ग्रीन केमिस्ट्री और रासायनिक उद्योगों का डीकार्बोनाइजेशन
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
भारी उद्योगों का 'ग्रीनिंग' भारत के नेट-जीरो लक्ष्यों और सतत विकास के केंद्र में है। UPSC लगातार औद्योगिक प्रदूषण शमन (जैसे, नदी प्रदूषण) और पर्यावरणीय खतरों के समाधान में नई तकनीकों (जैसे Green Hydrogen और Membrane Bioreactors) की भूमिका के बारे में प्रश्न पूछता है।
सारांश
यह लेख रासायनिक उद्योग को टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल प्रथाओं की ओर स्थानांतरित करने की तत्काल आवश्यकता पर प्रकाश डालता है, जिसे सामान्यतः 'ग्रीन केमिस्ट्री' (Green Chemistry) कहा जाता है। इस बदलाव में जीवाश्म ईंधन आधारित फीडस्टॉक को नवीकरणीय, जैव-आधारित विकल्पों से बदलना और उर्वरक तथा पेट्रोलियम रिफाइनिंग जैसे ऊर्जा-गहन उप-क्षेत्रों को डीकार्बोनाइज करने के लिए ग्रीन हाइड्रोजन का उपयोग करना शामिल है। इसके अलावा, खतरनाक अपशिष्ट को कम करने, औद्योगिक नदी प्रदूषण को घटाने और राष्ट्रीय जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए चक्रीय अर्थव्यवस्था (Circular Economy) के सिद्धांतों और उन्नत अपशिष्ट जल उपचार प्रौद्योगिकियों (जैसे मेम्ब्रेन बायो-रिएक्टर और सक्रिय कार्बन) को अपनाने पर बल दिया गया है।
मुख्य बिंदु
- पारंपरिक रसायन उद्योग अत्यधिक कार्बन-गहन है और विषाक्त अपशिष्टों का एक प्रमुख स्रोत है, जो संधारणीय विनिर्माण प्रतिमानों की ओर संक्रमण को आवश्यक बनाता है।
- ग्रीन केमिस्ट्री के सिद्धांत ऐसे रासायनिक उत्पादों और प्रक्रियाओं को डिजाइन करने पर केंद्रित हैं जो खतरनाक पदार्थों के उत्पादन को न्यूनतम या समाप्त करते हैं।
- जीवाश्म-आधारित फीडस्टॉक को जैव-आधारित नवीकरणीय विकल्पों से प्रतिस्थापित करना और ग्रीन हाइड्रोजन को अपनाना, उर्वरक और रिफाइनरी जैसे 'हार्ड-टू-अबेट' (hard-to-abate) क्षेत्रों को डीकार्बोनाइज करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
- मेंब्रेन बायो-रिएक्टर और एक्टिवेटेड कार्बन अधिशोषण जैसी उन्नत अपशिष्ट उपचार तकनीकें, औद्योगिक जल प्रदूषण को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
- रसायन क्षेत्र में सर्कुलर इकोनॉमी को अपनाने से अपशिष्ट से संसाधनों की रिकवरी सुगम होती है, जिससे औद्योगिक विकास और पर्यावरण संरक्षण के बीच के अंतर को पाटने में मदद मिलती है।
महत्वपूर्ण शब्द
राष्ट्रीय ग्रीन हाइड्रोजन मिशन
2023 की एक पहल जिसका लक्ष्य भारत को ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन (2030 तक 5 MMT/वर्ष) का एक वैश्विक केंद्र बनाना है, मुख्य रूप से उर्वरक और पेट्रोलियम रिफाइनिंग जैसे भारी उद्योगों को डीकार्बोनाइज (decarbonize) करने के लिए।
UPSC context
GS पेपर 3: ऊर्जा, पर्यावरण और S&T; डीकार्बोनाइजेशन रणनीतियों और औद्योगिक संधारणीयता के ज्ञान का परीक्षण करता है।
पंचामृत (जलवायु प्रतिबद्धताएं)
COP26 से भारत की पांच-सूत्रीय जलवायु प्रतिज्ञा, जिसमें 500GW गैर-जीवाश्म ऊर्जा, 50% अक्षय ऊर्जा हिस्सेदारी और 2070 तक नेट जीरो (Net Zero) उत्सर्जन तक पहुँचने के लक्ष्य शामिल हैं।
UPSC context
GS पेपर 3: पर्यावरण; भारत के अंतर्राष्ट्रीय जलवायु दायित्वों और राष्ट्रीय शमन लक्ष्यों की समझ का परीक्षण करता है।
ग्रीन केमिस्ट्री
रासायनिक उत्पादों और प्रक्रियाओं का ऐसा डिज़ाइन जो आणविक स्तर पर अपशिष्ट रोकथाम और नवीकरणीय फीडस्टॉक को प्राथमिकता देते हुए, खतरनाक पदार्थों के उपयोग और निर्माण को कम या समाप्त करता है।
UPSC context
GS पेपर 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी और पर्यावरण; औद्योगिक प्रदूषण नियंत्रण में संधारणीय रसायन विज्ञान के अनुप्रयोगों का परीक्षण करता है।
चक्रीय अर्थव्यवस्था
एक आर्थिक मॉडल जो पुन: उपयोग (reuse), नवीनीकरण (refurbishment) और पुनर्चक्रण (recycling) के माध्यम से संसाधन चक्रों (resource loops) को बंद करने पर केंद्रित है, जो अपशिष्ट को न्यूनतम करने के लिए रैखिक "take-make-dispose" औद्योगिक प्रणाली से दूर जाने का प्रयास करता है।
UPSC context
GS पेपर 3: अर्थव्यवस्था और पर्यावरण; संसाधन दक्षता और सतत अपशिष्ट प्रबंधन नीतियों का परीक्षण करता है।
मेंब्रेन बायोरिएक्टर (MBR)
एक उन्नत अपशिष्ट जल उपचार तकनीक जो जैविक प्रक्रियाओं (activated sludge) को मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन के साथ संयोजित करती है, ताकि उच्च गुणवत्ता वाले बहिःस्राव (effluent) का उत्पादन किया जा सके जो औद्योगिक या नगरपालिका अनुप्रयोगों में पुन: उपयोग के लिए उपयुक्त हो।
UPSC context
GS पेपर 3: S&T और पर्यावरण प्रदूषण; कुशल अपशिष्ट जल उपचार और जल संरक्षण प्रौद्योगिकियों के ज्ञान का परीक्षण करता है।
परमाणु मितव्ययिता
ग्रीन केमिस्ट्री में एक मापदंड जो अंतिम उत्पाद में शामिल शुरुआती सामग्रियों के प्रतिशत को दर्शाता है; उच्च इकोनॉमी (economy) अधिक दक्षता और कम औद्योगिक अपशिष्ट का संकेत देती है।
UPSC context
GS पेपर 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी; औद्योगिक दक्षता और सतत विनिर्माण की तकनीकी अवधारणाओं का परीक्षण करता है।
प्रारंभिक ट्रैप
"एटम इकोनॉमी" (Atom economy) का तात्पर्य परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की स्थापना की आर्थिक व्यवहार्यता से है।
एटम इकोनॉमी (Atom economy) वास्तव में ग्रीन केमिस्ट्री का एक मुख्य सिद्धांत है जो अंतिम उत्पाद में कच्चे माल के समावेशन को अधिकतम करता है और रासायनिक अपशिष्ट को न्यूनतम करता है।
संबंधित अवधारणाएँ
हाइड्रोजन के विभिन्न 'रंग' उत्पादन की दृष्टि से किस प्रकार भिन्न हैं?
- ग्रे हाइड्रोजन: प्राकृतिक गैस या मीथेन से कार्बन कैप्चर के बिना स्टीम रिफॉर्मिंग का उपयोग करके उत्पादित; अत्यधिक कार्बन-गहन।
- ब्लू हाइड्रोजन: जीवाश्म ईंधन से उत्पादित लेकिन उत्सर्जन को कम करने के लिए इसमें कार्बन कैप्चर, यूटिलाइज़ेशन और स्टोरेज (CCUS) को एकीकृत किया जाता है।
- ग्रीन हाइड्रोजन: पूरी तरह से नवीकरणीय ऊर्जा से प्राप्त विद्युत का उपयोग करके जल के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से उत्पन्न।
अपशिष्ट जल उपचार में मेम्ब्रेन बायो-रिएक्टर (MBRs) क्या हैं?
- क्रियाविधि: यह एक सस्पेंडेड ग्रोथ बायोलॉजिकल ट्रीटमेंट प्रोसेस (जैसे एक्टिवेटेड स्लज) को मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन (माइक्रोफिल्ट्रेशन या अल्ट्राफिल्ट्रेशन) के साथ संयोजित करता है।
- लाभ: असाधारण रूप से उच्च गुणवत्ता वाले बहिःस्राव (effluent) का उत्पादन करता है जो पुन: उपयोग के लिए उपयुक्त है, जो इसे विषैले रासायनिक और औद्योगिक अपशिष्ट जल के उपचार के लिए महत्वपूर्ण बनाता है।
अंतर-विषय पैटर्न
ग्रीन अमोनिया और उर्वरक सब्सिडी
अमोनिया उत्पादन के लिए ग्रीन हाइड्रोजन की ओर संक्रमण भारत के औद्योगिक वि-कार्बनीकरण (पंचामृत) को कृषि अर्थशास्त्र से जोड़ता है, जिससे जीवाश्म-आधारित उर्वरक सब्सिडी के भारी बोझ को कम करने में मदद मिल सकती है।
सर्कुलर इकोनॉमी और वैधानिक EPR
डिजाइन के चरण में खतरनाक पदार्थों को न्यूनतम करने पर ग्रीन केमिस्ट्री का ध्यान, भारत के आधुनिक वैधानिक Waste Management Rules में विस्तारित उत्पादक उत्तरदायित्व (EPR) के अधिदेशों को प्रतिबिंबित करता है।
2026 की Prelims में S&T अनुप्रयोगों के रूप में 'Atom Economy' और 'MBRs', या उर्वरकों में Green Hydrogen की विशिष्ट भूमिका पर आधारित प्रश्न की अपेक्षा करें।
संबद्ध PYQ · 4
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Industrial pollution of river water is a significant environmental issue in India. Discuss the various mitigation measures to deal with this problem and also the government's initiatives in this regard.
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"Membrane Bioreactors" are often discussed in the context of:
