सौर पैनलों के प्रयोग से पर्यावरण पर प्रभाव

क्या सौर पैनल अपनी पर्यावरण के अनुकूल होने पर खरे उतरते हैं? हालाँकि सौर पैनलों के प्रयोग से पर्यावरण पर लाभकारी और हानिकारक दोनों तरह के प्रभाव पड़ते हैं, सौर पैनलों के पर्यावरणीय प्रभावों पर व्यापक चर्चाएं की जाती हैं और उन पर टिप्पणी की जाती है, लेकिन सौर पैनलों के प्रयोग से पर्यावरण पर पड़ने वाले प्रभाव को लेकर कौन से तर्क मान्य हैं?

आइए जानते हैं सौर पैनलों के प्रयोग से सकारात्मक और नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभावों के बारे में।

सौर पैनलों के उपयोग और उत्पादन के नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव

सौर ऊर्जा को स्वच्छ और नवीकरणीय ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत माना जाता है। सौर पैनल सूर्य की रोशनी को बिजली में बदलने का काम करते हैं, जो पर्यावरण के लिए अनेक लाभ प्रदान करते हैं।

हालांकि, सौर पैनलों के उत्पादन के लिए आवश्यक ऊर्जा और संसाधनों, जिसमें जीवाश्म ईंधन और जहरीले रसायनों का उपयोग शामिल है, जो उनके द्वारा प्रदान किए जाने वाले पर्यावरणीय लाभों से अधिक हो सकते हैं, की आलोचना शामिल है।

• 1. ऊर्जा: सौर पैनलों के उत्पादन में ऊर्जा की खपत होती है, जिसमें जीवाश्म ईंधन का भी उपयोग शामिल हो सकता है। कुछ लोगों का तर्क है कि सौर पैनलों द्वारा उत्पादित ऊर्जा, उनके उत्पादन में खपत ऊर्जा से कम होती है।
• 2. संसाधन: सौर पैनलों के उत्पादन में विभिन्न प्रकार के संसाधनों का उपयोग होता है, जैसे कि सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और तांबा। इनमें से कुछ संसाधन सीमित मात्रा में उपलब्ध हैं और इनके खनन से पर्यावरण को नुकसान हो सकता है।
• 3. जहरीले रसायन: सौर पैनलों के उत्पादन में कुछ जहरीले रसायनों का उपयोग होता है, जैसे कि लेड और कैडमियम। इन रसायनों से पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य को खतरा हो सकता है यदि उन्हें ठीक से निपटाया नहीं जाता है।
• 4. भूमि उपयोग: बड़े पैमाने पर सौर ऊर्जा परियोजनाओं के लिए बड़ी मात्रा में भूमि की आवश्यकता होती है। यह भूमि उपयोग अन्य उपयोगों, जैसे कि कृषि या वन्यजीवों के आवास की जगह को कम कर सकता है।
• 5. अपशिष्ट: सौर पैनलों के उत्पादन और उपयोग से अपशिष्ट उत्पन्न होता है, जिसे ठीक से निपटाने की आवश्यकता होती है। क्योंकि अनुचित निपटान से प्रदूषण हो सकता है।
• 6. दक्षता: सौर पैनलों की ऊर्जा दक्षता अभी भी 100% नहीं है, इसका मतलब है कि वे सूर्य की रोशनी का केवल एक हिस्सा बिजली में बदल पाते हैं।
• 7. सौर पैनल रीसाइक्लिंग: दुनिया भर में सौर पैनलों की संख्या तेजी से बढ़ रही है। इसका मतलब है कि आने वाले वर्षों में बड़ी संख्या में सौर पैनलों को बदलने की आवश्यकता होगी। सौर पैनलों में कुछ खतरनाक सामग्री, जैसे कि लेड और कैडमियम होते हैं। यदि इन सामग्रियों को ठीक से निपटाया नहीं जाता है, तो वे पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

आलोचकों का तर्क है कि स्वच्छ ऊर्जा उत्पादन के बावजूद, सौर पैनल खनन, विनिर्माण और परिवहन के लिए पर्याप्त अग्रिम ऊर्जा निवेश की मांग करते हैं। इस प्रक्रिया में खनन क्वार्ट्ज शामिल है, जिसे फिर उच्च-ताप ​​उपचार से गुजरना पड़ता है और कुशल सौर पैनल बनाने के लिए अन्य सामग्रियों के साथ जोड़ा जाता है। गैस और कोयले जैसे पारंपरिक ईंधन से जुड़ी अधिक प्रत्यक्ष निष्कर्षण और उपयोग प्रक्रियाओं की तुलना में यह प्रारंभिक ऊर्जा खपत महत्वपूर्ण है।

इन चिंताओं के बावजूद, सौर ऊर्जा के पर्यावरणीय लाभों, जैसे कार्बन शमन की इसकी क्षमता और प्रमुख कंपनियों द्वारा रासायनिक उपयोग को कम करने के प्रयासों को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है।

यह भी देखें: सौर ऊर्जा हमारा भविष्य कैसे बदल सकती है?

सौर पैनलों के उपयोग और उत्पादन के पक्ष में सकारात्मक तर्क

यह सच है कि सौर पैनलों के उत्पादन में ऊर्जा और संसाधनों का उपयोग होता है। लेकिन यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सौर ऊर्जा एक स्वच्छ और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है, जो जीवाश्म ईंधन पर हमारी निर्भरता को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है।

ऊर्जा और संसाधनों के पक्ष में कुछ तर्क:

• ऊर्जा: सौर पैनलों के उत्पादन में ऊर्जा का उपयोग होता है, यह सच है। लेकिन यह ऊर्जा एक बार इस्तेमाल करने के बाद खत्म नहीं होती है। सौर पैनल 20-30 वर्षों तक ऊर्जा का उत्पादन करते हैं, जो उनके उत्पादन में खर्च ऊर्जा से कई गुना अधिक है। सौर पैनलों के उत्पादन में खर्च ऊर्जा, उनके द्वारा उत्पादित ऊर्जा से 2-3 वर्षों में ही रिकवर हो जाती है।
• संसाधन: सौर पैनलों के उत्पादन में कुछ महत्वपूर्ण संसाधनों का उपयोग होता है, लेकिन उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले 90% से अधिक संसाधनों जैसे कि सिलिकॉन, एल्यूमीनियम और तांबा आदि का पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है।
• रोजगार: सौर ऊर्जा उद्योग तेजी से बढ़ रहा है और यह रोजगार के नए अवसरों का सृजन कर रहा है। और लाखों बेरोजगारों को काम मिल रहा है।
• पर्यावरणीय लाभ: सौर ऊर्जा का उपयोग करने से वायु और जल प्रदूषण कम होता है जो जीवाश्म ईंधन के जलने से होता है। सौर ऊर्जा का उपयोग जलवायु परिवर्तन, वायु प्रदूषण और जल प्रदूषण जैसी गंभीर पर्यावरणीय समस्याओं से निपटने में मदद कर सकता है।
• ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कमी: सौर ऊर्जा जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करती है, जिससे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन कम होता है। 2020 में, सौर ऊर्जा ने वैश्विक स्तर पर 3.6 बिलियन टन CO2 उत्सर्जन को कम करने में योगदान दिया।
• नवीकरणीय ऊर्जा का स्रोत: सौर ऊर्जा एक स्वच्छ और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है जो कभी भी खत्म नहीं होगा।
• ऊर्जा सुरक्षा: सौर ऊर्जा देशों को ऊर्जा सुरक्षा प्रदान करती है और ऊर्जा आयात पर निर्भरता कम करती है।

सौर पैनलों के रसायन, रीसाइक्लिंग और निपटान

सौर पैनलों का जीवनकाल लगभग 25 से 30 वर्ष होता है।¹ समय के साथ-साथ सोलर पैनल कम बिजली बनाते हैं। चूँकि बहुत तेज़ गति से सौर पैनल लगाए जा रहे हैं, कुछ समय बाद हम ऐसे समय के करीब पहुँच जाएंगे जब पैनलों की रीसाइक्लिंग की आवश्यकता होगी। अनुमान है कि 2050 तक हमारे पास 78 मिलियन मीट्रिक टन सौर पैनल कचरा होगा।

मुख्य चुनौती यह है कि इन पैनलों के अंदर क्या है। इनमें चांदी, सिलिकॉन और एल्युमीनियम जैसे मूल्यवान पदार्थ होते हैं, लेकिन सीसा और कैडमियम जैसे खतरनाक पदार्थ भी होते हैं। अच्छी बात यह है कि, हम सौर पैनलों को रीसायकल कर सकते हैं, और ऐसा करने से वे जिन सामग्रियों से बने हैं उनमें से 90% से अधिक को फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है। जितना अधिक लोग सौर पैनल रीसाइक्लिंग के महत्व के बारे में जानेंगे, उतनी ही अधिक संभावना है कि इसका समर्थन करने के लिए नीतियां और प्रणालियां बनाई जाएंगी।

हालाँकि सौर पैनल उतने हानिकारक नहीं है जितना लगता है। मानक सौर मॉड्यूल के सिलिकॉन वेफर्स आमतौर पर इथाइली विनाइल एसीटेट (ईवीए) द्वारा संपुटित होते हैं। यह परत सिलिकॉन वेफर की सुरक्षा करती है। यदि मॉड्यूल का ठीक से निपटान नहीं किया जाता है और विशिष्ट परीक्षण स्थितियों के संपर्क में नहीं लाया जाता है , तो क्या यह संभव है कि कुछ लीचिंग हो सकती है। लेकिन सौर पैनलों को रीसायकल करना अभी तक किफायती, स्केलेबल नहीं है।  

रीसाइक्लिंग के लिए आगे के रास्ते

यह सच है कि बड़े पैमाने पर सौर पैनल रीसाइक्लिंग संयंत्र मौजूद हैं, लेकिन वे उतने प्रचलित नहीं हैं जितना होना चाहिए।

इसके कई कारण है:

• नई तकनीक: सौर पैनल रीसाइक्लिंग एक अपेक्षाकृत नई तकनीक है, और यह अभी भी विकसित हो रही है।
• लागत: सौर पैनलों को रीसायकल करना महंगा हो सकता है, और यह अभी तक पारंपरिक तरीकों (जैसे लैंडफिलिंग) से अधिक किफायती नहीं है।
• अवसंरचना: सौर पैनलों के रीसाइक्लिंग के लिए आवश्यक बुनियादी ढांचा अभी भी विकसित हो रहा है, और यह अभी तक सभी जगह उपलब्ध नहीं है।

हालांकि, इस अंतराल को पाटने के लिए प्रयास किए जा रहे हैं:

• सरकारें सौर पैनलों के रीसाइक्लिंग को प्रोत्साहित करने के लिए नीतियां और प्रोत्साहन विकसित कर रही हैं।
• उद्योग सौर पैनलों के रीसाइक्लिंग के लिए अधिक किफायती और स्केलेबल तरीकों का विकास कर रहा है।

एक वैकल्पिक या अतिरिक्त समाधान रीसाइक्लिंग प्रक्रिया को आसान बनाने के लिए सौर पैनल निर्माताओं पर शुल्क लगाना या निर्माताओं से रीसाइक्लिंग कार्यक्रम लागू करना अनिवार्य करना है।

यह निर्माताओं को सौर पैनलों के जीवनकाल के अंत में उनके लिए जिम्मेदारी लेने के लिए प्रोत्साहित करेगा। इन सभी उपायों को लागू करके, हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि सौर ऊर्जा एक स्थायी और पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा स्रोत हो।

कोई भी ईंधन स्रोत परिपूर्ण नहीं है, प्रत्येक के अपने पर्यावरणीय फायदे और नुकसान हैं।

लेकिन कुछ दूसरों से बेहतर हैं।

सौर पैनल कैसे बनाए जाते हैं और उनकी निर्माण प्रक्रिया का पर्यावरण पर क्या प्रभाव पड़ता है?

सौर पैनलों में कुछ ही मुख्य घटक होते हैं: फ्रेम, सैल, बैकशीट, सुरक्षात्मक फिल्म, कंडक्टर और टेम्पर्ड ग्लास कवर। फ्रेम आमतौर पर एल्यूमीनियम से बना होता है, सैल सिलिकॉन से बने होते हैं, कंडक्टर तांबे के होते हैं और बैकशीट और फिल्म आमतौर पर पॉलीमर या प्लास्टिक-आधारित सामग्री के होते हैं।

सौर पैनल का निर्माण:

• कच्चे माल का खनन: सौर पैनल बनाने के लिए, कच्चे माल जैसे क्वार्ट्ज़, एल्यूमीनियम, और तांबा या चांदी का खनन किया जाता है। इसे तब इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड सिलिकॉन में संसाधित किया जाता है। इस प्रक्रिया में क्वार्ट्ज़ को उच्च तापमान भट्टी में गर्म करना और विभिन्न रसायनों के साथ प्रतिक्रिया देना शामिल है।
• अन्य निर्माण प्रक्रियाएँ: बाहर निकाले गए एल्यूमीनियम फ्रेम बनाने और टेम्पर्ड ग्लास को रोल करने के लिए अन्य निर्माण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। ये सभी प्रक्रियाएं सामान्य रूप से ऊर्जा का बहुत अधिक उपयोग करती हैं।

पर्यावरणीय प्रभाव:

• ऊर्जा खपत: सौर पैनल बनाने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है।
• उत्सर्जन: हालांकि निर्माण प्रक्रिया के दौरान उत्सर्जन अधिक होता है, लेकिन स्थापित हो जाने के बाद, सौर पैनल 25 वर्षों से अधिक समय तक उत्सर्जन-मुक्त ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।
• खनन: खनन प्रक्रिया में पर्यावरण को नुकसान पहुँच सकता है।

प्रासंगिकता:

हालाँकि सौर पैनल के निर्माण में ऊर्जा और संसाधनों का उपयोग होता है, यह केवल कहना पर्याप्त नहीं है कि उनका पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। हमें इसका मूल्यांकन इस बात के आधार पर करना चाहिए कि वे अन्य बिजली स्रोतों की तुलना में कितना बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

सौर पैनलों और अन्य ईंधनों की कार्बन उत्सर्जन तीव्रता

उत्सर्जन की तीव्रता ऊर्जा की प्रति इकाई मूल्यांकन किया गया जीवनकाल (कुल) कार्बन उत्सर्जन है। इसे प्रति किलोवाट-घंटा (gC02e/kWh) के बराबर कार्बन डाइऑक्साइड के ग्राम या प्रति मेगावाट-घंटा (tC02/MWh) के बराबर कार्बन डाइऑक्साइड के टन के बराबर मूल्य द्वारा दिखाया गया है।

उत्सर्जन की तीव्रता जितनी कम होगी, पर्यावरणीय प्रभाव उतना ही बेहतर होगा, क्योंकि उतनी ही मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए कम CO2 उत्सर्जित होती है।

उदाहरण:

मान लीजिए कि दो ऊर्जा स्रोत हैं, A और B.

• A 1 kWh ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए 100 ग्राम CO2 उत्सर्जित करता है।
• B 1 kWh ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए 200 ग्राम CO2 उत्सर्जित करता है।

इस परिदृश्य में, A का उत्सर्जन तीव्रता B की तुलना में कम होगा, जिसका अर्थ है कि A पर्यावरण के लिए बेहतर है।

सौर ऊर्जा से आजीवन कार्बन उत्सर्जन

पिछले कुछ दशकों में, सौर ऊर्जा के उत्सर्जन प्रोफ़ाइल को समझने के लिए सैकड़ों जीवन चक्र मूल्यांकन अध्ययन किए गए हैं।² इन अध्ययनों ने विभिन्न ऊर्जा स्रोतों, जैसे सौर पीवी, सौर तापीय, पवन, परमाणु, प्राकृतिक गैस और कोयले से ऊर्जा उत्पादन के विभिन्न चरणों (अपस्ट्रीम, परिचालन और डाउनस्ट्रीम) का विश्लेषण किया है।

2014 में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग की राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (NREL)³ ने इनमें से 400 अध्ययनों का गहराई से अध्ययन किया। उन्होंने डेटा में विसंगतियों, अपवादों और अन्य परिवर्तनशील कारकों को समझा और संगत डेटा बनाने के लिए तुलना के उद्देश्यों के लिए एक अलग सेट का उपयोग किया।

परिणाम:

• सौर पैनलों के निर्माण में लगभग 60% से 70% ऊर्जा का इस्तेमाल होता है।
• सौर पैनलों के संचालन में तकरीबन 25% ऊर्जा का खर्च होता है।
• सौर पैनलों के निपटान में लगभग 5% से 20% ऊर्जा लगती है।

दूसरी ओर, कोयले से बिजली उत्पादन में:

• लगभग 98% उत्सर्जन परिचालन प्रक्रिया (खनन, परिवहन, दहन आदि) के दौरान होता है।
• केवल 2% उत्सर्जन अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं (जैसे खनन उपकरणों का निर्माण और बिजली संयंत्रों का निर्माण) के दौरान होता है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह अध्ययन 2014 में किया गया था। तब से, सौर पैनल लगभग 50% अधिक कुशल हो गए हैं।

यह स्पष्ट है कि सौर ऊर्जा पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों की तुलना में एक बेहतर विकल्प है। यह एक स्वच्छ, टिकाऊ और कम कार्बन उत्सर्जन वाला ऊर्जा स्रोत है।

NREL की रिसर्च के अनुसार ईंधन के प्रकारों के बीच कितना बड़ा अंतर है, देखें

• सौर पीवी की जीवन चक्र उत्सर्जन तीव्रता लगभग 40 gC02/kWh है।
• कोयले की जीवन चक्र उत्सर्जन तीव्रता लगभग 1,000 gC02/kWh है।

उतनी ही मात्रा में ऊर्जा पैदा करने के लिए कोयला सौर ऊर्जा की तुलना में 25 गुना अधिक कार्बन डाइऑक्साइड पैदा करता है।

निष्कर्ष:

सौर ऊर्जा उत्तम नहीं है, लेकिन एक बेहतर विकल्प है। यह एक स्वच्छ, टिकाऊ और कम कार्बन उत्सर्जन वाला ऊर्जा स्रोत है। यह निश्चित रूप से कुछ नकारात्मक प्रभावों के साथ आता है, लेकिन सकारात्मक प्रभाव निश्चित रूप से अधिक महत्वपूर्ण हैं। हमें सौर ऊर्जा में निवेश करना चाहिए और इसे हमारे ऊर्जा मिश्रण का एक प्रमुख हिस्सा बनाना चाहिए।

संदर्भ:

1. Solar energy and the environment – U.S. Energy Information Administration (EIA) ↩︎
2. LCA of silicon PV panels – Appropedia, the sustainability wiki ↩︎
3. Life Cycle Assessment Harmonization | Energy Analysis | NREL ↩︎