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थर्मल प्लांटों की अनम्यता भारत के स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण में बाधक

स्रोत:इंडियन एक्सप्रेस ↗

क्यों मायने रखता है

स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण की ग्रिड-स्तरीय चुनौतियों को समझना UPSC GS-3 (Infrastructure and Environment) के लिए आवश्यक है, क्योंकि यह भारत के महत्वाकांक्षी जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने में आने वाली व्यावहारिक बाधाओं और पुरानी ऊर्जा अवसंरचना (legacy energy infrastructure) को सहारा देने के लिए नीतिगत हस्तक्षेपों की आवश्यकता को रेखांकित करता है।

सारांश

स्वच्छ ऊर्जा की दिशा में भारत का आक्रामक प्रयास ग्रिड एकीकरण की एक महत्वपूर्ण चुनौती को रेखांकित करता है: पुराने कोयला आधारित बिजली संयंत्रों की तकनीकी अनम्यता (technical inflexibility)। जैसे-जैसे सौर और पवन जैसी रुक-रुक कर मिलने वाली नवीकरणीय ऊर्जा में वृद्धि हो रही है, थर्मल प्लांटों को ग्रिड को संतुलित करने के लिए तेजी से लचीले ढंग से (flexibly) काम करना होगा, विशेष रूप से पीक डिमांड के समय जब सौर उत्पादन कम हो जाता है। यह लचीला संचालन अधिक टूट-फूट, कम दक्षता और उत्पादकों पर वित्तीय बोझ का कारण बनता है। ऊर्जा सुरक्षा से समझौता किए बिना ग्रिड स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, नियामक थर्मल पावर प्लांटों को लचीले उत्पादन और रेट्रोफिटिंग से जुड़ी तकनीकी और वित्तीय लागतों के लिए उचित मुआवजा देने हेतु एक प्रोत्साहन तंत्र (incentive mechanism) पर विचार कर रहे हैं।

मुख्य बिंदु

  • भारत के स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्य (जैसे 2030 तक 500 GW गैर-जीवाश्म क्षमता) राष्ट्रीय ग्रिड में रुक-रुक कर मिलने वाली नवीकरणीय ऊर्जा (सौर और पवन) को एकीकृत करने पर काफी हद तक निर्भर हैं।
  • नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन में उतार-चढ़ाव (जैसे शाम के समय सौर ऊर्जा में होने वाली गिरावट) के दौरान ग्रिड को संतुलित करने के लिए, पुराने कोयला आधारित ताप विद्युत संयंत्रों को अपने उत्पादन (output) को तेजी से बढ़ाने और घटाने के माध्यम से लचीले ढंग से कार्य करना चाहिए।
  • लचीला संचालन कोयला संयंत्रों पर तकनीकी और वित्तीय बोझ डालता है, जिसमें बढ़ी हुई टूट-फूट, कम तापीय दक्षता और घटा हुआ प्लांट लोड फैक्टर (PLF) शामिल है।
  • ऊर्जा सुरक्षा और ग्रिड स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, नीति निर्माता बिजली उत्पादकों को कोयला संयंत्रों को लचीले ढंग से चलाने और उन्हें निचली न्यूनतम तकनीकी सीमाओं (lower minimum technical limits) के लिए रेट्रोफिट करने की लागत की वित्तीय क्षतिपूर्ति करने हेतु प्रोत्साहन योजनाओं पर विचार कर रहे हैं।

महत्वपूर्ण शब्द

पंचामृत लक्ष्य

COP26 (2021) में घोषित पांच जलवायु प्रतिबद्धताएं, जिनमें 2030 तक 500 GW गैर-जीवाश्म क्षमता, 50% नवीकरणीय ऊर्जा हिस्सेदारी, कार्बन तीव्रता में कमी और 2070 तक नेट जीरो (Net Zero) उत्सर्जन शामिल हैं।

UPSC context

GS पेपर III (पर्यावरण/जलवायु परिवर्तन); भारत की अंतरराष्ट्रीय जलवायु प्रतिबद्धताओं और घरेलू ऊर्जा संक्रमण रोडमैप को समझने के लिए महत्वपूर्ण।

Source
राष्ट्रीय विद्युत योजना (NEP)

भारत की उत्पादन और पारेषण (transmission) क्षमता वृद्धि और संसाधन अनुकूलन की योजना बनाने के लिए केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण (CEA) द्वारा प्रत्येक पांच वर्ष में तैयार किया गया एक वैधानिक रोडमैप।

UPSC context

GS पेपर III (बुनियादी ढांचा: ऊर्जा); यह दीर्घकालिक विद्युत क्षेत्र नियोजन और अक्षय ऊर्जा के एकीकरण के ज्ञान का परीक्षण करता है।

Source
केंद्रीय विद्युत नियामक आयोग (CERC)

विद्युत अधिनियम, 2003 के तहत स्थापित अर्ध-न्यायिक दर्जे वाला एक वैधानिक निकाय, जो अंतरराज्यीय पारेषण टैरिफ को विनियमित करने और थोक बिजली बाजार में प्रतिस्पर्धा को बढ़ावा देने के लिए जिम्मेदार है।

UPSC context

GS पेपर II (नियामक निकाय); भारतीय बिजली क्षेत्र को संचालित करने वाले संस्थागत ढांचे की समझ का परीक्षण करता है।

Source
फ्लेक्सिबिलाइजेशन (ताप विद्युत)

तापीय विद्युत संयंत्रों की उत्पादन स्तरों को समायोजित करने (बढ़ाने या घटाने) की क्षमता, जिससे सौर और पवन जैसे नवीकरणीय स्रोतों के अनिरंतर (intermittent) उत्पादन को संतुलित किया जा सके।

UPSC context

GS पेपर III (ऊर्जा/पर्यावरण); ग्रिड स्थिरता की चुनौतियों और बेसलोड से परिवर्तनशील बिजली प्रणालियों (variable power systems) की ओर संक्रमण से संबंधित।

Source
न्यूनतम तकनीकी लोड (MTL)

विद्युत उत्पादन का वह न्यूनतम स्तर जिस पर एक थर्मल प्लांट बिना बंद हुए सुरक्षित और स्थिर रूप से संचालित हो सकता है; अनिरंतर (intermittent) नवीकरणीय ऊर्जा के एकीकरण में यह एक प्रमुख बाधा है।

UPSC context

GS पेपर III (इन्फ्रास्ट्रक्चर); पुराने कोयला बुनियादी ढांचे को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने या उनके पुनरुद्देश्य (repurposing) से जुड़ी बाधाओं की तकनीकी समझ का परीक्षण करता है।

Source
केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण (CEA)

एक वैधानिक संगठन जो विद्युत क्षेत्र में तकनीकी और योजना संबंधी मामलों पर सरकार को सलाह देता है, जिसमें राष्ट्रीय विद्युत योजना (National Electricity Plan) को तैयार करना भी शामिल है।

UPSC context

GS पेपर II और III (सांविधिक निकाय/ऊर्जा); भारत के विद्युत शासन की तकनीकी योजना शाखा पर केंद्रित है।

Source
ग्रिड एकीकरण

नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को उनकी परिवर्तनशील और रुक-रुक कर होने वाली (intermittent) प्रकृति के बावजूद, स्थिरता, फ्रीक्वेंसी और विश्वसनीयता बनाए रखते हुए मौजूदा पावर ग्रिड से जोड़ने की प्रक्रिया।

UPSC context

GS पेपर III (विज्ञान और प्रौद्योगिकी/बुनियादी ढांचा); सिस्टम की विफलता के बिना अक्षय ऊर्जा के व्यापक विस्तार को प्राप्त करने पर चर्चाओं के केंद्र में है।

Source

प्रारंभिक ट्रैप

उच्च नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन मौजूदा तापीय विद्युत संयंत्रों के प्लांट लोड फैक्टर (PLF) में सुधार करता है।

तेजी से बढ़ती अक्षय ऊर्जा वास्तव में थर्मल PLF को कम करती है। सौर ऊर्जा के चरम घंटों (peak hours) के दौरान कोयला संयंत्रों को उत्पादन कम करने के लिए मजबूर होना पड़ता है, जिससे उनके समग्र उपयोग, तापीय दक्षता और लाभप्रदता में कमी आती है।

संबंधित अवधारणाएँ

Economy Infrastructure (Energy)

विद्युत उत्पादन में 'डक कर्व' (Duck Curve) क्या है?

  • परिभाषा: नवीकरणीय ऊर्जा के अधिकतम उत्पादन और बिजली की अधिकतम मांग के बीच समय के असंतुलन को दर्शाने वाला एक ग्राफ।
  • दृश्य रूप: दोपहर के दौरान एक "बेली" (उच्च सौर आपूर्ति, कम शुद्ध मांग) और शाम को एक तीव्र "नेक" (सौर ऊर्जा में गिरावट, मांग में उछाल) इसकी विशेषता है।
  • महत्व: यह बैटरी एनर्जी स्टोरेज (BESS) और पारंपरिक ताप विद्युत संयंत्रों में तीव्र रैंपिंग क्षमताओं की आवश्यकता को रेखांकित करता है।
Economy (Core Industries)

बिजली क्षेत्र में प्लांट लोड फैक्टर (PLF) क्या है?

  • अर्थ: किसी निश्चित अवधि में पावर प्लांट द्वारा उत्पादित वास्तविक बिजली और उसकी अधिकतम संभावित उत्पादन क्षमता का अनुपात।
  • संकेतक: यह तापीय और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के क्षमता उपयोग और परिचालन दक्षता के लिए एक प्राथमिक मानक के रूप में कार्य करता है।
  • RE का प्रभाव: जब कोयला संयंत्र नवीकरणीय ऊर्जा की अनिरंतरता को संतुलित करने के लिए लचीले ढंग से संचालित होते हैं, तो उनका PLF गिर जाता है, जिससे मशीनों में टूट-फूट और प्रति-इकाई उत्पादन लागत बढ़ जाती है।

अंतर-विषय पैटर्न

  • पंप्ड हाइड्रो स्टोरेज एवं स्थलाकृति

    अनिरंतर नवीकरणीय ऊर्जा का संतुलन काफी हद तक पंप्ड हाइड्रो स्टोरेज पर निर्भर करता है। UPSC अक्सर ऊर्जा संक्रमण लक्ष्यों को प्रायद्वीपीय बनाम हिमालयी भारत में जलविद्युत परियोजनाओं की भौगोलिक और पारिस्थितिक व्यवहार्यता से जोड़ता है।

  • कार्बन बाजारों के माध्यम से ग्रिड स्थिरता

    CERC द्वारा फ्लेक्सिबल कोयला संयंत्रों को वित्तीय रूप से प्रोत्साहित करने की पहल ऊर्जा संरक्षण (संशोधन) अधिनियम के साथ ओवरलैप करती है, जो ग्रिड स्थिरीकरण लागत को भारत की उभरती घरेलू कार्बन क्रेडिट ट्रेडिंग स्कीम (CCTS) से जोड़ती है।

'Duck Curve' परिघटना और थर्मल PLF पर सौर अनिरंतरता (intermittency) का प्रभाव 2026 प्रीलिम्स के वैचारिक MCQ के लिए प्रमुख विषय हैं।

संबद्ध PYQ · 4

संबद्ध PYQ · 4

  • 2023PrelimsGS1

    With reference to coal-based thermal power plants in India, consider the following statements: 1. None of them uses seawater. 2. None of them is set up in water-stressed district. 3. None of them is privately owned. How many of the above statements are correct?

  • 2018MainsGS3

    “Access to affordable, reliable, sustainable and modern energy is the sine qua non to achieve Sustainable Development Goals (SDGs).” Comment on the progress made in India in this regard.

  • 2016MainsGS3

    Give an account of the current status and the targets to be achieved pertaining to renewable energy sources in the country. Discuss in brief the importance of National Programme on Light Emitting Diodes (LEDs).

  • 2024PrelimsGS1

    Consider the following: 1. Battery storage 2. Biomass generators 3. Fuel cells 4. Rooftop solar photovoltaic units How many of the above are considered "Distributed Energy Resources"?