डायरेक्ट एयर कैप्चर और एक्टिवेटेड कार्बन: CO2 हटाने, प्रदूषक अधिशोषण और भारतीय उद्योग के पूरे नोट्स
डायरेक्ट एयर कैप्चर और एक्टिवेटेड कार्बन एक ही रिवीज़न नोट में — सॉर्बेंट रसायन, दुनिया के DAC प्लांट, दक्कन बेसाल्ट में भंडारण, लागत का गणित, अधिशोषण की भौतिकी और भारतीय उद्योग।
UPSC 2025 की प्रीलिम्स ने अधिशोषण (adsorption) पर टिकी दो पर्यावरण तकनीकों को एक ही उत्तर-पत्रक पर ला दिया — प्रश्न 10 में एक्टिवेटेड कार्बन और प्रश्न 16 में डायरेक्ट एयर कैप्चर। दोनों उसी बुनियादी भौतिकी पर चलती हैं, दोनों प्रदूषण नियंत्रण और जलवायु नीति के बीच में बैठती हैं, और दोनों भारत के औद्योगिक भविष्य से लगातार जुड़ती जा रही हैं। यह नोट दोनों को एक ही रिवीज़न दस्तावेज़ में जोड़ता है, और उन उम्मीदवारों के लिए लिखा गया है जो नीचे की साइंस भी समझना चाहते हैं और वह नीति, प्लांट के आँकड़े तथा भारतीय कड़ियाँ भी, जो एक तथ्य को मुख्य परीक्षा में काम आने वाले तर्क में बदल देती हैं।
डायरेक्ट एयर कैप्चर असल में क्या करता है
डायरेक्ट एयर कैप्चर (Direct Air Capture, DAC) का मतलब है कार्बन डाइऑक्साइड को खुली हवा से सीधे निकाल लेना — बिजलीघर या सीमेंट भट्टी की गाढ़ी चिमनी गैस (flue gas) से नहीं। यह फ़र्क़ सुनने में जितना छोटा लगता है, उससे कहीं ज़्यादा मायने रखता है। आम हवा में CO2 सिर्फ़ क़रीब 420 पार्ट्स पर मिलियन (ppm) होती है — यानी मात्रा के हिसाब से 0.042%। कोयला बिजलीघर की चिमनी गैस में यह 10–15% रहती है। दोनों तकनीकों का नाम एक ही है (कार्बन कैप्चर), लेकिन वे बहुत अलग भौतिक समस्याएँ हल करती हैं।
स्रोत पर ही कैप्चर करना (point-source capture) एक शुद्धीकरण की समस्या है — CO2 से भरी धारा आपके पास पहले से है और आपको उसे अलग करना है। DAC गाढ़ा करने की समस्या है — उतना ही एक टन CO2 इकट्ठा करने के लिए आपको सॉर्बेंट के ऊपर से हवा की बहुत बड़ी मात्रा गुज़ारनी पड़ती है। एक मोटा पैमाना देखिए: साल में दस लाख टन कैप्चर करने वाले DAC प्लांट को लगभग उतनी हवा से गुज़रना पड़ता है जितनी एक लाख लोगों के शहर के ऊपर से एक दिन में बहती है। इस एक तथ्य से आगे की हर चीज़ तय होती है — ऊर्जा का ख़र्च, लागत, प्लांट कहाँ लगेगा इसका तर्क, और IPCC की मॉडलिंग में DAC की जगह।
काम करने का तरीक़ा — सॉर्बेंट रसायन के दो परिवार
चालू हर DAC सिस्टम एक सॉर्बेंट (sorbent) इस्तेमाल करता है, जो गुज़रती हवा से चुनकर CO2 पकड़ता है और फिर गर्मी या दबाव पड़ने पर उसे छोड़ देता है, ताकि उसे इकट्ठा किया जा सके। उद्योग पर दो रसायन-परिवारों का क़ब्ज़ा है।
तरल घोल वाला DAC तेज़ क्षारीय घोल इस्तेमाल करता है — आम तौर पर पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) या सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH)। हवा को बड़ी संपर्क-दीवारों से खींचा जाता है, जहाँ CO2 हाइड्रॉक्साइड आयनों से मिलकर कार्बोनेट बनाती है। इस कार्बोनेट घोल को फिर कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ पेलेट रिएक्टर से गुज़ारकर कैल्शियम कार्बोनेट बनाया जाता है, और उसे क़रीब 900 °C पर कैल्सिनेशन में डालकर शुद्ध CO2 छोड़ी जाती है तथा कैल्शियम ऑक्साइड दोबारा बना लिया जाता है। कनाडा-अमेरिका की कंपनी कार्बन इंजीनियरिंग, जो अब ऑक्सिडेंटल के मालिकाने में है, इस रास्ते की अगुवा रही और टेक्सास के स्ट्रैटोस प्लांट में इसी का इस्तेमाल करती है।
ठोस सॉर्बेंट वाला DAC अमीन लगे छिद्रदार पदार्थ इस्तेमाल करता है — आम तौर पर सिलिका पर चढ़ाए गए पॉलीअमीन, मेटल-ऑर्गैनिक फ़्रेमवर्क, या सेल्युलोज़ के रेशे। पंखे हवा को फ़िल्टर मॉड्यूल से खींचते हैं, जहाँ CO2 रासायनिक रूप से अमीन समूहों से बँध जाती है। फ़िल्टर भर जाने पर मॉड्यूल बंद कर दिया जाता है और 80–120 °C तक गर्म किया जाता है, कई बार वैक्यूम में, जिससे गाढ़ी CO2 निकलती है। क्लाइमवर्क्स आइसलैंड के ओर्का और मैमथ में यही तरीक़ा अपनाती है; इसके मॉड्यूलर डिज़ाइन से क्षमता एक-एक कंटेनर जोड़कर बढ़ाई जा सकती है।
दोनों परिवारों के बीच का सौदा एक तुलना में साफ़ बैठ जाता है:
| पहलू | तरल घोल वाला DAC | ठोस सॉर्बेंट वाला DAC |
|---|---|---|
| सॉर्बेंट | KOH/NaOH का जलीय घोल | अमीन लगा छिद्रदार ठोस |
| दोबारा तैयार करने का तापमान | ~900 °C (कैल्सिनेशन) | 80–120 °C + वैक्यूम |
| किस तरह की ऊर्जा चाहिए | ऊँचे तापमान की गर्मी (गैस/बिजली) | कम दर्जे की गर्मी (भूतापीय, बेकार गर्मी) |
| जगह | बहुत बड़ी संपर्क-दीवारें | कंटेनर में रखी मॉड्यूलर इकाइयाँ |
| पानी की खपत | प्रति टन CO2 पर 1–7 टन पानी | कम; पानी छोड़ भी सकता है |
| किसके साथ सबसे अच्छा | प्राकृतिक गैस + CCS, भूतापीय | भूतापीय, कम दर्जे की नवीकरणीय ऊर्जा |
| अगुवा कंपनी | कार्बन इंजीनियरिंग / 1PointFive | क्लाइमवर्क्स, ग्लोबल थर्मोस्टेट |
| प्रमुख प्लांट | स्ट्रैटोस (टेक्सास, 500,000 tpa) | मैमथ (आइसलैंड, 36,000 tpa) |
आम हवा से CO2 अलग करने की ऊष्मागतिकीय न्यूनतम सीमा प्रति टन क़रीब 0.5 GJ है। असल प्लांट प्रति टन 6–10 GJ ख़र्च करते हैं। यही फ़ासला अगले दशक की इंजीनियरिंग चुनौती है।
एक तीसरा, कम पका परिवार इलेक्ट्रोकेमिकल DAC है — इसमें CO2 का पकड़ना और छूटना गर्मी की जगह बिजली से चलता है, pH बदलकर या रेडॉक्स-सक्रिय सॉर्बेंट से। MIT, वर्डॉक्स और रेपएयर इसके जाने-पहचाने नाम हैं। इसका आकर्षण यह है कि यह रुक-रुककर मिलने वाली नवीकरणीय बिजली के साथ सीधे चल जाता है (गर्मी का भंडारण नहीं चाहिए), लेकिन तकनीक अभी एक-टन वाले पायलट पैमाने पर है और रासायनिक रास्तों से एक दशक पीछे।
DAC कहाँ लगाया जाए, इसका तर्क भी स्रोत पर कैप्चर से अलग है। चूँकि CO2 की मात्रा धरती पर हर जगह लगभग एक जैसी है (5–10 ppm के भीतर), DAC प्लांट वहाँ लगाए जा सकते हैं जहाँ साफ़ ऊर्जा सबसे सस्ती हो और भंडारण वाली चट्टानें सबसे पास हों — वहाँ नहीं, जहाँ उत्सर्जन करने वाला बैठा है। इसी वजह से प्रोजेक्ट के नक़्शे पर आइसलैंड, व्योमिंग, टेक्सास और खाड़ी देश छाए हुए हैं: इन सबके पास भरपूर साफ़ या फँसी हुई ऊर्जा और भरोसेमंद भंडारण-चट्टानें, दोनों हैं।
दुनिया के DAC प्लांट — टन असल में कहाँ हैं
नीति के सारे शोर के बावजूद दुनिया भर में चालू क्षमता बहुत छोटी है। 2026 के मध्य तक कुल शुरू हो चुकी DAC क्षमता साल में क़रीब 50,000 टन है — यानी लगभग उतनी, जितना 10,000 औसत भारतीय कारें साल भर में छोड़ती हैं। IEA का अनुमान है कि 1.5 °C के रास्तों पर चलने के लिए यह क्षमता 2030 तक साल में 7 करोड़ टन और 2050 तक कई अरब टन तक पहुँचनी चाहिए।
| प्लांट | जगह | चलाने वाला | क्षमता (टन CO2/साल) | हालत | भंडारण का तरीक़ा |
|---|---|---|---|---|---|
| मैमथ | हेलिशेइडी, आइसलैंड | क्लाइमवर्क्स | 36,000 | चालू (मई 2024) | CarbFix बेसाल्ट खनिजीकरण |
| ओर्का | हेलिशेइडी, आइसलैंड | क्लाइमवर्क्स | 4,000 | चालू (2021) | CarbFix बेसाल्ट खनिजीकरण |
| स्ट्रैटोस | एक्टर काउंटी, टेक्सास | 1PointFive / ऑक्सिडेंटल | 500,000 | 2025–26 में चालू हो रहा | खारे जलभृत + CO2-EOR |
| प्रोजेक्ट बाइसन | व्योमिंग, अमेरिका | CarbonCapture Inc. | 5,000 (पहला चरण) | निर्माणाधीन | भूगर्भीय भंडारण |
| साउथ टेक्सास DAC हब | क्लेबर्ग काउंटी, टेक्सास | 1PointFive (DOE से पैसा) | 1,000,000+ | योजना में | खारा जलभृत |
| साइप्रस DAC हब | लुइज़ियाना, अमेरिका | बैटेल (DOE से पैसा) | 1,000,000+ | योजना में | खारा जलभृत |
| हंट 1 (NEOM) | सऊदी अरब | अरामको / 44.01 | ~1,250 | पायलट | पेरिडोटाइट खनिजीकरण |
| हेयरलूम ट्रेसी | कैलिफ़ोर्निया, अमेरिका | हेयरलूम कार्बन | 1,000 | चालू (2023) | कंक्रीट खनिजीकरण |
दो बातें उभरकर सामने आती हैं। पहली, प्रोजेक्ट की कतार पर अमेरिका का दबदबा है, और इसकी वजह 45Q टैक्स क्रेडिट तथा 2021 के Bipartisan Infrastructure Law से पैसा पाने वाला ऊर्जा विभाग (DOE) का 3.5 अरब अमेरिकी डॉलर वाला रीजनल DAC हब कार्यक्रम है। दूसरी, चालू क्षमता पर आइसलैंड का दबदबा है, क्योंकि सस्ती भूतापीय बिजली और भरपूर नई बेसाल्ट चट्टान उसे इस काम की सबसे अच्छी प्राकृतिक प्रयोगशाला बना देती हैं।
भारत में DAC की हालत — पायलट हैं, प्लांट नहीं
भारत में कोई व्यापारिक DAC प्लांट नहीं है। जो है, वह शोध वाले पायलटों का एक झुंड है और बेसाल्ट चट्टानों की एक बहुत बड़ी छिपी बढ़त, जिसका इस्तेमाल नीति की बातचीत ने अभी शुरू ही किया है।
NTPC की शोध शाखा NETRA ग्रेटर नोएडा में ठोस अमीन सॉर्बेंट से छोटे पैमाने पर DAC के प्रयोग कर रही है, और मध्य प्रदेश के विंध्याचल कोयला प्लांट में रोज़ 20 टन क्षमता वाला अमीन-आधारित दहन-बाद कैप्चर पायलट पकड़ी गई CO2 को मेथनॉल में बदलता है। BHEL ने देश में ही बने अवशोषक–स्ट्रिपर कॉलम के लिए इंजीनियरिंग अध्ययन शुरू किए हैं। IIT बॉम्बे DST के राष्ट्रीय कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण (CCUS) मिशन के तहत कई संस्थानों वाले एक समूह की अगुवाई करता है, जो ठोस सॉर्बेंट और बेसाल्ट खनिजीकरण पर काम कर रहा है, और दक्कन ज्वालामुखी प्रांत में ज़मीनी अध्ययन कर रहा है। ONGC ने गुजरात के गंधार क्षेत्र में CO2 से तेल निकासी बढ़ाने का पायलट चलाया है।
भारत की जिस संपत्ति पर सबसे कम बात होती है, वह दक्कन ट्रैप है। दक्कन की बेसाल्ट चट्टानें महाराष्ट्र, गुजरात, मध्य प्रदेश और कर्नाटक में लगभग 500,000 वर्ग किलोमीटर में फैली हैं और कहीं-कहीं 2,000 मीटर गहराई तक जाती हैं। दुनिया भर में CarbFix प्रक्रिया से हुए बेसाल्ट खनिजीकरण में यह दिख चुका है कि डाली गई CO2 दो साल के भीतर ठोस कार्बोनेट में बदल जाती है। भारतीय अनुमान दक्कन की सैद्धांतिक खनिजीकरण क्षमता 100 अरब टन CO2 से ऊपर रखते हैं — यानी भारत के आज के उत्सर्जन के दो सदी से ज़्यादा के बराबर। यह व्यापारिक शक्ल लेगा या नहीं, यह नीति पर निर्भर है, चट्टानों पर नहीं।
कार्बन का भंडारण — CO2 असल में कहाँ जाती है
CO2 पकड़ लेना आधी समस्या है। उसे पक्के तौर पर जमा रखना बाक़ी आधी। IPCC भूगर्भीय भंडारण की चार बड़ी श्रेणियाँ और उपयोग के कई रास्ते मानता है।
| भंडारण का विकल्प | तरीक़ा | टिकाऊपन | दुनिया की क्षमता (Gt) | भारत की संभावना |
|---|---|---|---|---|
| गहरे खारे जलभृत | घुलना + बनावट में फँसना | 1,000+ साल (संभावित) | 5,000–25,000 | ~290 Gt (CGS अनुमान) |
| ख़ाली हुए तेल & गैस क्षेत्र | भरोसेमंद ढक्कन के नीचे दोबारा डालना | 1,000+ साल | 675–900 | ~7 Gt (ONGC अनुमान) |
| बेसाल्ट खनिजीकरण | प्रतिक्रिया से कार्बोनेट चट्टान बनना | पक्का (भूगर्भीय) | 100,000+ सैद्धांतिक | ~100 Gt (दक्कन ट्रैप) |
| खोदे न जा सकने वाले कोयला स्तर | कोयले की सतह पर अधिशोषण | बदलता रहता है | 3–200 | भारतीय कोयला क्षेत्रों पर अध्ययन चल रहा |
| CO2-EOR (उपयोग) | पुराने तेल भंडारों में दबाव डालना | साथ में मिलने वाला भंडारण | सीमित | ONGC गंधार पायलट |
| कंक्रीट खनिजीकरण | CO2 को सीमेंट से मिलाना | पक्का | पैमाने की सीमा | पायलट स्तर |
आइसलैंड का CarbFix प्रोजेक्ट अपने लिए एक पूरा पैराग्राफ़ रखता है, क्योंकि यही एक खनिजीकरण रास्ता है जिसके पास कई साल का चालू आँकड़ा है। CarbFix CO2 को पानी में घोलता है और उस कार्बोनेटेड पानी को 400–800 मीटर गहराई पर बेसाल्ट में डाल देता है। CO2 चट्टान के कैल्शियम, मैग्नीशियम और लोहे से मिलकर कार्बोनेट खनिज बना देती है — वही रसायन जो चूना-पत्थर बनाता है, बस हज़ारों गुना तेज़। समतापी अनुरेखण से पता चला है कि हेलिशेइडी में दो साल के भीतर 95% से ज़्यादा खनिजीकरण हो गया। सिर्फ़ डालने के क़दम की लागत आज क़रीब 25 अमेरिकी डॉलर प्रति टन है, जो सस्ती साफ़ बिजली के साथ जुड़ जाने पर मुक़ाबले में टिकती है।
लागत का गणित और नीति के लीवर
DAC महँगा है। प्लांट चलाने वालों और स्वतंत्र विश्लेषकों के आज के पूरे-लागत अनुमान हटाई गई CO2 पर 400 से 1,000 अमेरिकी डॉलर प्रति टन के बीच हैं। IPCC की छठी आकलन रिपोर्ट और IEA का नेट ज़ीरो रोडमैप 100–200 अमेरिकी डॉलर प्रति टन को वह दहलीज़ मानते हैं जिसके बाद यह तकनीक जलवायु के लिहाज़ से काम की हो जाती है। तीन लीवर लागत नीचे खींच रहे हैं।
पहला, करते-करते सीखना। क्लाइमवर्क्स का दावा है कि ओर्का (2021) से मैमथ (2024) तक लागत क़रीब 50% घटी, और उसका लक्ष्य 2030 तक 300 अमेरिकी डॉलर प्रति टन और 2040 तक 200 डॉलर से नीचे आना है। दूसरा, अमेरिका का 45Q टैक्स क्रेडिट 2022 के Inflation Reduction Act में बढ़ाकर DAC से पकड़ी और भूगर्भीय रूप से जमा की गई CO2 पर 180 डॉलर प्रति टन, तथा उद्योग में इस्तेमाल हुई CO2 पर 130 डॉलर प्रति टन कर दिया गया। इस एक नीति ने दुनिया की DAC कतार को भारी तौर पर अमेरिका की तरफ़ मोड़ दिया। तीसरा, यूरोपीय संघ का कार्बन बॉर्डर एडजस्टमेंट मैकेनिज़्म (CBAM), जो 2023 से बदलाव के दौर में है और 2026 से पूरी तरह लागू हो जाएगा, इस्पात, एल्युमिनियम, सीमेंट, उर्वरक, बिजली और हाइड्रोजन के आयात पर कार्बन की क़ीमत लगाता है — और इससे हर बचाए या हटाए गए टन की छिपी क़ीमत बढ़ जाती है।
स्वैच्छिक कार्बन बाज़ार (voluntary carbon market) यहाँ का अनजाना पत्ता है। भंडारण के साथ आने वाले ऊँची गुणवत्ता के DAC क्रेडिट आज माइक्रोसॉफ़्ट, स्ट्राइप, शॉपिफ़ाई, JPMorgan और फ़्रंटियर गठबंधन के दूसरे सदस्यों को 500–1,500 अमेरिकी डॉलर प्रति टन पर बिकते हैं। असल में ख़रीद के इन समझौतों ने ही हर चालू DAC प्लांट का निर्माण संभव किया है।
सीमाएँ — DAC पूरा जवाब क्यों नहीं हो सकता
तीन अड़चनें DAC को उत्सर्जन घटाने का पूरक बनाती हैं, विकल्प नहीं।
ऊर्जा। ऊष्मागतिकीय दक्षता की सबसे ऊपरी हद पर भी DAC से एक गीगाटन CO2 हटाने के लिए क़रीब 250 TWh साफ़ बिजली चाहिए — यानी 2024 में भारत की कुल बिजली खपत का लगभग 15%। IPCC के मॉडल आगे चलकर जिन 10 गीगाटन प्रति साल की बात करते हैं, उस पैमाने पर पहुँचने में उससे ज़्यादा साफ़ बिजली लगेगी जितनी आज दुनिया का पूरा सौर बेड़ा पैदा करता है।
पानी। तरल घोल वाला DAC पकड़ी गई प्रति टन CO2 पर 1–7 टन पानी खपाता है, और ऊपरी सिरा कोयला बिजली की पानी-खपत के पास पहुँच जाता है। नमी वाले इलाक़ों में ठोस सॉर्बेंट वाला DAC उल्टे पानी पैदा भी कर सकता है, लेकिन सूखे इलाक़ों में (सऊदी अरब का NEOM प्लांट, गुजरात में सोचे जा रहे भारतीय ठिकाने) पानी कहाँ से आएगा, यह हल्की अड़चन नहीं है।
पैमाने की खाई। दुनिया भर की आज की चालू क्षमता 1.5 °C के रास्तों को 2050 तक जितनी चाहिए, उसका क़रीब 0.00001 हिस्सा है। इस खाई को बंद करने के लिए क्षमता को दो दशक तक हर साल लगभग 35% बढ़ना होगा — यानी 2010 के दशक में सौर ऊर्जा जिस रफ़्तार से बढ़ी, उससे भी तेज़।
माल की आवाजाही। 420 ppm वाली आम हवा पर चलने वाले, साल में दस लाख टन क्षमता के DAC प्लांट को सालाना लगभग 2.5 अरब घन मीटर हवा हिलानी पड़ती है — यानी लगातार 80,000 घन मीटर प्रति सेकंड की हवा। पंखे, संपर्क-दीवार और सॉर्बेंट की ज़रूरत क्षमता के साथ सीधी रेखा में बढ़ती है, और यही एक वजह है कि ठोस सॉर्बेंट वाले DAC ने बड़ी-से-बड़ी एक इकाई की जगह कंटेनर में रखी मॉड्यूलर राह चुनी।
नैतिक ख़तरा। चौथी सीमा भौतिक नहीं, राजनीतिक है। जलवायु के नैतिकता-विशेषज्ञ और ख़ुद IPCC की भाषा चेताती है कि बड़े पैमाने पर कार्बन हटाने का एक काल्पनिक विकल्प मौजूद होने से आज उत्सर्जन घटाने की राजनीतिक भूख कमज़ोर पड़ सकती है। IPCC का हर वह रास्ता, जो 2050 में भारी कार्बन हटाने पर टिका है, 2030 में गहरी उत्सर्जन कटौती भी मानकर चलता है — कटौती न हो तो हटाना पीछे से कभी नहीं पकड़ पाएगा।
IPCC के रास्तों और नेट ज़ीरो के ढाँचे में DAC
IPCC की AR6 वर्किंग ग्रुप III रिपोर्ट (2022) दो-टूक थी — तापमान बढ़ोतरी को 1.5 °C तक रोकने वाला हर मॉडल किया गया रास्ता दो चीज़ें साथ माँगता है: गहरी उत्सर्जन कटौती (2030 तक 2019 के स्तर से क़रीब 43% नीचे) और बड़े पैमाने पर कार्बन डाइऑक्साइड हटाना (CDR)। IPCC के परिदृश्यों में CDR में वनरोपण तथा पुनर्वनरोपण, मिट्टी में कार्बन जमा करना, कार्बन कैप्चर तथा भंडारण वाली जैव-ऊर्जा (BECCS), भंडारण वाला DAC (DACCS), समुद्र की क्षारीयता बढ़ाना, और खनिजों का तेज़ अपक्षय आते हैं। 1.5 °C वाले परिदृश्यों में 2050 तक CDR का माध्यक अनुमान क़रीब 5–10 गीगाटन CO2 प्रति साल है, जिसमें इंजीनियरिंग से होने वाले हटाव (DACCS + BECCS) का हिस्सा 1–8 गीगाटन है।
यह ढाँचा भारत के लिए मायने रखता है, क्योंकि पेरिस समझौते का अनुच्छेद 6 अंतरराष्ट्रीय कार्बन बाज़ारों के नियम तय करता है। अनुच्छेद 6.2 दो देशों के बीच अंतरराष्ट्रीय रूप से हस्तांतरित शमन परिणामों (ITMO) के व्यापार की इजाज़त देता है, और अनुच्छेद 6.4 UN की निगरानी वाला एक केंद्रीय तंत्र बनाता है। भारत ने अगस्त 2022 में अपना अद्यतन NDC सौंपा, जिसमें 2030 तक उत्सर्जन-तीव्रता में 45% कटौती का लक्ष्य है, और COP27 में दाख़िल दीर्घकालिक निम्न-कार्बन विकास रणनीति कार्बन हटाने को इस औज़ार-पेटी का हिस्सा मानती है। इंजीनियरिंग वाला DAC भारत के NDC में गिना जाएगा या नहीं, यह इस पर निर्भर है कि अनुच्छेद 6.4 पर्यवेक्षी निकाय 2026–27 में कौन-सी पद्धतियाँ पक्की करता है।
DAC की तुलना कार्बन हटाने के दूसरे रास्तों से
| तरीक़ा | लागत (USD/टन CO2) | टिकाऊपन | ज़मीन की ज़रूरत | पैमाना बढ़ाने की गुंजाइश | साथ में मिलने वाले फ़ायदे |
|---|---|---|---|---|---|
| वनरोपण/पुनर्वनरोपण | 5–50 | दशकों तक (पलट सकता है) | बहुत ज़्यादा | 0.5–3 Gt/साल | जैव विविधता, मिट्टी, रोज़ी-रोटी |
| मिट्टी में कार्बन जमा करना | 0–100 | दशकों तक (पलट सकता है) | मौजूदा खेत | 2–5 Gt/साल | मिट्टी की उपजाऊ ताक़त, पैदावार |
| बायोचार | 30–120 | सदियों तक | मध्यम | 0.3–2 Gt/साल | मिट्टी सुधार |
| BECCS | 100–200 | जमा कर दिया जाए तो पक्का | बहुत ज़्यादा (खेती की ज़मीन) | 0.5–5 Gt/साल | बिजली, जैव ईंधन |
| DACCS | 400–1,000 (आज) | जमा कर दिया जाए तो पक्का | कम | इंजीनियरिंग की सीमा | कोई नहीं |
| तेज़ अपक्षय | 50–200 | पक्का | खेती की ज़मीन | 2–4 Gt/साल | मिट्टी का pH, सूक्ष्म पोषक |
| समुद्र की क्षारीयता बढ़ाना | 40–260 | सदियों से पक्के तक | समुद्र | 1–15 Gt/साल (सैद्धांतिक) | समुद्र का अम्लीकरण घटना |
इस तालिका का ईमानदार पाठ यह है कि प्रति टन के हिसाब से DAC सबसे महँगा विकल्प है, लेकिन ज़मीन के लिहाज़ से सबसे हल्का, नापने के लिहाज़ से सबसे साफ़, और अकेला ऐसा जिसका नतीजा (गाढ़ी CO2 की एक धारा) ग्राम तक गिना जा सकता है। प्रकृति पर टिके हल सस्ते हैं और साथ में फ़ायदे भी देते हैं, लेकिन वे पलट सकते हैं (जंगल में आग लगे तो जमा कार्बन छूट जाता है) और उनका नाप अनिश्चित रहता है। 2050 का कोई गंभीर कार्बन-हटाओ पोर्टफ़ोलियो इन सबको साथ रखेगा।
भाग दो — एक्टिवेटेड कार्बन
DAC के सॉर्बेंट के पीछे जो साइंस है — गढ़ी हुई सतहों पर चुनकर अधिशोषण — वही साइंस सौ साल से ज़्यादा समय से हवा और पानी की सफ़ाई के पीछे भी है। एक्टिवेटेड कार्बन आज की दुनिया का मेहनती अधिशोषक है, जो गैस मास्क से लेकर इंसुलिन बनाने तक हर जगह इस्तेमाल होता है — और इसकी भौतिकी ही UPSC 2025 के प्रश्न 10 में जाँची गई थी।
एक्टिवेटेड कार्बन क्या है
एक्टिवेटेड कार्बन कार्बन का वह रूप है जिसे इस तरह तैयार किया जाता है कि उसके भीतर बहुत सूक्ष्म छिद्रों के घने जाल से बना ग़ज़ब का बड़ा सतह क्षेत्र बन जाए। बाज़ार में मिलने वाली किस्में प्रति ग्राम 500–1,500 वर्ग मीटर का BET सतह क्षेत्र देती हैं, और ऊँचे दर्जे की किस्में (KOH से एक्टिवेट किया नारियल-खोल कार्बन, कुछ MOF से बने कार्बन) प्रति ग्राम 3,000 वर्ग मीटर तक पहुँचती हैं। याद रखने वाली तस्वीर यह है — ऊँचे दर्जे के एक्टिवेटेड कार्बन की एक चम्मच के भीतर लगभग एक फ़ुटबॉल मैदान जितना सतह क्षेत्र होता है।
काम यही सतह करती है। अधिशोषण सतह पर होने वाली घटना है, और किसी भी अधिशोषक की रफ़्तार तथा क्षमता सीधे उस सतह क्षेत्र के हिसाब से बढ़ती है जहाँ तक पहुँचा जा सके। छिद्रों के आकार का बँटवारा यह तय करता है कि कौन-कौन से अणु उस सतह तक पहुँच पाएँगे।
| छिद्र वर्ग (IUPAC) | चौड़ाई | क्या पकड़ता है | तरीक़ा |
|---|---|---|---|
| माइक्रोपोर | < 2 nm | छोटी गैसें (CO2, VOC, क्लोरीन) | छिद्र भरना, तेज़ अधिशोषण |
| मेसोपोर | 2–50 nm | बड़े कार्बनिक अणु (रंग, कीटनाशक, ह्यूमिक अम्ल) | कई परतों में अधिशोषण + केशिका संघनन |
| मैक्रोपोर | > 50 nm | आने-जाने के रास्ते (अधिशोषण की जगह नहीं) | भीतर तक पहुँचने का विसरण रास्ता |
नारियल-खोल से बना कार्बन भारी तौर पर माइक्रोपोर वाला होता है, और इसीलिए गैस वाले तथा पानी को आख़िरी चमक देने वाले कामों पर उसका क़ब्ज़ा है। लकड़ी से बने और रासायनिक तरीक़े से एक्टिवेट किए कार्बन में मेसोपोर ज़्यादा होते हैं, और वे रंग हटाने, चीनी की सफ़ाई तथा डाई हटाने के काम में आगे रहते हैं।
बनाने का तरीक़ा — भौतिक बनाम रासायनिक एक्टिवेशन
बनाने का रास्ता आख़िरी छिद्र-बनावट, कठोरता और राख की मात्रा तय करता है।
भौतिक एक्टिवेशन दो क़दमों वाली प्रक्रिया है। कार्बन वाले कच्चे माल (नारियल का खोल, सख़्त लकड़ी, लिग्नाइट, बिटुमिनस कोयला, पीट) को पहले ऑक्सीजन के बिना 600–900 °C पर पायरोलिसिस में डाला जाता है, जिससे उड़ने वाले हिस्से निकल जाते हैं और चार बच जाता है। इस चार को फिर भाप या CO2 में 800–1,000 °C पर एक्टिवेट किया जाता है, जिससे कार्बन का कुछ हिस्सा गैस बनकर उड़ता है और छिद्रों का जाल खुल जाता है। ये प्रतिक्रियाएँ ऊष्माशोषी और धीमी होती हैं, लेकिन उत्पाद साफ़, कम राख वाला और भारी तौर पर माइक्रोपोर वाला रहता है। नारियल-खोल के एक्टिवेटेड कार्बन का यही आम रास्ता है, और केरल तथा तमिलनाडु के भारतीय प्लांट यही अपनाते हैं।
रासायनिक एक्टिवेशन में कच्चे माल पर पहले पानी खींचने वाला रसायन चढ़ाया जाता है — ज़िंक क्लोराइड (ZnCl2), फ़ॉस्फ़ोरिक अम्ल (H3PO4), या पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) — और फिर 450–700 °C पर एक ही क़दम में गर्म किया जाता है। यह रसायन पानी हटाने और सुगंधीकरण को बढ़ाता है, जिससे ज़्यादा मेसोपोर वाले और अक्सर ज़्यादा BET सतह क्षेत्र वाले कार्बन बनते हैं। पानी के शोधन के लिए लकड़ी से बने AC पर H3PO4 का दबदबा है; KOH से बहुत ऊँचे सतह क्षेत्र वाले कार्बन बनते हैं, जो कैपेसिटर और गैस भंडारण में जाते हैं। नुक़सान यह है कि बचे हुए रसायन धोकर निकालने पड़ते हैं और उस गंदे पानी का इलाज करना पड़ता है।
अधिशोषण का तरीक़ा — भौतिक अधिशोषण बनाम रासायनिक अधिशोषण
यही UPSC 2025 के प्रश्न 10 का दिल है। प्रश्न में एक्टिवेटेड कार्बन की प्रदूषक हटाने की क्षमता को कथन (I) के रूप में रखा गया और “अधिशोषण भौतिक अधिशोषण की घटना है” को कारण (II) के रूप में, और पूछा गया कि क्या II से I समझाया जा सकता है। मान्य उत्तर (a) है — दोनों सही हैं, और II ही I की सही व्याख्या है।
एक्टिवेटेड कार्बन पर होने वाले काम पर भौतिक अधिशोषण (physisorption) का दबदबा है — यानी वह अधिशोषण जो कार्बन की सतह और अधिशोष्य के बीच के कमज़ोर अंतरा-आणविक बलों (लंडन परिक्षेपण, द्विध्रुव–द्विध्रुव, प्रेरण) से चलता है। इसकी मुख्य ख़ूबियाँ:
| गुण | भौतिक अधिशोषण | रासायनिक अधिशोषण |
|---|---|---|
| बल का प्रकार | वान डर वाल्स (लंडन, द्विध्रुव) | रासायनिक बंध (सहसंयोजक/आयनिक) |
| अधिशोषण की एन्थैल्पी | 20–40 kJ/mol | 80–400 kJ/mol |
| पलटने की गुंजाइश | आसानी से पलट जाता है | अक्सर पलटता नहीं |
| चुनाव | कोई चुनाव नहीं (कोई भी अधिशोषक + कोई भी गैस) | बहुत चुनिंदा (सतह के रसायन से मेल खाने पर) |
| परत बनना | ऊँचे दबाव पर कई परतें | सिर्फ़ एक परत |
| तापमान पर निर्भरता | तापमान बढ़ने पर घटता है | एक इष्टतम बिंदु तक बढ़ता है, फिर घटता है |
| सक्रियण ऊर्जा | नाम भर की | बड़ी (रासायनिक प्रतिक्रिया की रुकावट) |
| उदाहरण | चारकोल पर N2, एक्टिवेटेड कार्बन पर कार्बनिक अणु | निकल पर H2, टंगस्टन पर O2 |
एक्टिवेटेड कार्बन लगभग हर प्रदूषक के लिए काम करने वाला अधिशोषक इसीलिए है कि उसका अधिशोषण चुनाव न करने वाला भौतिक अधिशोषण है — जो कुछ भी छिद्रों में फ़िट हो और जिसमें ज़रा भी ध्रुवणीयता हो, वह चिपक जाता है। रासायनिक अधिशोषण होता तो वह सिर्फ़ उन अणुओं तक सिमट जाता जिनका सतह के रसायन से मेल बैठता है। बदले में यह सौदा है कि भौतिक अधिशोषण पलट सकता है — भरा हुआ एक्टिवेटेड कार्बन गर्म करके या भाप से धोकर दोबारा तैयार किया जा सकता है। और इसी वजह से अमीन (जो रासायनिक अधिशोषक हैं) इस्तेमाल करने वाले DAC सॉर्बेंट को सिर्फ़ भौतिक अधिशोषण वाले कार्बन से ऊँचे तापमान पर दोबारा तैयार करना पड़ता है।
इस्तेमाल — एक्टिवेटेड कार्बन असल में कहाँ अपनी क़ीमत निकालता है
| क्षेत्र | इस्तेमाल | क्या हटाता है | भारत से जुड़ाव |
|---|---|---|---|
| पीने का पानी | दानेदार AC फ़िल्टर | क्लोरीन, स्वाद, गंध, कार्बनिक अणु, ट्राइहैलोमेथेन | जल जीवन मिशन के RO+AC मॉड्यूल |
| औद्योगिक गंदा पानी | चूर्ण AC डालना | फ़ीनॉल, रंग, कीटनाशक, दवा के अवशेष | दवा और कपड़ा क्लस्टरों में CPCB से तय आख़िरी सफ़ाई |
| हवा की सफ़ाई | AC कपड़ा, कनस्तर फ़िल्टर | VOC, SO2, पारे की भाप | औद्योगिक रेस्पिरेटर, इनडोर एयर यूनिट |
| सेना / पहले पहुँचने वाले दस्ते | गैस-मास्क कारतूस | रासायनिक युद्ध एजेंट, धुआँ | OFB, DRDO की सप्लाई लाइन |
| सोने की खनन | CIP/CIL निकासी | लीच घोल से सोना-साइनाइड यौगिक | हट्टी गोल्ड माइंस (कर्नाटक) |
| चीनी की सफ़ाई | रंग हटाना | रंग देने वाले कार्बनिक अणु, राख | भारतीय चीनी मिलें (UP, महाराष्ट्र) |
| खाद्य तेल की सफ़ाई | ब्लीचिंग | रंगद्रव्य, FFA, ऑक्सीकरण के उत्पाद | खाद्य तेल रिफ़ाइनर |
| चिकित्सा | एक्टिवेटेड चारकोल की खुराक | दवा/विष की ओवरडोज़ | आम आपात कक्ष प्रोटोकॉल |
| चिकित्सा | हीमोपरफ़्यूज़न कारतूस | यूरीमिक विष, दवा की ओवरडोज़ | डायलिसिस यूनिट |
| खान-पान & पेय | शराब, जूस को आख़िरी चमक देना | बेस्वाद पड़ना, रंग | पेय उद्योग |
| ऑटोमोबाइल | केबिन एयर फ़िल्टर, ईवैप कनस्तर | VOC, ईंधन की भाप | BS-VI पालन किट |
| ऊर्जा भंडारण | सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोड | (आवेश भंडारण, अधिशोषण नहीं) | भारत में शोध के स्तर पर |
सबसे गहरा इतिहास वाला जुड़ाव गैस मास्क है। अप्रैल 1915 में यप्रे पर जर्मन क्लोरीन हमले के बाद मित्र राष्ट्रों की सेना को दिए गए पहले काम-लायक़ रेस्पिरेटर में नारियल के खोल से बना एक्टिवेटेड चारकोल था — वही कच्चा माल जिस पर आज भारत का दबदबा है। नारियल-खोल कार्बन इसलिए चुना गया कि उसके ज़्यादा माइक्रोपोर और उसकी कठोरता क्लोरीन, फ़ॉसजीन तथा मस्टर्ड एजेंट के सामने सबसे अच्छी टिकती थी। इसी इस्तेमाल ने एक्टिवेटेड कार्बन को औद्योगिक नक़्शे पर लाया।
भारत का एक्टिवेटेड कार्बन उद्योग
नारियल-खोल एक्टिवेटेड कार्बन बनाने और बेचने वाले दुनिया के सबसे बड़े देशों में भारत है। यह उद्योग केरल (कोल्लम, एर्नाकुलम, कोट्टायम ज़िले), तमिलनाडु (पोल्लाची, कोयंबटूर, तिरुपुर) और कर्नाटक में केंद्रित है, और खोल के कच्चे माल के लिए दक्षिण भारत की नारियल पट्टी पर टिका है। बड़े भारतीय उत्पादकों में इंडो जर्मन कार्बन्स (कोच्चि), कल्पका केमिकल्स, एक्टिव चार प्रोडक्ट्स और कार्बन एक्टिवेटेड कॉर्पोरेशन का भारतीय कारोबार शामिल हैं। घरेलू उत्पादन का अनुमान साल में क़रीब 1,00,000 टन है, और इसका बड़ा हिस्सा पानी के शोधन तथा हवा की सफ़ाई के लिए अमेरिका, यूरोपीय संघ, जापान और बढ़ते हुए दक्षिण कोरिया को जाता है।
रणनीतिक कमज़ोरी यह है कि भारत कोयले से बना एक्टिवेटेड कार्बन (जो चिमनी गैस से पारा हटाने और कुछ औद्योगिक कामों में लगता है) चीन तथा श्रीलंका से मंगाता है। मौक़ा यह है कि धान की भूसी, खोई, बाँस और पाम गिरी के खोल से बना AC — ये सारे कच्चे माल भारत के पास भरपूर हैं और CSIR-NEERI तथा IIT की प्रयोगशालाएँ इन पर सक्रिय शोध कर रही हैं।
तीन मोर्चों पर नए काम एक्टिवेटेड कार्बन उद्योग की शक्ल बदल रहे हैं। पहला, दोबारा तैयार करना। 800 °C पर होने वाला आम ऊष्मीय पुनर्जनन हर चक्र में 5–15% कार्बन ख़त्म कर देता है और बहुत बिजली खाता है। 200–400 °C पर भाप से पुनर्जनन, माइक्रोवेव की मदद से पुनर्जनन, और वहीं-पर जैविक पुनर्जनन (जिसमें बायोफ़िल्म कार्बन की सतह पर चिपके कार्बनिक अणुओं को तोड़ देते हैं) — तीनों जीवन बढ़ाते हैं और चलाने की लागत घटाते हैं। दूसरा, मिले-जुले सिस्टम — एक्टिवेटेड कार्बन को झिल्ली छनाई, उन्नत ऑक्सीकरण या UV के साथ जोड़ने से मुश्किल प्रदूषकों के लिए छोटे तृतीयक शोधन सेट बन जाते हैं, जैसे PFAS और दवा के अवशेष के लिए — और ये दोनों भारतीय गंदे पानी में उभरती चिंता हैं। तीसरा, सतह बदलना (functionalisation) — आयरन ऑक्साइड, चाँदी के नैनोकण या अमीन समूह चढ़ाकर एक्टिवेटेड कार्बन को आर्सेनिक हटाने, रोगाणु मारने और CO2 पकड़ने तक ले जाया जाता है, और इससे भाग दो के एक्टिवेटेड कार्बन तथा भाग एक के DAC सॉर्बेंट के बीच की लकीर धुँधली हो जाती है।
एक्टिवेटेड कार्बन की तुलना दूसरे अधिशोषकों से
| अधिशोषक | सतह क्षेत्र (m²/g) | छिद्रों का चरित्र | ताक़त | कमज़ोरी | आम इस्तेमाल |
|---|---|---|---|---|---|
| एक्टिवेटेड कार्बन | 500–3,000 | माइक्रो + मेसो | हर जगह काम आता, सस्ता, दोबारा तैयार होने वाला | 400 °C से ऊपर जल जाता; छोटे ध्रुवीय अणुओं पर कमज़ोर | पानी, हवा, सोना, दवा |
| ज़ियोलाइट (संश्लेषित) | 300–800 | क्रिस्टलीय माइक्रोपोर | अणु छानना, बहुत चुनिंदा, गर्मी में टिकाऊ | महँगा, नमी से बेअसर हो जाता | पेट्रोरसायन, गैस अलग करना |
| सिलिका जेल | 300–800 | मेसोपोर वाला | पानी की भाप के लिए शानदार | कार्बनिक अणुओं के लिए कम क्षमता | नमी सोखना, सुखाना |
| एक्टिवेटेड एल्युमिना | 200–400 | मेसोपोर वाला | फ़्लोराइड, आर्सेनिक हटाना | कम सतह क्षेत्र | पीने के पानी से फ़्लोराइड हटाना |
| मेटल-ऑर्गैनिक फ़्रेमवर्क | 2,000–7,000 | डिज़ाइन किए माइक्रोपोर | मन-मुताबिक़ ढलने वाला, बहुत ऊँची क्षमता | लागत, नमी में टिकाऊपन | DAC और गैस भंडारण पर R&D |
| बायोचार | 10–400 | बदलता रहता है | साथ में मिट्टी सुधार का फ़ायदा, सस्ता | प्रति ग्राम कम असर | खेती, कम दर्जे का पानी |
ज़ियोलाइट और MOF तकनीकी रूप से बेहतर होने के बाद भी एक्टिवेटेड कार्बन का दबदबा बना हुआ है, और वजह लागत है। दानेदार एक्टिवेटेड कार्बन का एक टन 1,500–3,500 अमेरिकी डॉलर में आता है। संश्लेषित ज़ियोलाइट का एक टन 3,000–10,000 डॉलर। और MOF का एक टन आज 50,000–500,000 डॉलर। जहाँ नियम इजाज़त दें और अधिशोषण की क्षमता काम भर की हो, वहाँ एक्टिवेटेड कार्बन क़ीमत पर जीत जाता है।
भाग तीन — नीति और नेट ज़ीरो का ढाँचा
DAC और एक्टिवेटेड कार्बन, दोनों भारत की बड़ी जलवायु तथा प्रदूषण नीति के भीतर बैठते हैं। मुख्य परीक्षा के उत्तरों में खींचने लायक़ धागे ये हैं:
2070 तक नेट ज़ीरो के लिए गहरी उत्सर्जन कटौती और कार्बन हटाना, दोनों चाहिए। नवंबर 2022 में COP27 में सौंपी गई दीर्घकालिक निम्न-कार्बन विकास रणनीति (LT-LEDS) कार्बन हटाने की औज़ार-पेटी में हरित भारत मिशन के तहत वनरोपण, BECCS और इंजीनियरिंग वाले हटाव, तीनों का नाम लेती है। जलवायु परिवर्तन पर राष्ट्रीय कार्य योजना के 2024 के अद्यतन में मिशनों के ढाँचे के तहत कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण (CCUS) का साफ़ ज़िक्र जुड़ जाता है।
साफ़ बिजली का चक्र। DAC का गणित पूरी तरह सस्ती, भरपूर और शून्य-कार्बन बिजली पर टिका है। भारत की पीएम सूर्य घर मुफ़्त बिजली योजना (1 करोड़ घरों के लिए छत पर सौर, फ़रवरी 2024 में शुरू), MNRE ने 2023 में घोषित बोली-राह के तहत हर साल 50 GW नवीकरणीय क्षमता जोड़ने का लक्ष्य, राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन (4.5 लाख करोड़ का निवेश, 2030 तक 5 MMT हाइड्रोजन), और बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (BESS) के लिए व्यवहार्यता-अंतर मदद योजना (4 GWh भंडारण के लिए 3,760 करोड़ रुपये) — ये सब मिलकर वे हालात बनाते हैं जिनमें 2030 के दशक में भारतीय DAC सोचने लायक़ हो जाता है।
अनुच्छेद 6 और कार्बन बाज़ार। जून 2023 में अधिसूचित भारतीय कार्बन क्रेडिट ट्रेडिंग स्कीम (CCTS) एक घरेलू पालन-बाज़ार खड़ा करती है, जिसकी रीढ़ PAT से आई परफ़ॉर्म-अचीव-ट्रेड व्यवस्था है। इंजीनियरिंग वाले हटाव के लिए अनुच्छेद 6.4 की पद्धतियाँ पक्की हो जाने पर (2026–27 की उम्मीद), भारतीय DAC प्रोजेक्ट सिद्धांत रूप में ITMO जारी कर सकेंगे, जिन्हें स्विट्ज़रलैंड, जापान और सिंगापुर जैसे पहल करने वाले देश ख़रीद सकते हैं — ये देश अपने NDC पूरे करने के लिए अभी से हटाव ख़रीद रहे हैं।
CBAM का असर। यूरोपीय संघ का CBAM, जो अक्टूबर 2023 से बदलाव के दौर में है और 2026 से चालू होगा, भारतीय इस्पात, एल्युमिनियम, सीमेंट, उर्वरक, बिजली और हाइड्रोजन में छिपे कार्बन पर EU ETS की क़ीमत लगाएगा (आज 60–90 यूरो प्रति टन)। जिन निर्यातकों पर यह असर डालेगा (टाटा स्टील, JSW, हिंडाल्को, ACC, अंबुजा, GAIL), उनके लिए सबसे सस्ता रास्ता प्रक्रिया को दोबारा गढ़ना है, लेकिन बची हुई उत्सर्जन के हल के तौर पर DAC और CCS व्यापारिक रूप से मायने रखने लगते हैं।
एक्टिवेटेड कार्बन और स्वच्छ भारत। जलवायु से आगे एक्टिवेटेड कार्बन का घरेलू बोझ पानी की गुणवत्ता वाले कार्यक्रमों में है। जल जीवन मिशन के RO+AC उपयोग-स्थल मॉड्यूल, दवा तथा कपड़ा क्लस्टरों के लिए CPCB के संशोधित बहिःस्राव मानक, जो तृतीयक सफ़ाई अनिवार्य करते हैं, और नमामि गंगे के काम — ये सब एक्टिवेटेड कार्बन पर टिकी इकाइयों पर निर्भर हैं। यहाँ बाज़ार की बढ़त धीमी लेकिन पक्की है और नीति से चलती है।
दुनिया का कार्बन-हटाओ बाज़ार — पैसा कहाँ बह रहा है
ट्रोव रिसर्च और सिल्वेरा के अनुमानों के मुताबिक़ स्वैच्छिक कार्बन-हटाओ बाज़ार में 2024 में लेन-देन का मूल्य क़रीब 1.7 अरब अमेरिकी डॉलर पहुँच गया, और ऊँची गुणवत्ता के क्रेडिट से आई कमाई का बड़ा हिस्सा इंजीनियरिंग वाले हटाव (DACCS, BECCS, बायोचार, खनिजीकरण) से आया। फ़्रंटियर गठबंधन (स्ट्राइप, अल्फ़ाबेट, मेटा, शॉपिफ़ाई, मैकिन्ज़ी सस्टेनेबिलिटी और साथी) ने 2030 तक बाज़ार को आगे बढ़ाने वाली प्रतिबद्धताओं के लिए 1 अरब अमेरिकी डॉलर देने का वादा किया है। अकेले माइक्रोसॉफ़्ट ने 2024 में DACCS, BECCS, बायोचार और पुनर्वनरोपण के 80 लाख टन से ज़्यादा हटाव क्रेडिट ख़रीदने के अनुबंध किए। JPMorgan, BCG और क्लार्ना फ़ाउंडेशन — सबने कई साल वाले DAC ख़रीद समझौते किए हैं।
भारत के लिए काम का संकेत यह है कि पक्के, नापे जा सकने वाले और ऊँची गुणवत्ता के हटाव के लिए अंतरराष्ट्रीय माँग आज 200–1,500 अमेरिकी डॉलर प्रति टन देने को तैयार है। अगर भारतीय प्रोजेक्ट अनुच्छेद 6 के मुताबिक़ पद्धतियाँ दिखा सकें और पक्के खनिजीकरण के लिए दक्कन की बेसाल्ट चट्टानें इस्तेमाल कर सकें, तो घरेलू कार्बन क़ीमतें ख़र्च को जायज़ ठहराने से पहले ही निर्यात का गणित बैठ सकता है।
दुनिया के पैमानों के सामने भारत के कार्बन-हटाओ परिदृश्य की तुलनात्मक तस्वीर खाई और मौक़ा, दोनों एक फ़्रेम में रख देती है।
| पहलू | भारत आज | दुनिया का अगला सिरा | भारत 2035 (संभव) |
|---|---|---|---|
| चालू DAC क्षमता | व्यापारिक शून्य; सिर्फ़ पायलट | ~50,000 टन/साल (आइसलैंड, अमेरिका) | 10,000–100,000 टन/साल (पायलट बढ़ाकर) |
| आँकी गई भंडारण क्षमता | ~290 Gt सैद्धांतिक (CGS) | ~25,000 Gt दुनिया भर में | 10–20 Gt आँकी और मंज़ूर |
| नीति का औज़ार | CCTS 2023 में अधिसूचित; LT-LEDS में CCUS | अमेरिकी 45Q ($180/टन), EU CBAM, ब्रिटेन के CCUS क्लस्टर | अनुच्छेद 6 निर्यात अनुबंध + CCTS हटाव क्रेडिट |
| अगुवा संस्थान | NTPC NETRA, BHEL, ONGC, IIT-B, CSIR-NEERI | क्लाइमवर्क्स, कार्बन इंजीनियरिंग, CarbFix | NTPC/ONGC के व्यापारिक-पैमाने वाले संयुक्त उपक्रम |
| खनिजीकरण वाली चट्टानें | दक्कन बेसाल्ट (कम इस्तेमाल) | हेलिशेइडी बेसाल्ट (CarbFix से साबित) | दक्कन में >10,000 टन/साल का पायलट |
अभ्यास MCQ — UPSC पैटर्न
प्रश्न 1. डायरेक्ट एयर कैप्चर (DAC) के बारे में नीचे दिए कथनों पर विचार कीजिए:
1. DAC कार्बन डाइऑक्साइड को गाढ़ी औद्योगिक चिमनी गैस से पकड़ता है।
2. आइसलैंड का क्लाइमवर्क्स मैमथ प्लांट दुनिया का सबसे बड़ा चालू DAC संयंत्र है।
3. पकड़ी गई CO2 को बेसाल्ट चट्टान में खनिजीकरण से पक्के तौर पर जमा किया जा सकता है।
ऊपर दिए कथनों में से कौन-से सही हैं?
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 2 और 3
(c) केवल 1 और 3
(d) 1, 2 और 3
उत्तर: (b)। DAC CO2 को आम हवा से पकड़ता है, गाढ़ी चिमनी गैस से नहीं — वह स्रोत पर कैप्चर है।
प्रश्न 2. एक्टिवेटेड कार्बन के संदर्भ में नीचे दिए कथनों पर विचार कीजिए:
1. एक्टिवेटेड कार्बन का BET सतह क्षेत्र आम तौर पर प्रति ग्राम 500 से 3,000 वर्ग मीटर के बीच होता है।
2. एक्टिवेटेड कार्बन पर अधिशोषण मुख्य रूप से रासायनिक अधिशोषण की प्रक्रिया है।
3. नारियल-खोल एक्टिवेटेड कार्बन में माइक्रोपोर ज़्यादा होते हैं।
ऊपर दिए में से कौन-से सही हैं?
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 2 और 3
(c) केवल 1 और 3
(d) तीनों
उत्तर: (c)। एक्टिवेटेड कार्बन पर अधिशोषण मुख्य रूप से भौतिक अधिशोषण (वान डर वाल्स) है।
प्रश्न 3. कथन (A): स्रोत पर होने वाले कार्बन कैप्चर के मुक़ाबले डायरेक्ट एयर कैप्चर ज़्यादा ऊर्जा खाता है।
कारण (R): आम हवा में CO2 की मात्रा (क़रीब 420 ppm) जीवाश्म-ईंधन बिजलीघरों की चिमनी गैस से कहीं कम होती है।
(a) A और R दोनों सही हैं और R, A की सही व्याख्या है
(b) A और R दोनों सही हैं लेकिन R, A की सही व्याख्या नहीं है
(c) A सही है लेकिन R ग़लत है
(d) A ग़लत है लेकिन R सही है
उत्तर: (a)।
प्रश्न 4. CO2 पकड़ने के बाद उसे जमा करने के मान्य रास्ते इनमें से कौन-से हैं?
1. गहरे खारे जलभृत
2. ख़ाली हुए तेल और गैस भंडार
3. बेसाल्ट संरचनाओं में खनिजीकरण
4. कंक्रीट का जमना और खनिजीकरण
सही उत्तर चुनिए:
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 1, 2 और 3
(c) केवल 2, 3 और 4
(d) 1, 2, 3 और 4
उत्तर: (d)।
प्रश्न 5. जलवायु तकनीक के संदर्भ में अक्सर चर्चा में आने वाला CarbFix प्रोजेक्ट किससे जुड़ा है:
(a) शैवाल से जैव ईंधन बनाना
(b) बेसाल्ट संरचनाओं में CO2 का कार्बोनेट चट्टान में खनिजीकरण
(c) कार्बन कैप्चर तथा भंडारण वाली जैव-ऊर्जा
(d) तैरते सौर बिजली संयंत्र
उत्तर: (b)।
प्रश्न 6. अधिशोषकों और उनके आम इस्तेमाल के बारे में नीचे दिए जोड़ों पर विचार कीजिए:
1. एक्टिवेटेड एल्युमिना — पीने के पानी से फ़्लोराइड हटाना
2. ज़ियोलाइट — पेट्रोरसायन में अणु छानना
3. सिलिका जेल — नमी सोखना
4. एक्टिवेटेड कार्बन — पानी से क्लोरीन और स्वाद हटाना
ऊपर दिए जोड़ों में से कितने सही मिलाए गए हैं?
(a) केवल दो
(b) केवल तीन
(c) सभी चार
(d) केवल एक
उत्तर: (c)।
प्रश्न 7. भारत के कार्बन कैप्चर परिदृश्य के बारे में इनमें से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?
1. NTPC ने अपनी NETRA शोध शाखा में DAC पायलट पर काम किया है।
2. दक्कन बेसाल्ट प्रांत खनिजीकरण पर टिके CO2 भंडारण के लिए बड़ी संभावना रखता है।
3. भारत में व्यापारिक पैमाने के कई DAC प्लांट चल रहे हैं।
(a) केवल 1 और 2
(b) केवल 2 और 3
(c) केवल 1
(d) 1, 2 और 3
उत्तर: (a)। भारत में व्यापारिक पैमाने का कोई DAC प्लांट अभी नहीं है।
मुख्य परीक्षा में इस नोट का इस्तेमाल कैसे करें
GS पेपर-III (पर्यावरण तथा विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी) और निबंध के लिए काम का फ़्रेम यह है कि DAC और एक्टिवेटेड कार्बन को एक ही सिलसिले के दो सिरे मानिए — एक बहुत पुराना (चारकोल के पानी-फ़िल्टर रोमन नहरों से भी पहले के हैं), दूसरा अभी बन ही रहा, लेकिन दोनों उसी सतह-अधिशोषण की भौतिकी पर खड़े। मुख्य परीक्षा में नंबर लाने वाला तर्कशील क़दम यह मानना है कि DAC उत्सर्जन घटाने का विकल्प नहीं है — यह मुश्किल-से-सुधरने वाले क्षेत्रों में बची हुई उत्सर्जन के लिए बीमे की परत है, और वातावरण में पहले से जमा पुरानी CO2 से निपटने का रास्ता। और भारत-विशेष क़दम यह है कि दक्कन की बेसाल्ट चट्टानों, नारियल-खोल उद्योग और हरित हाइड्रोजन मिशन को एक ही औद्योगिक कहानी में जोड़ दिया जाए — भारत पानी और हवा के लिए दुनिया का पसंदीदा अधिशोषक पहले से निर्यात करता है; अगला क़दम कार्बन के लिए अधिशोषक और भंडारण की चट्टानें, दोनों निर्यात करना है।