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GS3

अपशिष्ट से ऊर्जा तकनीक और ठोस अपशिष्ट प्रबंधन

स्रोत:द हिंदू ↗

क्यों मायने रखता है

तीव्र शहरीकरण के साथ, भारत में नगर निगम ठोस अपशिष्ट प्रबंधन एक निरंतर संकट बना हुआ है। WtE तकनीकें भरते हुए लैंडफिल का एक विकल्प प्रस्तुत करती हैं, लेकिन उनकी पर्यावरणीय, तकनीकी और आर्थिक व्यवहार्यता के आलोचनात्मक विश्लेषण की आवश्यकता है। यह विषय सीधे तौर पर GS3 (पर्यावरण और S&T) के लिए प्रासंगिक है और अक्सर प्रीलिम्स (पायरोलिसिस, गैसीकरण आदि के बीच अंतर करना) और मेन्स (अपशिष्ट प्रबंधन रणनीतियों का मूल्यांकन) दोनों में पूछा जाता है।

सारांश

यह लेख वेस्ट-टू-एनर्जी (WtE) प्रौद्योगिकियों का अन्वेषण करता है, जो भारत के बढ़ते शहरी ठोस अपशिष्ट संकट और ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए दोहरे समाधान की पेशकश करती हैं। इंसीनरेशन (incineration), पायरोलिसिस (pyrolysis), गैसीफिकेशन (gasification) और बायोमेथेनेशन (biomethanation) जैसी प्रक्रियाओं का उपयोग करके, गैर-पुनर्चक्रण योग्य (non-recyclable) कचरे को उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, जिससे लैंडफिल के बोझ में भारी कमी आती है। हालांकि, भारत में WtE को अपनाने में महत्वपूर्ण बाधाएं हैं। उच्च नमी और कम कैलोरी मान (low calorific value) वाला पृथक न किया गया कचरा दहन दक्षता (combustion efficiency) में बाधा डालता है, जबकि उच्च पूंजीगत लागत उत्पादित बिजली को महंगा बना देती है। इसके अलावा, यदि कड़ाई से विनियमित न किया जाए, तो थर्मल WtE प्लांट डाइऑक्सिन (dioxins) और फुरान (furans) जैसे जहरीले उपोत्पादों के उत्सर्जन के कारण पर्यावरण और सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए गंभीर जोखिम पैदा करते हैं।

मुख्य बिंदु

  • वेस्ट-टू-एनर्जी (WtE) में नगर निगम के ठोस अपशिष्ट (municipal solid waste) को बिजली, ऊष्मा या ईंधन में परिवर्तित करने के लिए भस्मीकरण (incineration), गैसीकरण (gasification), पायरोलिसिस (pyrolysis) और बायोमेथेनेशन (biomethanation) जैसी प्रौद्योगिकियां शामिल हैं।
  • WtE संयंत्र ठोस कचरे की मात्रा को काफी कम कर देते हैं, जिससे शहरी लैंडफिल से जुड़े अत्यधिक भूमि दबाव और मीथेन उत्सर्जन में कमी आती है।
  • भारत में एक प्रमुख चुनौती स्रोत पर पृथक्करण (source segregation) का अभाव है, जिसके कारण उच्च नमी और निम्न कैलोरी मान (calorific value) वाला मिश्रित नगरपालिका ठोस कचरा प्राप्त होता है, जिससे भस्मीकरण (incineration) जैसी तापीय प्रक्रियाओं की दक्षता कम हो जाती है।
  • पर्यावरणीय चिंताओं में डाइऑक्सिन, फ्यूरान और भारी धातुओं जैसे विषैले प्रदूषकों का संभावित उत्सर्जन शामिल है, यदि कड़े उत्सर्जन नियंत्रण प्रौद्योगिकियों को तैनात और उनकी निगरानी नहीं की जाती है।
  • आर्थिक रूप से, WtE परियोजनाओं को उच्च पूंजीगत और परिचालन लागत का सामना करना पड़ता है, जिससे उत्पादित बिजली की प्रति-यूनिट लागत पारंपरिक और अन्य नवीकरणीय स्रोतों की तुलना में अधिक महंगी हो जाती है।

महत्वपूर्ण शब्द

ठोस अपशिष्ट प्रबंधन नियम, 2016

स्रोत पर कचरे को जैव-अपघटनीय (biodegradable), सूखे और हानिकारक श्रेणियों में पृथक्करण को अनिवार्य बनाने वाले व्यापक नियम। ये लैंडफिल के दबाव को कम करने के लिए 1500 kcal/kg से अधिक कैलोरी मान (calorific value) वाले गैर-पुनर्चक्रण योग्य कचरे हेतु वेस्ट-टू-एनर्जी (waste-to-energy) को बढ़ावा देते हैं।

UPSC context

GS पेपर III: पर्यावरणीय प्रदूषण एवं क्षरण। यह शहरी शासन और सतत अपशिष्ट प्रबंधन के लिए सांविधिक ढांचे के ज्ञान का परीक्षण करता है।

Source
राष्ट्रीय जैव ऊर्जा कार्यक्रम

MNRE की एक पहल (2021-22 से 2025-26) जो वेस्ट-टू-एनर्जी, बायोमास और बायोगैस परियोजनाओं के लिए वित्तीय सहायता प्रदान करती है। इसका उद्देश्य बिजली और Bio-CNG के उत्पादन के लिए अधिशेष बायोमास और शहरी/औद्योगिक अपशिष्ट का उपयोग करना है।

UPSC context

GS पेपर III: बुनियादी ढांचा और ऊर्जा। नवीकरणीय ऊर्जा लक्ष्यों और "वेस्ट टू वेल्थ" (Waste to Wealth) मिशन के लिए प्रासंगिक।

Source
स्वच्छ भारत मिशन

भारत का प्रमुख स्वच्छता अभियान। इसका 2.0 संस्करण (2021 में शुरू किया गया) 100% अपशिष्ट प्रसंस्करण, पुराने डंपसाइट्स (legacy dumpsites) के उपचार और WtE जैसी सर्कुलर इकोनॉमी प्रौद्योगिकियों को बढ़ावा देने के माध्यम से शहरों को "कचरा मुक्त" बनाने पर केंद्रित है।

UPSC context

GS Paper II: कल्याणकारी योजनाएं/गवर्नेंस। राष्ट्रीय मिशनों और सार्वजनिक स्वास्थ्य तथा स्वच्छता पर उनके प्रभाव की समझ का परीक्षण करता है।

Source
नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय (MNRE)

नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा से संबंधित सभी मामलों के लिए नोडल मंत्रालय। यह वेस्ट-टू-एनर्जी (Waste-to-Energy) कार्यक्रम को लागू करता है और परियोजना विकासकर्ताओं की सहायता के लिए केंद्रीय वित्तीय सहायता (CFA) प्रदान करता है।

UPSC context

GS पेपर II: मंत्रालय/विभाग। भारत के नेट-जीरो 2070 लक्ष्यों को प्राप्त करने में संस्थागत भूमिकाओं के लिए महत्वपूर्ण।

Source
केंद्रीय प्रदूषण नियंत्रण बोर्ड (CPCB)

MoEFCC के तहत एक सांविधिक निकाय जो वायु और जल की गुणवत्ता की निगरानी के लिए उत्तरदायी है। यह थर्मल WtE संयंत्रों के लिए उत्सर्जन मानक निर्धारित करता है और पर्यावरणीय नियमों के अनुपालन की निगरानी करता है।

UPSC context

GS पेपर II और III: सांविधिक निकाय। डाइऑक्सिन जैसे विषाक्त उत्सर्जन पर नियामक निगरानी के ज्ञान का परीक्षण करता है।

Source
पर्यावरण, वन और जलवायु परिवर्तन मंत्रालय (MoEFCC)

भारत में पर्यावरण और वानिकी कार्यक्रमों की योजना बनाने और उनके समन्वय के लिए शीर्ष प्रशासनिक निकाय। यह विभिन्न अपशिष्ट प्रबंधन नियमों को अधिसूचित करता है और देश के पर्यावरण संरक्षण ढांचे की निगरानी करता है।

UPSC context

GS पेपर II: गवर्नेंस। जलवायु परिवर्तन और पारिस्थितिक संरक्षण से संबंधित नीति-निर्माण के लिए मौलिक।

Source

प्रारंभिक ट्रैप

भारतीय नगर पालिका ठोस अपशिष्ट अपने उच्च कैलोरी मान (calorific value) के कारण प्रत्यक्ष भस्मीकरण (direct incineration) के लिए अत्यधिक उपयुक्त है।

भारत के बिना अलग किए गए (unsegregated) कचरे का कैलोरी मान (calorific value) वास्तव में बहुत कम और नमी की मात्रा (moisture content) बहुत अधिक होती है। इसके कारण, गहन पूर्व-उपचार (intensive pre-treatment) के बिना प्रत्यक्ष थर्मल इंसीनरेशन (thermal incineration) अक्षम और अत्यधिक महंगा हो जाता है।

संबंधित अवधारणाएँ

Science and Technology Applications

भस्मीकरण (incineration), पायरोलिसिस और गैसीकरण ऑक्सीजन के उपयोग के मामले में एक-दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं?

  • भस्मीकरण: अतिरिक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति में अपशिष्ट का पूर्ण तापीय दहन, जिससे राख, ऊष्मा और फ्लू गैसें उत्पन्न होती हैं।
  • पायरोलिसिस: ऑक्सीजन की पूर्ण अनुपस्थिति में उच्च तापमान पर कार्बनिक पदार्थों का तापीय अपघटन।
  • गैसीकरण: ज्वलनशील सिनगैस (syngas) उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन की नियंत्रित और सीमित मात्रा के साथ अपशिष्ट का आंशिक ऑक्सीकरण।
Environment and Ecology

डाइऑक्सिन और फ्यूरान क्या हैं, और उन्हें वैश्विक स्तर पर कैसे विनियमित किया जाता है?

  • उत्सर्जन स्रोत: नगर निगम के भस्मीकरण संयंत्रों (incinerators) में PVC प्लास्टिक जैसी क्लोरीनयुक्त सामग्रियों के अपूर्ण दहन के दौरान बनने वाले विषाक्त उपोत्पाद।
  • प्रभाव: वे अत्यधिक विषैले, जैव-संचयी (bioaccumulative) हैं और इन्हें 'पर्सीस्टेंट ऑर्गेनिक पोल्यूटेंट्स' (POPs) के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
  • वैश्विक विनियमन: इन्हें POPs पर स्टॉकहोम कन्वेंशन के तहत वैश्विक स्तर पर कम करने और समाप्त करने के लिए लक्षित किया गया है।

अंतर-विषय पैटर्न

  • SWM नियम 2016 + Refuse Derived Fuel

    2016 के नियम सीमेंट और बिजली संयंत्रों जैसे ऊर्जा-गहन क्षेत्रों के लिए यह अनिवार्य करते हैं कि वे अपने कोयले के उपयोग के एक निश्चित प्रतिशत को नगर निगम के सूखे कचरे से प्राप्त उच्च-कैलोरी मान वाले रिफ्यूज डिराइव्ड फ्यूल (RDF) से बदलें।

  • बायोमिथेनेशन + SATAT योजना

    भारत का उच्च नमी वाला गीला कचरा बायोमेथेनेशन के लिए आदर्श है। यह सीधे तौर पर SATAT योजना से जुड़ा है, जो जैविक कचरे से प्राप्त कंप्रेस्ड बायो गैस (CBG) को हरित परिवहन ईंधन के रूप में बढ़ावा देती है।

पायरोलिसिस और गैसीकरण की तुलना करने वाले, या विशिष्ट WtE तकनीकों को उनके उप-उत्पादों (byproducts) के साथ सुमेलित करने वाले एक बहु-कथनीय प्रिलिम्स प्रश्न की अपेक्षा करें।

संबद्ध PYQ · 2

संबद्ध PYQ · 2

  • 2019PrelimsGS1

    In the context of which one of the following are the terms 'pyrolysis and plasma gasification' mentioned?

  • 2018MainsGS3

    What are the impediments in disposing the huge quantities of discarded solid wastes which are continuously being generated? How do we remove safely the toxic wastes that have been accumulating in our habitable environment?