शहरी गर्मी और ऊर्जा दक्षता के लिए जिला शीतलन प्रणालियाँ
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
आने वाले दशकों में भारत की उच्चतम बिजली की मांग (peak electricity demand) में स्पेस कूलिंग का सबसे बड़ा योगदान होने का अनुमान है। डिस्ट्रिक्ट कूलिंग सिस्टम (District Cooling Systems) जैसे केंद्रीकृत और ऊर्जा-कुशल समाधानों को अपनाना नेट-जीरो जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने, ऊर्जा सुरक्षा सुनिश्चित करने और वैश्विक वेट-बल्ब तापमान में खतरनाक वृद्धि के बीच जलवायु-लचीले शहरों के निर्माण के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
सारांश
भारत में 'स्पेस कूलिंग' की बढ़ती आवश्यकता, बिजली की चरम मांग (peak energy demand) में भारी उछाल और शहरी गर्मी में वृद्धि की दोहरी चुनौती पेश करती है। डिस्ट्रिक्ट कूलिंग सिस्टम (DCS), जो कई इमारतों के लिए ठंडे पानी के उत्पादन को केंद्रीकृत करता है, व्यक्तिगत एयर कंडीशनर का एक अत्यधिक ऊर्जा-कुशल विकल्प प्रदान करता है। शहरी नियोजन में DCS को एकीकृत करके—जैसा कि GIFT City में प्रदर्शित किया गया है—भारत ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को काफी कम कर सकता है, 'अर्बन हीट आइलैंड' (UHI) प्रभाव को कम कर सकता है और 'इंडिया कूलिंग एक्शन प्लान' (ICAP) के साथ तालमेल बिठा सकता है। ऊर्जा बचत और जलवायु लचीलेपन की अपनी क्षमता के बावजूद, इसके व्यापक उपयोग के मार्ग में उच्च प्रारंभिक पूंजी लागत, 'राइट-ऑफ-वे' (मार्ग का अधिकार) से जुड़े जटिल मुद्दे और मौजूदा शहरी बुनियादी ढांचे में रेट्रोफिटिंग (retrofitting) की कठिनाइयां जैसी बाधाएं मौजूद हैं।
मुख्य बिंदु
- डिस्ट्रिक्ट कूलिंग सिस्टम (DCS) एक केंद्रीय संयंत्र में ठंडा पानी उत्पादित करता है और इसे एक शहरी क्षेत्र के भीतर कई इमारतों को ठंडा करने के लिए इंसुलेटेड भूमिगत पाइपों के माध्यम से वितरित करता है, जिससे व्यक्तिगत इमारतों में अलग-अलग चिलर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
- DCS पारंपरिक विकेंद्रीकृत कूलिंग सिस्टम की तुलना में 30% से 40% कम ऊर्जा की खपत करता है, जो गर्मियों में मांग के चरम समय के दौरान इलेक्ट्रिकल ग्रिड पर दबाव को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है।
- यह केंद्रीकृत प्रणाली आमतौर पर हजारों स्थानीय एयर कंडीशनिंग इकाइयों द्वारा उत्पन्न होने वाली परिवेशी निकास गर्मी (ambient exhaust heat) को कम करके, अर्बन हीट आइलैंड (UHI) प्रभाव को प्रभावी ढंग से कम करती है।
- DCS को अपनाना इंडिया कूलिंग एक्शन प्लान (ICAP) के कूलिंग की मांग को 20-25% तक कम करने के व्यापक उद्देश्यों का समर्थन करता है और किगाली संशोधन (Kigali Amendment) के तहत भारत के जलवायु शमन लक्ष्यों के अनुरूप है।
- कार्यान्वयन की चुनौतियों में उच्च प्रारंभिक पूंजीगत व्यय, शुरुआत से ही सुदृढ़ शहरी नियोजन की आवश्यकता (जैसे गिफ्ट सिटी जैसी ग्रीनफील्ड परियोजनाएं), और जटिल 'राइट-ऑफ-वे' (right-of-way) मुद्दे शामिल हैं जो घने, मौजूदा शहरों में रेट्रोफिटिंग को कठिन बनाते हैं।
महत्वपूर्ण शब्द
इंडिया कूलिंग एक्शन प्लान (ICAP)
MoEFCC द्वारा लॉन्च किया गया एक 20-वर्षीय रोडमैप (2018-2038), जिसका उद्देश्य भवनों और कोल्ड चेन जैसे विभिन्न क्षेत्रों में कूलिंग की मांग (20-25%) और रेफ्रिजरेंट की मांग (25-30%) को कम करना है।
UPSC context
GS Paper 3 (पर्यावरण/बुनियादी ढांचा); सतत शहरी विकास और भारत की सक्रिय जलवायु-शमन रणनीतियों के ज्ञान का परीक्षण करता है।
डिस्ट्रिक्ट कूलिंग सिस्टम (DCS)
एक केंद्रीकृत बुनियादी ढांचा जो एक केंद्रीय संयंत्र (central plant) में ठंडा पानी (chilled water) तैयार करता है और इसे स्पेस कूलिंग के लिए कई इमारतों में वितरित करता है, जो व्यक्तिगत इकाइयों (individual units) की तुलना में अधिक दक्षता (efficiency) प्रदान करता है।
UPSC context
GS पेपर 3 (विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी/अवसंरचना); ऊर्जा सुरक्षा, शहरीकरण और संधारणीय भवन प्रौद्योगिकियों के लिए प्रासंगिक।
मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल का किगाली संशोधन
हाइड्रोफ्लोरोकार्बन (HFCs), जो कि शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैसें हैं, को चरणबद्ध तरीके से कम करने के लिए 2016 का एक कानूनी रूप से बाध्यकारी समझौता। भारत का लक्ष्य 2047 तक अपनी बेसलाइन से इसमें 85% की कटौती करना है।
UPSC context
GS पेपर 3 (पर्यावरण); अंतरराष्ट्रीय प्रोटोकॉल और ग्लोबल वार्मिंग पोटेंशियल को कम करने के लिए भारत की प्रतिबद्धताओं पर केंद्रित है।
ऊर्जा दक्षता ब्यूरो (BEE)
विद्युत मंत्रालय के तहत एक सांविधिक निकाय (स्थापना 2002), जो स्टार लेबलिंग और ऊर्जा संरक्षण भवन कोड (Energy Conservation Building Codes) जैसी नीतियों के माध्यम से ऊर्जा दक्षता का नेतृत्व करने के लिए उत्तरदायी है।
UPSC context
GS पेपर 3 (अर्थव्यवस्था/बुनियादी ढांचा); ऊर्जा संरक्षण और औद्योगिक दक्षता के लिए विनियामक ढांचे की समझ का परीक्षण करता है।
अर्बन हीट आइलैंड (UHI) प्रभाव
एक शहरी परिघटना जिसमें मानवीय गतिविधियों, सघन बुनियादी ढांचे और वनस्पतियों की कमी के कारण महानगरीय क्षेत्रों में आसपास के ग्रामीण क्षेत्रों की तुलना में काफी अधिक तापमान का अनुभव किया जाता है।
UPSC context
GS पेपर 1 (शहरीकरण/भूगोल); शहरी नियोजन, जलवायु परिवर्तन के प्रभावों और शहरों की रहने की योग्यता (city liveability) से जुड़े प्रश्नों के लिए महत्वपूर्ण।
GIFT City (गुजरात इंटरनेशनल फाइनेंस टेक-सिटी)
भारत का पहला कार्यात्मक स्मार्ट सिटी और अंतर्राष्ट्रीय वित्तीय सेवा केंद्र (IFSC), जिसमें देश की पहली बड़े पैमाने की डिस्ट्रिक्ट कूलिंग सिस्टम और एकीकृत यूटिलिटी टनल (integrated utility tunnels) शामिल हैं।
UPSC context
GS पेपर 3 (बुनियादी ढांचा/अर्थव्यवस्था); आधुनिक शहरी मॉडलों और भारत में विशिष्ट आर्थिक/वित्तीय क्षेत्रों के लिए प्रासंगिक।
स्मार्ट सिटी मिशन
आवास और शहरी मामलों के मंत्रालय द्वारा 2015 में शुरू की गई एक केंद्र प्रायोजित योजना, जिसका उद्देश्य प्रौद्योगिकी और बुनियादी ढांचे के नवाचार के माध्यम से 100 टिकाऊ और नागरिक-अनुकूल शहरों को विकसित करना है।
UPSC context
GS पेपर 2/GS पेपर 1 (शासन/शहरीकरण); शहरी पुनरुद्धार और सार्वजनिक सेवाओं में प्रौद्योगिकी के एकीकरण के ज्ञान का मूल्यांकन करता है।
प्रारंभिक ट्रैप
डिस्ट्रिक्ट कूलिंग सिस्टम (DCS) शहरी वातावरण में सीधे ठंडी हवा छोड़कर अर्बन हीट आइलैंड (Urban Heat Island) प्रभाव को कम करते हैं।
DCS व्यक्तिगत AC के स्थान पर इमारतों में पाइपों के माध्यम से ठंडा पानी पहुँचाता है। यह बाहरी वातावरण की हवा को ठंडा करने के बजाय, स्प्लिट AC से निकलने वाली स्थानीय 'एग्जॉस्ट हीट' को समाप्त कर अप्रत्यक्ष रूप से शहरी गर्मी (urban heat) को कम करता है।
संबंधित अवधारणाएँ
इंडिया कूलिंग एक्शन प्लान (ICAP) के प्रमुख लक्ष्य क्या हैं?
- मांग में कमी: वर्ष 2037-38 तक विभिन्न क्षेत्रों में समग्र कूलिंग मांग को 20-25% तक कम करना।
- ऊर्जा और प्रशीतक: 2037-38 तक रेफ्रिजरेंट की मांग को 25-30% और समग्र कूलिंग ऊर्जा आवश्यकताओं को 25-40% तक कम करना।
- कौशल विकास: रेफ्रिजरेंट्स की सुरक्षित हैंडलिंग सुनिश्चित करने के लिए स्किल इंडिया मिशन के तहत 1,00,000 सर्विसिंग सेक्टर तकनीशियनों को प्रशिक्षित और प्रमाणित करना।
मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल का किगाली संशोधन क्या है?
- मुख्य अधिदेश: यह हाइड्रोफ्लोरोकार्बन (HFCs) को चरणबद्ध तरीके से कम करने (न कि पूर्ण रूप से समाप्त करने) को अनिवार्य बनाता है। HFCs शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैसें हैं, लेकिन वे ओजोन परत का क्षरण नहीं करती हैं।
- भारत की प्रतिबद्धता: भारत 2032 के बाद से चार चरणों में HFCs को चरणबद्ध तरीके से कम करेगा, जिसका लक्ष्य 2047 तक इसमें 85% की संचयी कटौती करना है।
अंतर-विषय पैटर्न
स्मार्ट सिटीज + जलवायु लचीलापन
गिफ्ट सिटी जैसी ग्रीनफील्ड परियोजनाएं DCS राइट-ऑफ-वे को आधारभूत शहरी नियोजन में एकीकृत करती हैं, जो शहरीकरण के केंद्र को केवल बुनियादी ढांचे और डिजिटल गवर्नेंस से बदलकर सक्रिय जलवायु अनुकूलन की ओर स्थानांतरित करती हैं।
किगाली संशोधन + ICAP तालमेल
HFCs को चरणबद्ध तरीके से कम करने के लिए न केवल रासायनिक प्रतिस्थापन बल्कि प्रणालीगत ऊर्जा दक्षता की भी आवश्यकता है, जो केंद्रीकृत कूलिंग को UNFCCC के उत्सर्जन लक्ष्यों और मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के अधिदेशों के लिए एक दोहरे उपकरण के रूप में स्थापित करता है।
ICAP के लक्ष्य, अर्बन हीट आइलैंड (Urban Heat Island) शमन, और किगाली संशोधन (Kigali Amendment) के फेज-डाउन शेड्यूल, 2026 की Prelims परीक्षा के युग्म आधारित (paired) प्रश्न के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
संबद्ध PYQ · 4
संबद्ध PYQ · 4
- 2013MainsGS1
Bring out the causes for the formation of heat islands in the urban habitat of the world.
- 2016MainsGS1
With a brief background of quality of urban life in India, introduce the objectives and strategy of the 'Smart City Programme'.
- 2025PrelimsGS1
The World Bank warned that India could become one of the first places where wet-bulb temperatures routinely exceed 35 °C. Which of the following statements best reflect(s) the implication of the above-said report? I. Peninsular India will most likely suffer from flooding, tropical cyclones and droughts. II. The survival of animals including humans will be affected as shedding of their body heat through perspiration becomes difficult. Select the correct answer using the code given below.
- 2025PrelimsGS1
Consider the following statements : I. Carbon dioxide (CO2) emissions in India are less than 0.5 t CO2/ capita. II. In terms of CO2 emissions from fuel combustion, India ranks second in Asia-Pacific region. III. Electricity and heat producers are the largest sources of CO2 emissions in India. Which of the statements given above is/are correct?
