ભારતે સ્વચ્છ ઊર્જાના ક્ષેત્રમાં વધુ એક ઐતિહાસિક સિદ્ધિ પોતાના નામે નોંધાવી છે. પરમાણુ ઊર્જા વિભાગે (DAE) તમિલનાડુના કલપક્કમ સ્થિત ઇન્દિરા ગાંધી સેન્ટર ફોર એટોમિક રિસર્ચ (IGCAR) ખાતે ન્યુક્લિયર રિએક્ટરની ગરમીનો ઉપયોગ કરીને હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન કરતો વિશ્વનો પ્રથમ પ્લાન્ટ સ્થાપ્યો છે. 26 જૂન, 2026ના રોજ તેનું ઉદ્ઘાટન કરવામાં આવ્યું હતું. આ પ્લાન્ટ હાલ ટેક્નોલોજી ડેમોન્સ્ટ્રેશન તરીકે કાર્ય કરશે, પરંતુ ભવિષ્યમાં મોટાપાયે કાર્બન-મુક્ત હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનો માર્ગ મોકળો કરી શકે છે. ખાસ વાત એ છે કે આ ટેક્નોલોજીનો આધાર પણ સંપૂર્ણપણે સ્વદેશી છે. મુંબઈ સ્થિત ભાભા એટોમિક રિસર્ચ સેન્ટરે (BARC) વિકસાવેલી Copper–Chlorine (Cu-Cl) Thermochemical પ્રક્રિયાને IGCARએ સફળતાપૂર્વક ન્યુક્લિયર રિએક્ટર સાથે સંકલિત કરી છે.
આ સમાચાર વાંચ્યા પછી સામાન્ય વાચકના મનમાં સૌથી પહેલો સવાલ થાય કે ન્યુક્લિયર રિએક્ટર તો વીજળી બનાવે છે તો પછી તેમાંથી હાઇડ્રોજન કેવી રીતે બને? આ ટેક્નોલોજી આખરે શું છે અને ભારત માટે આટલી મહત્વપૂર્ણ કેમ માનવામાં આવી રહી છે? આ તમામ પ્રશ્નોના જવાબની હવે ચર્ચા કરીએ.
અત્યાર સુધી હાઇડ્રોજન કેવી રીતે બનતો હતો?
હાઇડ્રોજનને ભવિષ્યનું ઇંધણ માનવામાં આવે છે. સ્ટીલ ઉદ્યોગ, ખાતર ઉત્પાદન, રિફાઇનરી, ભારે પરિવહન અને ભવિષ્યના સ્વચ્છ ઇંધણ આધારિત અર્થતંત્રમાં તેનો ઉપયોગ સતત વધવાનો અંદાજ છે. જોકે આજે વિશ્વમાં બનતો મોટાભાગનો હાઇડ્રોજન કુદરતી ગેસ જેવા જીવાશ્મ ઇંધણમાંથી બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં મોટા પ્રમાણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્સર્જન થાય છે.
બીજી પદ્ધતિ પાણી ઇલેક્ટ્રોલિસિસ છે, જેમાં વીજળીનો ઉપયોગ કરીને પાણીને હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં અલગ કરવામાં આવે છે. જો આ વીજળી સૌર અથવા પવન ઊર્જામાંથી મળે તો તેને ગ્રીન હાઇડ્રોજન કહેવામાં આવે છે. જોકે ઇલેક્ટ્રોલિસિસ માટે ભારે પ્રમાણમાં વીજળીની જરૂર પડે છે અને મોટાપાયે ઉત્પાદન હજુ પણ ખર્ચાળ માનવામાં આવે છે. અહીંથી જ ભારતે એક અલગ માર્ગ પસંદ કર્યો છે.
ન્યુક્લિયર રિએક્ટરની ગરમીથી હાઇડ્રોજન કેવી રીતે બને?
ઘણા લોકો માને છે કે ન્યુક્લિયર રિએક્ટર સીધી વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ હકીકતમાં એવું નથી. પરમાણુ રિએક્ટરમાં યુરેનિયમ અથવા અન્ય ઇંધણના વિખંડનથી સૌથી પહેલાં અત્યંત ઊંચા તાપમાનની ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે. સામાન્ય રીતે આ ગરમીનો ઉપયોગ પાણી ઉકાળીને વરાળ બનાવવા માટે થાય છે અને પછી તે વરાળ ટર્બાઇન ફેરવીને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
ભારતે આ પ્રક્રિયામાં એક નવું પગલું ઉમેર્યું છે. વીજળી બનાવતાં પહેલાં જ મળતી આ ઊંચા તાપમાનની ગરમીનો ઉપયોગ Copper–Chlorine Thermochemical Cycleમાં કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં અનેક રાસાયણિક તબક્કાઓ દ્વારા પાણીમાંથી હાઇડ્રોજન અલગ કરવામાં આવે છે. કારણ કે અહીં જરૂરી ઊર્જાનો મોટો ભાગ સીધો ન્યુક્લિયર ગરમીમાંથી મળે છે, તેથી પરંપરાગત પદ્ધતિની સરખામણીએ વીજળી પરની નિર્ભરતા ઘટે છે અને સમગ્ર પ્રક્રિયા વધુ કાર્યક્ષમ બની શકે છે.
Copper–Chlorine ટેક્નોલોજી શું છે?
Copper–Chlorine અથવા Cu-Cl Thermochemical Cycle એ વિશ્વભરમાં વિકસાવવામાં આવી રહેલી અદ્યતન હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પદ્ધતિઓમાંની એક છે. આ ટેક્નોલોજીની સૌથી મોટી વિશેષતા એ છે કે તે અન્ય ઘણી થર્મોકેમિકલ પદ્ધતિઓ કરતાં પ્રમાણમાં ઓછા તાપમાને કાર્ય કરી શકે છે અને ઊર્જાનો વધુ અસરકારક ઉપયોગ કરે છે.
આ સમગ્ર પ્રક્રિયા ભારતના ભાભા એટોમિક રિસર્ચ સેન્ટરે (BARC) સ્વદેશી રીતે વિકસાવી છે. કલપક્કમ ખાતે સ્થાપવામાં આવેલા પ્લાન્ટમાં આ ટેક્નોલોજીને પ્રથમ વખત Fast Breeder Test Reactorમાંથી (FBTR) મળતી ન્યુક્લિયર ગરમી સાથે સફળતાપૂર્વક જોડવામાં આવી છે. એટલે આ માત્ર એક પ્રયોગશાળા સ્તરની સિદ્ધિ નથી, પરંતુ વાસ્તવિક ન્યુક્લિયર રિએક્ટર સાથે ટેક્નોલોજીનું સફળ સંકલન પણ છે.
Fast Breeder Test Reactor શું છે અને તે કેમ મહત્વનું છે?
આ સમગ્ર પ્રોજેક્ટનો સૌથી મહત્વનો ભાગ છે Fast Breeder Test Reactor (FBTR). કલપક્કમ સ્થિત IGCARમાં આવેલા આ રિએક્ટરને ભારતના ફાસ્ટ બ્રિડર કાર્યક્રમનો પાયો માનવામાં આવે છે. ચાર દાયકાથી પણ વધુ સમયથી આ રિએક્ટર પર ઇંધણ, નવી સામગ્રી, સોડિયમ ટેક્નોલોજી અને અદ્યતન પરમાણુ પ્રણાલીઓ અંગે સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે.
ભારતના ત્રણ-તબક્કાવાળા પરમાણુ ઊર્જા કાર્યક્રમમાં FBTRનું વિશેષ સ્થાન છે. આ જ અનુભવના આધારે 500 મેગાવોટ ક્ષમતાવાળા Prototype Fast Breeder Reactorના (PFBR) વિકાસને પણ ગતિ મળી હતી. હવે આ જ રિએક્ટરમાંથી મળતી ગરમીનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે પણ સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યો છે.
વર્ષોના સંશોધન પછી તૈયાર થયો આ પ્લાન્ટ
આ પ્લાન્ટ કોઈ એક દિવસમાં તૈયાર થયો નથી. BARC અને IGCARના વૈજ્ઞાનિકોએ વર્ષો સુધી સંશોધન, પ્રક્રિયા વિકાસ, એન્જિનિયરિંગ ડિઝાઇન, સાધનોનું નિર્માણ, સ્થાપન, પરીક્ષણ અને અંતે કમિશનિંગનું કામ પૂર્ણ કર્યા બાદ આ પ્લાન્ટ કાર્યરત કર્યો છે.
હાલ આ પ્લાન્ટ ટેક્નોલોજી ડેમોન્સ્ટ્રેટર તરીકે કામ કરશે. એટલે તેનો મુખ્ય હેતુ મોટાપાયે વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન નહીં, પરંતુ ટેક્નોલોજીનું વાસ્તવિક સંચાલન, તેની કાર્યક્ષમતા અને ભવિષ્યમાં તેને વધુ મોટા સ્તરે લઈ જવા માટે જરૂરી અનુભવ મેળવવાનો છે.
ભારત માટે આટલી મોટી સિદ્ધિ કેમ માનવામાં આવે છે?
આ પ્રોજેક્ટનું મહત્વ માત્ર એટલું નથી કે ભારત વિશ્વમાં પ્રથમ બન્યું છે. તેનું સૌથી મોટું મહત્વ એ છે કે પરમાણુ ઊર્જાનો ઉપયોગ હવે માત્ર વીજળી ઉત્પાદન સુધી મર્યાદિત રહ્યો નથી. પ્રથમ વખત ન્યુક્લિયર ગરમીનો ઉપયોગ કરીને સ્વચ્છ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનો વ્યવહારુ માર્ગ દર્શાવવામાં આવ્યો છે.
જો ભવિષ્યમાં આ ટેક્નોલોજી મોટાપાયે સફળ થાય તો સ્ટીલ ઉદ્યોગ, ખાતર ઉત્પાદન, રિફાઇનરી અને ભારે પરિવહન જેવા ક્ષેત્રોમાં કાર્બન ઉત્સર્જન નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે. સાથે જ જીવાશ્મ ઇંધણ પરની નિર્ભરતા પણ ઓછી થઈ શકે છે.
હાઇડ્રોજનને ભવિષ્યનું ઇંધણ માનવામાં આવે છે અને અનેક દેશો તેના ઉત્પાદન માટે નવી ટેક્નોલોજી વિકસાવી રહ્યા છે. આવી સ્થિતિમાં ભારતે ન્યુક્લિયર ગરમી આધારિત હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ક્ષેત્રમાં વિશ્વનું પ્રથમ કાર્યરત ટેક્નોલોજી ડેમોન્સ્ટ્રેશન પ્લાન્ટ સ્થાપીને પોતાને અદ્યતન પરમાણુ ટેક્નોલોજી ધરાવતા દેશોની હરોળમાં વધુ મજબૂત રીતે સ્થાપિત કર્યું છે.
ભારતના ત્રણ-તબક્કાવાળા પરમાણુ કાર્યક્રમને પણ મળશે બળ
પરમાણુ ઊર્જા વિભાગના જણાવ્યા અનુસાર આ સિદ્ધિ ભારતના ત્રણ-તબક્કાવાળા પરમાણુ કાર્યક્રમ માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે. અત્યાર સુધી આ કાર્યક્રમનો મુખ્ય ઉદ્દેશ વીજળી ઉત્પાદન હતો, પરંતુ હવે તે સ્વચ્છ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન જેવા નવા ક્ષેત્રમાં પણ પ્રવેશી રહ્યો છે. આથી ભવિષ્યમાં અદ્યતન ન્યુક્લિયર રિએક્ટરોનો ઉપયોગ વીજળી ઉપરાંત અન્ય ઔદ્યોગિક અને ઊર્જા ક્ષેત્રોમાં પણ થઈ શકે તેવી શક્યતાઓ વધુ મજબૂત બની છે.
ઉદ્ઘાટન પ્રસંગે પરમાણુ ઊર્જા વિભાગના સચિવ અને એટોમિક એનર્જી કમિશનના અધ્યક્ષ ડૉ. અજિત કુમાર મહંતીએ જણાવ્યું હતું કે ન્યુક્લિયર ઊર્જા અને હાઇડ્રોજન જેવી સ્વચ્છ ટેક્નોલોજીનું સંકલન ભારતની ઊર્જા સુરક્ષા, કાર્બન ઉત્સર્જન ઘટાડવાના લક્ષ્યો અને દીર્ઘકાલીન ટકાઉ વિકાસ માટે મહત્વપૂર્ણ સાબિત થશે. IGCARના નિર્દેશક શ્રીકુમાર જી. પિલ્લાઈએ પણ જણાવ્યું કે FBTRમાંથી મળેલા ચાર દાયકાથી વધુના અનુભવના આધારે આ સિદ્ધિ હાંસલ થઈ છે અને તે અદ્યતન પરમાણુ પ્રણાલીઓની ક્ષમતાનું વધુ એક ઉદાહરણ છે.
આ પ્લાન્ટ હાલ ટેક્નોલોજી ડેમોન્સ્ટ્રેશન માટે કાર્યરત છે, પરંતુ જો આગામી વર્ષોમાં આ ટેક્નોલોજીનું વ્યાપારીકરણ સફળ થાય તો ભારત માત્ર સ્વચ્છ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ક્ષેત્રમાં જ નહીં, પરંતુ અદ્યતન પરમાણુ ઊર્જાના નવા ઉપયોગોમાં પણ વિશ્વનું નેતૃત્વ કરી શકે તેવી સંભાવના વધુ મજબૂત બનશે.
