શું ઇંધણ ક્ષેત્રે એમોનિયા આધિપત્ય મેળવશે?

ગ્રીન એમોનિયાની માર્કેટ રૂ. ૪૦,૦૦૦ કરોડને આંબી જશે!

કવર સ્ટોરી – નિલેશ વાઘેલા

વિશ્ર્વભરમાં હવે પર્યાવરણ અંગે સજાગતા વધી રહી છે અને પર્યાવરણને સૌથી વધુ નુકસાન ઇંધણને કારણે થતું હોય છે. અર્થતંત્રને આગળ ધપાવવા માટે ઔદ્યોગિક પ્રગતિ પણ અનિવાર્ય છે અને તેને માટે ઇંધણનો ઉપયોગ પણ વધતો રહે છે. હવે આ પરિસ્થિતિમાં સંતુલન માટે શું કરવું? આ કોયડાનો ઉકેલ શું? વૈજ્ઞાનિકો આ પ્રશ્રનો જવાબ શોધવા સતત સંશોધન કરતા રહે છે અને આવા જ સંશોધનમાં ઉકેલરૂપે એક જવાબ જડ્યો છે, ગ્રીન એમોનિયા!

લગભગ એકાદ દાયકા કે તેથી વધુ સમય પહેલાં એવું લાગતું હતું કે હવે હાઇડ્રોજન ઇકોનોમીનો સમય આવી ગયો છે. પરંતુ જ્યારે વિશ્ર્વના ઇજનેરોએ પુન:પ્રાપ્ય પદાર્થોના વિશાળ પુરવઠાનો ઉપયોગ કરીને હાઇડ્રોજનનું અગાઉ ક્યારેય કલ્પ્યુ ના હોય એવા જથ્થામાં ઉત્પાદન કરી તેનું વિશ્ર્વભરમાં સુરક્ષિત રીતે પરિવહન કઇ રીતે કરવું, એના પર વિચાર મંથન કર્યું ત્યારે તેમણે વિવિધ કારણોસર એક ભયાવહ સંભાવના જોઈ!
હાઇડ્રોજન પરિવહન માટે હાલના બલ્ક કેરિઅર્સ અને પાઇપલાઇન્સનો ઉપયોગ કરવામાં મુશ્કેલીઓ તેમજ પરિવહન કેન્દ્રોમાં હાઇડ્રોજનના મોટા પ્રમાણમાં સંગ્રહ કરવાની આવશ્યકતાની સલામતી પાસાંઓનો વિચાર કરતા આ સંશોધકોએ જાણે મિશન ઇમ્પોસિબલની લાગણી અનુભવી!

સંશોધન ટીમે આ પછી જે હાઇડ્રોજનનું વહન કરી શકે એવા વૈકલ્પિક, સંયોજનો શોધવાની દિશામાં કામ આગળ વધાર્યું અને તેમણે અત્યંત દૂરના અંતર સુધી મોટા પ્રમાણમાં પરિવહન માટે સલામત અને વધુ સરળ માધ્યમ તરીકે એમોનિયા પર કળશ ઢોળ્યો.

એમોનિયા એક નાઇટ્રોજન અણુ અને ત્રણ હાઇડ્રોજન અણુનું સંયોજન છે. હાઇડ્રોજન વાહક તરીકે ઉપયોગ કરવાની શક્યતાને ટેક્નોલોજીને આધારે ચકાસવામાં આવી હતી, જેમાં તેના ઉપયોગના સમયે એમોનિયાના પરમાણુને તેના ઘટકોમાં આવશ્યકતા મુજબ વિભાજિત કરી શકાય છે. હાઇડ્રોજન સામે એમોનિયાના લાભમાં તેની હેન્ડલિંગ અને બલ્કમાં પરિવહનની સરળતા સામેલ છે. એમોનિયા ખસેડવા માટેની સિસ્ટમો સારી રીતે સ્થાપિત છે. ઊર્જા-આયાત કરનારા દેશોમાં, જાપાન ખાસ કરીને તેના ઊર્જા મિશ્રણના ભાગરૂપે એમોનિયા જેવા હાઇડ્રોજન વાહક માટે તેની પસંદગી વિશે સ્પષ્ટ છે.

હવે ઉપયોગ વિશે જોઇએ તો, વિશ્ર્વભરના કારખાનામાં ઉત્પાદન કરાતા ૮૦ ટકાથી વધુ એમોનિયાનો ખાતર બનાવવામાં ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ૧૯મી સદી પહેલા યુરોપિયન લોકો પક્ષીઓના ચરકમાંથી ખાતર બનાવતા હતા, કારણ કે પક્ષીઓના ચરકમાં મોટી માત્રામાં એમોનિયા હોય છે. ત્યારબાદ ૧,૯૦૦ના દાયકાની શરૂઆતમાં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી ફ્રિટ્ઝ હૈબરે કાર્લ બોશની સાથે મળીને એમોનિયા બનાવવામાં હેબર-બોશ પ્રક્રિયા વિકસિત કરી હતી.

આપણે ૧૦૦થી વધુ વર્ષોથી એમોનિયા બનાવવા માટે એ જ ટેકનિક પર નિર્ભર છીએ. એમોનિયા અને હેબર બોશ ટેકનિકનું આપણા જીવનમાં કેટલું વધારે મહત્વ છે તેનો અંદાજ એ વાત પરથી લગાવી શકાય છે કે વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે જો એમોનિયા અને તેને ઉત્પન્ન કરવાનું આ તંત્રજ્ઞાન ના હોત તો વિશ્ર્વની વસતિ આજની તુલનામાં માત્ર અડધી હોત!

છોડના વિકાસ માટે એમોનિયા ફર્ટિલાઇઝર ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. પરંતુ હેબર વોશ ટેકનિકમાં મોટા પાયે જીવાશ્મ ઇંધણનો ઉપયોગ થાય છે. વિશ્ર્વભરમાં કાર્બન ઉત્સર્જનમાં એમોનિયાના ઉત્પાદનનું બે ટકા જેટલું યોગદાન છે. હવે અનેક કંપનીઓ જીવાશ્મ ઇંધણ (ફોસ્સીલ ફ્યુઅલ)ના ઉપયોગ વગર ગ્રીન એમોનિયા બનાવવાની દિશામાં ઝડપભેર કામ કરી રહી છે.

ગ્રીન એમોનિયાનો અન્ય સંભવિત નવો ઉપયોગ જહાજો માટે બળતણ તરીકે છે અને તે દરિયાઈ ક્ષેત્રના ડીકાર્બોનાઇઝેશનમાં મહત્ત્વની ભૂમિકા ભજવી શકે છે. ગ્રીન એમોનિયાનો ગરમી અને વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે બોઈલર, ટર્બાઈન અથવા એન્જિનમાં બળતણ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે ગ્રીનહાઉસ ગેસના ઉત્સર્જનમાં ઘટાડો કરે છે.
વર્ષ ૨૦૨૧માં, ગ્રીન એમોનિયાનું માર્કેટ અંદાજે ૧૬.૮ મિલિયન ડોલર (એટલે કે અંદાજે ૧૩૯ કરોડ રૂપિયા)નું હતું. આ માર્કેટ ૯૦.૪ ટકાના વાર્ષિક દરે વધવાનું અનુમાન છે, જે વર્ષ ૨૦૩૦ સુધી લગભગ ૪.૮ અબજ (અંદાજે ૪૦,૦૦૦ કરોડ રૂપિયા) ડૉલર સુધી પહોંચી જશે.

દેશમાં સતત વધતી ખાદ્યપદાર્થોની અને ખાતરની માગ વચ્ચે વર્ષ ૨૦૨૩ દરમિયાન દેશનું એમોનિયા માર્કેટનું વોલ્યૂમ ૧૮.૨૯ મિલિયન મેટ્રિક ટન નોંધાયું હતું. દેશનું એમોનિયા માર્કેટ વર્ષ ૨૦૨૪-૨૦૩૨ સુધીમાં ૮.૨ ટકાના એકત્રિત વાર્ષિક વિકાસ દરે વધીને વર્ષ ૨૦૩૨ સુધીમાં ૩૭.૧૭ મિલિયન મેટ્રિક ટન સુધી પહોંચવાનું અનુમાન છે.

એમોનિયા અથવા એનએચ-થ્રી, નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજનનું સંયોજન છે. ધરતી પર આ બંને વિપુલ માત્રામાં મળી આવે છે. એમોનિયા બનાવવા માટે હવે વિન્ડ, સોલર અને હાઇડ્રો પાવરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અનેક કંપનીઓ જૂની ટેકનિકની તુલનામાં અનેકગણા ઓછા સમયમાં અનેકગણા વધુ એમોનિયાનું ઉત્પાદન કરવા માટે પ્રયોગ કરી રહી છે.

વર્ષ ૨૦૨૩માં વિશ્ર્વભરમાં અંદાજે ૧૫ કરોડ ટન એમોનિયાનું ઉત્પાદન થયું હતું. સૌથી વધુ અંદાજે ૪.૩ કરોડ ટન ઉત્પાદન ચીનમાં થયું હતું. ભારતમાં અંદાજે ૧.૯ કરોડ ટનનું ઉત્પાદન થયું હતું. ખાતર ઉપરાંત એમોનિયાનો ઉપયોગ રિફ્રેજરેન્ટ ગેસના રૂપમાં, પાણીના શુદ્વિકરણ માટે અને પ્લાસ્ટિક, વિસ્ફોટક, કપડાં, કીટનાશક, રંગ અને અન્ય રસાયણોના ઉત્પાદન માટે પણ કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ અનેક ઘરેલુ અને ઔદ્યોગિક ક્લિનિંગ પ્રોડક્ટ્સમાં પણ કરવામાં આવે છે.