ એ થાય કે મિથેન પછી વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે.
જ્યારે વિશ્વને ગરમ કરવાની વાત આવે છે, ત્યારે મિથેન તેના પ્રકાશન પછીના પ્રથમ 20 વર્ષ માટે CO2 કરતાં 80 ગણું વધુ શક્તિશાળી છે. અત્યાર સુધી, સંશોધન દર્શાવે છે કે ભારત અને આફ્રિકા જેવા વિશ્વના ગરમ ભાગોમાં વધુ પ્રદૂષિત છોડ હોય છે, જ્યારે ઓકો કહે છે કે ચીન અને યુએસના જળાશયો ખાસ ચિંતાનો વિષય નથી. પરંતુ ઓકો કહે છે કે ઉત્સર્જન માપવા માટે વધુ મજબૂત રીત હોવી જોઈએ.
"અને પછી તમને તેને ઘટાડવા માટે તમામ પ્રકારના પ્રોત્સાહનો મળી શકે છે, અથવા વિવિધ અધિકારીઓ દ્વારા નિયમો બનાવી શકાય છે જેથી ખાતરી કરી શકાય કે તમે વધુ પડતું ઉત્સર્જન ન કરો," ઓકોએ કહ્યું.
જળવિદ્યુત માટે બીજી એક મોટી સમસ્યા આબોહવા-સંચાલિત દુષ્કાળ છે. છીછરા જળાશયો ઓછી વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, અને તે અમેરિકન પશ્ચિમમાં ખાસ ચિંતાનો વિષય છે, જ્યાં છેલ્લા 1,200 વર્ષોમાં સૌથી સૂકો 22 વર્ષનો સમયગાળો રહ્યો છે.
ગ્લેન કેન્યોન ડેમને પાણી પૂરું પાડતા લેક પોવેલ અને હૂવર ડેમને પાણી પૂરું પાડતા લેક મીડ જેવા જળાશયો ઓછી વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, તેથી અશ્મિભૂત ઇંધણનો ઉપયોગ ઓછો થઈ રહ્યો છે. એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે 2001-2015 દરમિયાન, દુષ્કાળને કારણે હાઇડ્રોપાવરથી દૂર રહેવાને કારણે પશ્ચિમના 11 રાજ્યોમાં વધારાનો 100 મિલિયન ટન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ છોડવામાં આવ્યો હતો. 2012-2016 દરમિયાન કેલિફોર્નિયા માટે ખાસ કરીને મુશ્કેલ સમય દરમિયાન, બીજા એક અભ્યાસમાં અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો હતો કે હાઇડ્રોપાવર ઉત્પાદન ગુમાવવાથી રાજ્યને $2.45 બિલિયનનું નુકસાન થયું હતું.
ઇતિહાસમાં પહેલી વાર, લેક મીડ ખાતે પાણીની અછત જાહેર કરવામાં આવી છે, જેના કારણે એરિઝોના, નેવાડા અને મેક્સિકોમાં પાણી ફાળવણીમાં કાપ મૂકવામાં આવ્યો છે. હાલમાં ૧,૦૪૭ ફૂટ પર પાણીનું સ્તર વધુ ઘટવાની ધારણા છે, કારણ કે બ્યુરો ઓફ રિક્લેમેશન દ્વારા લેક મીડની ઉપરની તરફ સ્થિત લેક પોવેલ ખાતે પાણી રોકવાનું અભૂતપૂર્વ પગલું લેવામાં આવ્યું છે, જેથી ગ્લેન કેન્યોન ડેમ વીજળીનું ઉત્પાદન ચાલુ રાખી શકે. જો લેક મીડ ૯૫૦ ફૂટથી નીચે જાય, તો તે હવે વીજળી ઉત્પન્ન કરશે નહીં.

જળવિદ્યુતનું ભવિષ્ય
હાલના હાઇડ્રોપાવર ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરને આધુનિક બનાવવાથી કાર્યક્ષમતામાં વધારો થઈ શકે છે અને દુષ્કાળ સંબંધિત કેટલાક નુકસાનની ભરપાઈ થઈ શકે છે, તેમજ આવનારા ઘણા દાયકાઓ સુધી પ્લાન્ટ કાર્યરત રહી શકે છે તેની ખાતરી કરી શકાય છે.
અત્યારથી 2030 સુધી, વૈશ્વિક સ્તરે જૂના પ્લાન્ટના આધુનિકીકરણ માટે $127 બિલિયન ખર્ચવામાં આવશે. તે કુલ વૈશ્વિક હાઇડ્રોપાવર રોકાણના લગભગ એક ચતુર્થાંશ અને યુરોપ અને ઉત્તર અમેરિકામાં લગભગ 90% રોકાણ છે.
હૂવર ડેમમાં, તેનો અર્થ એ હતો કે તેમની કેટલીક ટર્બાઇનોને ઓછી ઊંચાઈએ વધુ કાર્યક્ષમ રીતે ચલાવવા માટે રિટ્રોફિટિંગ કરવી, પાતળા વિકેટ ગેટ સ્થાપિત કરવા, જે ટર્બાઇનમાં પાણીના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે અને કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે ટર્બાઇનમાં સંકુચિત હવા દાખલ કરવી.
પરંતુ વિશ્વના અન્ય ભાગોમાં, મોટાભાગનું રોકાણ નવા પ્લાન્ટ તરફ જઈ રહ્યું છે. એશિયા અને આફ્રિકામાં મોટા, રાજ્ય માલિકીના પ્રોજેક્ટ્સ 2030 સુધીમાં નવી જળવિદ્યુત ક્ષમતાના 75% થી વધુ હિસ્સો ધરાવતા હોવાની અપેક્ષા છે. પરંતુ કેટલાક લોકો આવા પ્રોજેક્ટ્સની પર્યાવરણ પર શું અસર પડશે તે અંગે ચિંતા કરે છે.
"મારા નમ્ર મતે, તેઓ વધુ પડતા બાંધેલા છે. તેઓ એટલી વિશાળ ક્ષમતા સુધી બાંધવામાં આવ્યા છે કે તે જરૂરી નથી," લો ઇમ્પેક્ટ હાઇડ્રોપાવર ઇન્સ્ટિટ્યૂટના એક્ઝિક્યુટિવ ડિરેક્ટર શેનોન એમ્સે જણાવ્યું હતું કે, "તેઓને નદીના પ્રવાહ તરીકે બનાવી શકાય છે અને તેમને ફક્ત અલગ રીતે ડિઝાઇન કરી શકાય છે."
નદીના પ્રવાહની સુવિધાઓમાં જળાશયનો સમાવેશ થતો નથી, અને તેથી પર્યાવરણ પર ઓછી અસર પડે છે, પરંતુ તેઓ માંગ પર ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી, કારણ કે ઉત્પાદન મોસમી પ્રવાહ પર આધારિત છે. નદીના પ્રવાહની જળવિદ્યુત આ દાયકામાં કુલ ક્ષમતા વધારામાં લગભગ 13% હિસ્સો ધરાવે છે, જ્યારે પરંપરાગત જળવિદ્યુત 56% અને પમ્પ્ડ જળવિદ્યુત 29% હિસ્સો ધરાવે છે.
પરંતુ એકંદરે, હાઇડ્રોપાવર વૃદ્ધિ ધીમી પડી રહી છે, અને 2030 સુધીમાં લગભગ 23% ઘટશે. આ વલણને ઉલટાવી દેવાનું મોટાભાગે નિયમનકારી અને પરવાનગી પ્રક્રિયાઓને સુવ્યવસ્થિત કરવા, અને સમુદાયની સ્વીકૃતિ સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉચ્ચ ટકાઉપણું ધોરણો અને ઉત્સર્જન માપન કાર્યક્રમો સેટ કરવા પર આધાર રાખશે. ટૂંકી વિકાસ સમયરેખા વિકાસકર્તાઓને વીજ ખરીદી કરારો મેળવવામાં મદદ કરશે, જેનાથી રોકાણને પ્રોત્સાહન મળશે કારણ કે વળતરની ખાતરી આપવામાં આવશે.
"કેટલીક વાર તે સૌર અને પવન જેટલું આકર્ષક ન લાગે તેનું એક કારણ એ છે કે સુવિધાઓ માટેનો ક્ષિતિજ અલગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, પવન અને સૌર પ્લાન્ટને સામાન્ય રીતે 20 વર્ષના પ્રોજેક્ટ તરીકે જોવામાં આવે છે," એમ્સે કહ્યું, "બીજી બાજુ, હાઇડ્રોપાવર લાઇસન્સ પ્રાપ્ત છે અને 50 વર્ષથી કાર્યરત છે. અને તેમાંથી ઘણા 100 વર્ષથી કાર્યરત છે... પરંતુ આપણા મૂડી બજારો આવા લાંબા વળતરની કદર કરતા નથી."

વુલ્ફ કહે છે કે, હાઇડ્રોપાવર અને પમ્પ્ડ સ્ટોરેજ ડેવલપમેન્ટ માટે યોગ્ય પ્રોત્સાહનો શોધવા અને તે ટકાઉ રીતે થાય તેની ખાતરી કરવી, વિશ્વને અશ્મિભૂત ઇંધણથી મુક્ત કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ બનશે.
"અન્ય ટેકનોલોજીઓ જેટલી હેડલાઇન્સ આપણને મળતી નથી. પરંતુ મને લાગે છે કે લોકો વધુને વધુ સમજી રહ્યા છે કે હાઇડ્રોપાવર વિના વિશ્વસનીય ગ્રીડ શક્ય નથી."