जलवायु परिवर्तन में एक बड़ी चूक है एयर कंडीशनिंग तकनीक

पिछले महीने कैलिफोर्निया में रिकॉर्ड तोड़ गर्मी होने से लाखों एयर कंडीशनर का उपयोग किया गया. जिस कारण राज्य के ग्रिड फेल हो गए और हजारों परिवार अंधेरे में रहने को मजबूर हुए.

एमआईटी टेक्नॉलॉजी रिव्यू, यूएसए: रोलिंग ब्लैकआउट्स ने कैलिफोर्निया में और आगे आने वाली संभावनाओं का एक छोटा संकेत दिया. अंतरराष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी की फ्यूचर ऑफ कूलिंग की रिपोर्ट के अनुसार बढ़ती आबादी, बढ़ती हुई आय, बढ़ता शहरीकरण और गर्मियों में बढ़ता तापमान दुनिया भर में स्थापित होने वाली एसी इकाइयों की संख्या में तीन प्रतिशत की वृद्धि कर सकता है.

दरअसल, एयर कंडीशनिंग जलवायु परिवर्तन की सबसे खराब चुनौतियों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है और यह सबसे कठिन तकनीकी समस्याओं में से एक है. दुनिया जितनी अधिक गर्म होगी, हमें उतनी ही ठंडक की जरूरत होगी. न केवल आराम के लिए बल्कि, दुनिया के बड़े भाग में अपने स्वास्थ्य और अस्तित्व को बनाये रखने के लिए.

एयर कंडीशनर खुद को शहरी तापमान को बढ़ाने के लिए पर्याप्त गर्मी पैदा करते हैं साथ ही अत्यधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैसों का भी रिसाव करता है. यह तो हम सब जानते हैं कि बड़े सुधार के बिना, कूलिंग से ऊर्जा की मांग भी तिगुनी हो जाएगी, जो 2050 तक 6,200 टेरावाट-घंटे, पहुंच जाएगी यानि कि दुनिया की कुल बिजली खपत का लगभग एक चौथाई.

बढ़ती चुनौतियों की भयावहता के बावजूद, इस क्षेत्र में अपेक्षाकृत कम धन प्रवाहित हो रहा है और बाजार में उत्पादों में कुछ उल्लेखनीय प्रगति भी हुई है.

सैन फ्रांसिस्को स्थित ट्रायु के मुख्य कार्यकारी अधिकारी, विंस रोमिन कहते हैं कि, 'तथ्य यह है कि उत्पाद के बड़े पैमाने पर भी विंडो का उपयोग जारी रहता है और दशकों तक उसी के अनुरूप काम करता है. 'मुझे लगता है कि बहुत से लोग यहां कुछ नया करने के लिए उत्साहित हैं, लेकिन फिर केवल वृद्धिशील प्रगति हुई है.'

हाल के दशकों में अन्य ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में लागत और प्रदर्शन में बड़े सुधार हुए हैं जैसे सौर पैनल, बैटरी और इलेक्ट्रिक वाहन आदि सार्वजनिक नीतियों, समर्पित अनुसंधान प्रयासों और स्वच्छ विकल्प के लिए बढ़ती मांग से प्रेरित हैं. ट्रायु, कई स्टार्टअप्स और शोध समूहों में से एक है जो अब कूलिंग के लिए समान प्रगति हासिल करने के विभिन्न तरीकों की कोशिश कर रहा है.

भले ही एसी का वैश्विक स्टॉक अधिक कुशल हो जाए, लेकिन उपयोग में अनुमानित उछाल इतनी ज्यादा है कि वैश्विक बिजली की मांग अभी भी कम हो जाएगी. जो दुनिया के पॉवर सेक्टर की पहले से ही कठिन सफाई के काम को और जटिल करेगा. इसका मतलब है कि राष्ट्रों को मौजूदा बिजली के बुनियादी ढांचे की ही जरूरत नहीं है ब्लकि, उन्हें अब तक मौजूदा सबसे बड़ी प्रणालियों का निर्माण करना है और यह सब कार्बन-मुक्त स्रोतों से करना है.

अरबों नए एयर कंडीशनर

⦁ एयर कंडीशनर का काम घरों, दफ्तरों और कारखानों को भरने वाली गर्म हवा के विशाल संस्करणों को ठंडा करना है और यह ऊर्जा का एक बड़ा कारण है.

⦁ समस्या केवल यह नहीं है कि अधिक एयर कंडीशनर को पावर देने के लिए अधिक बिजली की आवश्यकता होगी ब्लकि, यह भी है कि वे विशेष रूप से उस समय के दौरान राशि को बढ़ाते हैं जब एसी की सबसे ज्यादा आवश्यक होती है. इसका मतलब है कि हमें वर्ष के कुछ दिनों में कुछ घंटों के लिए ही बिजली की मांग को पूरा करने के लिए बिजली प्रणालियों का पुनर्निर्माण करना होगा.

⦁ कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स के शोधकर्ताओं द्वारा 2019 में किए गए एप्लाइड एनर्जी अध्ययन के अनुसार, लॉस एंजिल्स काउंटी में जनसंख्या वृद्धि के साथ संयुक्त तापमान बढ़ने से अधिक गर्मियों के दिनों में बिजली की मांग में उच्च उत्सर्जन परिदृश्य के तहत, 2060 तक 51% वृद्धि हो सकती है.

⦁ लॉस एंजिल्स में ग्रिड ऑपरेटरों को लगभग 6.5 अतिरिक्त गीगावाट की जरूरत है ताकि उसे एक बार में ऑनलाइन लाने में सक्षम हो सके, या धूप भरे एक दिन में लगभग 20 मिलियन 300-वाट सौर पैनलों का त्वरित उत्पादन करना पड़ता है और लॉस एंजिल्स कैलिफोर्निया के 58 काउंटियों में से एक है. दुनिया उन देशों में एसी की मांग में बहुत अधिक वृद्धि देखेगा जहां मध्यम वर्ग तेजी से विस्तार कर रहा है और जहां हीटवेव अधिक सामान्य और गंभीर हो जाएंगे. विशेष रूप से, आईईए परियोजनाएं जो 2050 तक भारत में एक और 1.1 बिलियन इकाइयां स्थापित करेंगी, जिससे देश की पीक बिजली की मांग में एसी की हिस्सेदारी 10% से बढ़कर 45% हो जाएगी.

ग्रिड की सफाई

⦁ एसी उद्योग के बाहर सबसे महत्वपूर्ण सुधार की आवश्यकता है. सौर और पवन जैसे स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों के अधिक से अधिक उपयोग के लिए बिजली के ग्रिड को पूरी तरह से स्थानांतरित करना, ऊर्जा-एयर कंडीशनिंग इकाइयों के लिए ऊर्जा से अप्रत्यक्ष ग्रीनहाउस-गैस उत्सर्जन को लगातार कम करेगा.

⦁ इसके अलावा, तेजी से स्मार्ट ग्रिड विकसित करने से बिजली में मदद मिल सकती है.सिस्टम एसी के पीक-डिमांड स्ट्रेन से निपटता है.ज ब लोग विस्तारित अवधि के लिए रिक्त स्थान छोड़ देते हैं, या जब मांग उपलब्ध पीढ़ी के खिलाफ होती है तो यह सेंसर, नियंत्रण प्रणाली और सॉफ्टवेयर को जोड़ने पर जोर देता है जो बाहरी तापमान में गिरावट के रूप में स्वचालित रूप से उपयोग को कम कर सकते हैं.

⦁ दुनिया वैकल्पिक रेफ्रिजरेंट पर स्विच करके एसी से सीधे उत्सर्जन में कटौती कर सकती है. निर्माताओं ने काफी हद तक हाइड्रोफ्लोरोकार्बन पर भरोसा किया है, जो अत्यधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैसें हैं जो विनिर्माण और मरम्मत के दौरान या एसी के जीवन के अंत में लीक हो सकती हैं. लेकिन मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल में 2016 के संशोधन के तहत, कंपनियों और देशों को कम वार्मिंग प्रभावों वाले विकल्पों में तेजी से बदलाव करना चाहिए, जैसे कि आशाजनक यौगिकों के एक वर्ग के रूप में जाने वाले कुछ हाइड्रोकार्बन जैसे एचएफओ, प्रोपेन और यहां तक ​​कि कार्बन डाइऑक्साइड (जिनमें मौजूदा रेफ्रिजरेंट की तुलना में वार्मिंग प्रभाव कम है).

⦁ एक प्रोजेक्ट ड्रॉडाउन विश्लेषण के उच्च अंत के अनुमान के अनुसार आने वाले दशकों में अल्ट्रानेटिव रेफ्रिजरेंट लगभग 50 बिलियन टन के बराबर कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम कर सकते हैं. (ग्लोबल कार्बन प्रोजेक्ट के अनुसार, दुनिया में पिछले साल कुल 37 बिलियन टन का उत्सर्जन हुआ.)

⦁ शीतलन भवनों के लिए आवश्यक बिजली के भार को कम करने के लिए स्पष्ट तरीके भी हैं, जैसे इन्सुलेशन, सीलिंग एयर लीक, खिड़की के आवरण को स्थापित करना और छतों पर रिफ्लेक्टिंग रंग या सामग्री लगाना. लॉरेंस बर्कले नेशनल लैब के पहले के एक अध्ययन के अनुसार, देश के 80% व्यावसायिक भवनों में एसी 'ठंडी छत' बनाने से 10 टेरावाट घंटे तक वार्षिक ऊर्जा उपयोग में कटौती हो सकती है और $ 700 मिलियन से अधिक की बचत हो सकती है.

'कोल्ड क्रंच' से बचना

दुनिया भर में घरों और इमारतों में सक्रिय एसी की बढ़ती संख्या से बचने के लिए और अधिक ऊर्जा कुशल बनने की जरूरत है, जिसे 'कोल्ड क्रंच' के नाम से जाना जाता है.

उन सुधारों को लाने के लिए सबसे शक्तिशाली उपकरणों में से एक सार्वजनिक नीति है. IEA के अनुसार दुनिया भर में उपयोग किए जाने वाली उपलब्ध तकनीक वास्तव में औसत से दोगुना से अधिक कुशल है और बाजार में उपलब्ध सबसे अक्षम उत्पादों की तुलना में तीन गुना बेहतर है.

समस्या यह है कि अधिकांश लोग और व्यवसाय वैश्विक जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने में मदद करने और अधिक कुशल प्रणालियों के लिए बहुत अधिक भुगतान नहीं करते हैं, लेकिन राष्ट्र यह सुनिश्चित करने में मदद कर सकते हैं कि जनादेश, प्रोत्साहन, या सब्सिडी के साथ, उत्पादित और बेची जा रही इकाइयों में अधिक उच्च दक्षता वाले मॉडल हैं.

हालांकि, एसी ऊर्जा की मांग अभी भी लगभग 70% अधिक है. लेकिन महत्वपूर्ण अतिरिक्त लाभ प्राप्त करने के लिए अधिक मौलिक परिवर्तनों की आवश्यकता हो सकती है.

क्रांतिकारी परिवर्तन

कई स्टार्टअप्स इस प्रकार की चीजों को और आगे बढ़ाने की कोशिश कर रहे हैं.

MIT ऊर्जा के प्रोफेसर मिर्चेया डिनको द्वारा सह-स्थापित ट्रांसएरा, हवा में नमी को एक अलग करने की दक्षता में सुधार करने का प्रयास कर रहा है.

डिनको कहते हैं कि, परिवेशी वायु को ठंडा करने के अलावा, पारंपरिक एसी को इस जल वाष्प से निपटने के लिए भारी मात्रा में ऊर्जा समर्पित करना पड़ता है, जो काफी गर्मी पैदा करता है . वाष्प को एक तरल में परिवर्तित करने और इसे हवा से निकालने के लिए, तापमान को अच्छी तरह से नीचे लाने की आवश्यकता होती है. 'जो अविश्वसनीय रूप से अक्षम है.'

ट्रांसएरा का दृष्टिकोण धातु-कार्बनिक ढांचे के रूप में जाना जाने वाले एक वर्ग पर निर्भर करता है जिसे पानी सहित विशिष्ट यौगिकों को पकड़ने और चिपकाने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है. कंपनी ने एयर कंडीशनिंग सिस्टम के लिए एक लगाव विकसित किया है जो मानक इकाई में जाने से पहले हवा में नमी को कम करने के लिए इन सामग्रियों का उपयोग करता है. उनका अनुमान है कि यह समग्र ऊर्जा दक्षता में 25% से अधिक सुधार कर सकता है.

ट्रांसएरा $ 3 मिलियन ग्लोबल कूलिंग पुरस्कार में एक फाइनलिस्ट है, यह एक प्रतियोगिता है जो जलवायु प्रभावों को कम करने के लिए एयर कंडीशनिंग में प्रगति में तेजी लाने के लिए डिज़ाइन की गई है. कंपनी वर्तमान में चाइनीज होम अप्लायंसेज की दिग्गज कंपनी हायर के साथ साझेदारी में भारत में प्रोटोटाइप का परीक्षण कर रही है.

इस बीच, कैलिफ़ोर्निया के माउंटेन व्यू के स्काईकूल सिस्टम ने अनिवार्य रूप से उच्च-तकनीकी दर्पण विकसित किए हैं, जो विकिरण के शीतलन के रूप में ज्ञात प्राकृतिक घटना का लाभ उठाते हुए गर्मी को अंतरिक्ष के ठंडे विस्तार में डाल सकते हैं.

इस मटेरियल को प्रकाश स्पेक्ट्रम के एक संकीर्ण बैंड में विकिरण का उत्सर्जन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो पानी के अणुओं और अन्य वायुमंडलीय यौगिकों को मिला सकता है जो गर्मी को विकिरण करते हैं.

छतों पर रखे जाने वाले मटेरियल पारंपरिक भवन शीतलन प्रणाली को बदल सकते हैं. कंपनी का अनुमान है कि प्रौद्योगिकी कॉन्फ़िगरेशन और जलवायु के आधार पर संरचनाओं को 10 से 70% तक कूल करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा को कम कर सकती है. स्काईकूल अपने चौथे वाणिज्यिक स्थल पर मटेरियल को स्थापित करने की प्रक्रिया में है.

अच्छी खबर यह है कि कुछ फन्ड्ज़ हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर-कंडीशनिंग में प्रवाहित होने लगे हैं. शोध फर्म सीबी इनसाइट्स ने 2015 में लगभग $ 40 मिलियन के आठ वित्तपोषण सौदों का पता लगाया, लेकिन पिछले साल कुल $ 350 मिलियन का कुल खर्च हुआ. (इसमें ऋण, उद्यम पूंजी निवेश और अधिग्रहण शामिल हैं) इस साल पहले ही लगभग 200 मिलियन डॉलर के 39 सौदे हो चुके हैं.

लेकिन बुरी खबर यह है कि अन्य ऊर्जा और प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में लगने वाले धन का बढ़ा हुआ स्तर दसियों अरबों की तुलना में कम है और आने वाली समस्याओं के पैमाने में कम है.

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