नवीकरणीय ऊर्जा से भरपूर ग्रिड को स्थिर करने के लिए चीन ने 182 मीटर ऊंचा पंप्ड-स्टोरेज बांध शुरू किया

बदलते ग्रिड के लिए एक नई तरह की जलविद्युत

चीन ने स्टेट ग्रिड शिनयुआन जियांग्सू जुरोंग पंप्ड-स्टोरेज पावर स्टेशन शुरू किया है। इसका 182.3 मीटर ऊंचा बांध अब दुनिया का सबसे ऊंचा पंप्ड-स्टोरेज बांध है। इस संयंत्र में 17.07 मिलियन घन मीटर पानी, यानी लगभग 17 अरब लीटर, जमा किया जा सकता है और इसकी स्थापित क्षमता 1.35 मिलियन किलोवाट है। पूरी तरह वाणिज्यिक संचालन शुरू होने पर, बिजली उत्पादन चक्रों के दौरान इससे हर साल करीब 1.35 अरब किलोवाट घंटे बिजली पैदा होने की उम्मीद है। यह परियोजना ऐसे समय शुरू हुई है जब पूर्वी चीन में बिजली की मांग नए रिकॉर्ड बना रही है और देश पवन तथा सौर ऊर्जा की बड़ी क्षमता जोड़ रहा है।

नदी के निरंतर प्रवाह पर निर्भर पारंपरिक बांधों से अलग, पंप्ड-स्टोरेज संयंत्र एक विशाल जल-बैटरी की तरह काम करता है। यह पानी को ऊपरी और निचले जलाशय के बीच ले जाता है: ग्रिड में अतिरिक्त बिजली होने पर पानी को पंप करके ऊपर पहुंचाया जाता है और मांग चरम पर होने पर उसे टरबाइनों से गुजारकर छोड़ा जाता है। यह दोतरफा संचालन सूरज और हवा से मिलने वाली अनियमित ऊर्जा को जरूरत के समय उपलब्ध भरोसेमंद बिजली में बदल देता है। जियांग्सू जैसे घनी आबादी वाले शहरी और औद्योगिक केंद्रों के लिए यह सेवा जरूरी है।

नया स्टेशन यांग्त्से नदी डेल्टा से ज्यादा दूर नहीं, बिजली की मांग वाले केंद्रों के पास बनाया गया है और इसे तेजी से प्रतिक्रिया देने के लिए तैयार किया गया है। आपूर्ति या मांग में अचानक बदलाव से निपटने के लिए संचालक कुछ ही मिनटों में उत्पादन बढ़ा सकते हैं। इंजीनियरों ने बांध के ढांचे में रिसाव रोकने वाली नई झिल्लियां भी लगाईं और विश्वसनीयता तथा रखरखाव बेहतर करने के लिए बेहद बड़े गोलाकार वाल्व स्थापित किए। यह परियोजना दिखाती है कि चीन नए बिजली उत्पादन के साथ-साथ ग्रिड को स्थिर करने वाली परिसंपत्तियां भी बना रहा है।

पंप्ड स्टोरेज क्या करता है और यह क्यों अहम है

पंप्ड स्टोरेज ग्रिड स्तर पर ऊर्जा भंडारण का सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला तरीका है। जब बिजली अतिरिक्त होती है, आम तौर पर रात में या हवा और धूप वाले घंटों में, तब संयंत्र उसी बिजली से पंप चलाकर पानी को ऊपरी जलाशय तक उठाता है। जब बिजली की जरूरत होती है, तो पानी वापस नीचे बहता है और टरबाइनों से बिजली पैदा होती है। इस प्रक्रिया की चक्र-दक्षता आम तौर पर 70 से 85 प्रतिशत के बीच होती है। यानी इस चक्र में कुछ ऊर्जा नष्ट होती है, लेकिन इसका महत्व अतिरिक्त बिजली के समय से उसे कम उपलब्धता के समय तक पहुंचाने में है।

चीन तेजी से नवीकरणीय ऊर्जा क्षमता को ग्रिड से जोड़ रहा है। इस वृद्धि के कारण संतुलन बनाए रखने वाली सेवाएं जरूरी हो गई हैं। जुरोंग संयंत्र एक ही जगह पर कई क्षमताएं उपलब्ध कराता है। यह शाम को मांग में आने वाली तेजी घटाने के लिए पीक शेविंग, ग्रिड को स्थिर 50 हर्ट्ज पर रखने के लिए आवृत्ति नियमन, वोल्टेज को सहारा देने के लिए फेज नियंत्रण और आपात स्थितियों के लिए त्वरित रिजर्व उपलब्ध कराता है। परियोजना संचालकों के अनुसार, यह स्टेशन दोनों दिशाओं में लगभग 2.7 मिलियन किलोवाट की नियमन क्षमता दे सकता है।

इसका स्थान संयोग से नहीं चुना गया। जियांग्सू में लगातार नौ साल से अधिकतम बिजली भार 100 मिलियन किलोवाट से ऊपर दर्ज किया गया है और इस पिछली गर्मी में ग्रिड का भार 156 मिलियन किलोवाट तक पहुंच गया। इस व्यवस्था के केंद्र में बड़े भंडारण संयंत्र की स्थापना से पीक मांग पूरी करने के लिए कोयला बिजली इकाइयां चालू करने की जरूरत घटती है। इससे उस नवीकरणीय ऊर्जा को ग्रिड में समाहित करना भी आसान होता है, जिसे ग्रिड पूरी तरह नहीं ले पाता और जो अन्यथा बर्बाद हो जाती है।

182 मीटर की परियोजना के भीतर

जुरोंग स्टेशन 182.3 मीटर ऊंचा है, जो करीब 60 मंजिला इमारत के बराबर है। इसके जलाशयों में 17.07 मिलियन घन मीटर पानी रखा जा सकता है। संयंत्र की स्थापित क्षमता 1.35 मिलियन किलोवाट है और सामान्य उत्पादन वाले साल में पूरी क्षमता से संचालन पर करीब 1.35 अरब किलोवाट घंटे बिजली देने की उम्मीद है। इस स्थल को अक्सर जल-ऊर्जा बैंक कहा जाता है। बिजली भरपूर और सस्ती होने पर यह ऊर्जा जमा करता है और मांग तथा कीमतें बढ़ने पर उसे वापस ग्रिड को देता है।

इंजीनियरों को दूरस्थ घाटियों के बजाय अधिक बिजली मांग वाले मैदानी इलाके में बने पंप्ड-स्टोरेज बांध के लिए महत्वाकांक्षी लक्ष्य पूरे करने थे। रिसाव सीमित करने और भूजल की रक्षा के लिए बांध के ढांचे में नई रिसाव-रोधी जियोमेम्ब्रेन का इस्तेमाल किया गया है। संयंत्र में चीन में लगाए गए कुछ सबसे बड़े बॉल वाल्व भी हैं, जिससे सुरक्षा बेहतर होती है और रखरखाव आसान होता है। इन व्यवस्थाओं से स्टेशन पानी का चक्र अधिक कुशलता से चला सकता है और बंद रहने का समय घटा सकता है।

संयंत्र का हार्डवेयर कहानी का केवल एक हिस्सा है। डिस्पैच केंद्र को तेज शुरुआत और बंदी के साथ-साथ पंपिंग और बिजली उत्पादन के बीच बार-बार मोड बदलने का प्रबंधन करना होता है। इसके लिए मजबूत डिजिटल नियंत्रण, पानी के स्तर की सटीक निगरानी और क्षेत्रीय ग्रिड संचालक के साथ तालमेल जरूरी है। ऊपरी जलाशय में पानी का स्तर रोज ऊपर-नीचे होता है, इसलिए कर्मचारियों ने किनारों को मजबूत किया और कटाव सीमित करने तथा आसपास के समुदायों की रक्षा के लिए संचालन नियम बनाए।

चीन के व्यापक जलविद्युत विस्तार में इसकी भूमिका

चीन के जलविद्युत पोर्टफोलियो में देश के दक्षिण-पश्चिम की नदियों पर बने विशाल संयंत्रों के साथ-साथ मांग केंद्रों के पास तेजी से बढ़ता पंप्ड-स्टोरेज नेटवर्क भी शामिल है। जिन्शा नदी पर बैहेतान जलविद्युत स्टेशन में 289 मीटर ऊंचे आर्च बांध के पीछे 16 गीगावाट क्षमता है। थ्री गॉर्जेस के बाद यह दुनिया की दूसरी सबसे बड़ी जलविद्युत परियोजना है। बैहेतान और वुडोंगदे जैसी परियोजनाएं लंबी नदी प्रणालियों के साथ कम-कार्बन बिजली और बाढ़ नियंत्रण की सुविधाएं देती हैं।

पंप्ड स्टोरेज की भूमिका अलग, लेकिन पूरक है। यह नदी के प्रवाह से नई प्राथमिक ऊर्जा पैदा नहीं करता। यह घंटों और दिनों के बीच ऊर्जा का समय बदलता है और लंबी दूरी की अल्ट्रा-हाई-वोल्टेज बिजली लाइनों को अधिक सुचारु रूप से चलाने में मदद करता है। जब दक्षिण-पश्चिम की जलविद्युत परियोजनाएं या उत्तर के पवन फार्म पूर्व की ओर बिजली भेजते हैं, तो तट के पास के पंप्ड-स्टोरेज संयंत्र अतिरिक्त बिजली को जमा करते हैं और मांग चरम पर होने के दौरान ऊर्जा जारी करते हैं। इससे नवीकरणीय ऊर्जा की बर्बादी घटती है और शहरों में महंगे पीकिंग बिजली संयंत्रों की जरूरत कम होती है।

मौजूदा योजना अवधि में चीन ने पंप्ड-स्टोरेज क्षमता तेजी से बढ़ाई है। 14वीं पंचवर्षीय योजना की शुरुआत से अब तक 44.53 मिलियन किलोवाट से अधिक पंप्ड-स्टोरेज क्षमता ग्रिड में जोड़ी गई है। राष्ट्रीय जलवायु लक्ष्यों के तहत 2030 से पहले कार्बन उत्सर्जन को चरम पर पहुंचाना और 2060 तक कार्बन तटस्थता हासिल करना शामिल है। भंडारण, विश्वसनीयता से समझौता किए बिना नवीकरणीय ऊर्जा की अधिक हिस्सेदारी को संभव बनाता है और पंप्ड स्टोरेज इस प्रयास की रीढ़ बना हुआ है।

इंजीनियरिंग उपलब्धियां और पर्यावरणीय समझौते

तकनीकी प्रगति ने पंप्ड-स्टोरेज स्टेशन के लिए इतनी ऊंचाई वाला बांध बनाना संभव किया। रिसाव-रोधी परत बांध के ढांचे की रक्षा करती है और पानी का नुकसान सीमित करती है। बड़े आकार के गोलाकार वाल्व ऊंचे जलस्तंभ से बनने वाले भारी दबाव को संभालते हैं और सुरक्षा बढ़ाते हैं। निर्माणकर्ताओं को आसपास के कस्बों पर असर का प्रबंधन करते हुए जटिल भूमिगत काम, पानी लाने वाली सुरंगें और सर्ज चैंबर बनाने पड़े।

पंप्ड स्टोरेज से नदी का प्रवाह रोकने वाले बहुत बड़े बांधों के कुछ पर्यावरणीय दबाव कम हो सकते हैं। ये परियोजनाएं अक्सर नदी के मुख्य प्रवाह से अलग बनाई जाती हैं, इसलिए मुख्य नदी मार्गों में मछलियों के प्रवास को नहीं रोकतीं। इनके जलाशय छोटे होते हैं और ऊंचे भूभाग पर स्थित होते हैं, जिससे लोगों को विस्थापित करने की जरूरत सीमित रह सकती है। हालांकि, पानी के स्तर में रोज होने वाले उतार-चढ़ाव से तटवर्ती वनस्पतियों और वन्यजीवों पर दबाव पड़ सकता है, और निर्माण से पर्यावास प्रभावित होते हैं। कटाव सीमित करने, तलछट नियंत्रित करने और भूजल प्रदूषण से बचने के लिए सावधानीपूर्वक डिजाइन और कड़े संचालन नियम जरूरी हैं।

चीन में जलविद्युत के प्रति दृष्टिकोण, हजारों छोटे संयंत्रों के निर्माण के दौर के बाद, गुणवत्ता नियंत्रण की ओर मुड़ा है। अधिकारियों ने सहायक नदियों पर बने कई छोटे और अक्सर अवैध बांध बंद किए हैं या हटाए हैं। इन बांधों से संवेदनशील प्रजातियों को नुकसान पहुंचा था और वे नई पारिस्थितिक संरक्षण सीमाओं के विपरीत थे। अब बड़ी परियोजनाओं की पर्यावरणीय जांच अधिक सख्त है और जुरोंग जैसी परियोजनाओं में रिसाव रोकने तथा आसपास के जल संसाधनों की रक्षा के लिए तकनीक शामिल की गई है।

क्षेत्रीय प्रभाव और सीमा पार परियोजनाएं

एशिया में जलविद्युत एक कूटनीतिक मुद्दा भी है। यारलुंग त्सांगपो, यानी ब्रह्मपुत्र के ऊपरी हिस्से, पर विशाल परियोजना बनाने की चीन की योजनाओं पर भारत में करीबी निगरानी रखी जा रही है और नीचे की ओर स्थित भारत ने सुरक्षा उपायों की मांग की है। नई दिल्ली के अधिकारियों ने ऐसी परियोजनाओं में पारदर्शिता, आंकड़ों के आदान-प्रदान और परामर्श की जरूरत पर जोर दिया है, जो सीमाओं के पार जल प्रवाह, गाद के स्वरूप या पारिस्थितिकी तंत्र को बदल सकती हैं। पूर्वोत्तर में जल सुरक्षा और बिजली आपूर्ति बेहतर करने के लिए भारत अरुणाचल प्रदेश में अपनी बड़ी जलविद्युत परियोजनाओं पर विचार कर रहा है।

दोनों पक्ष जलवैज्ञानिक आंकड़ों का आदान-प्रदान जल्द फिर शुरू करने और सीमा पार नदियों पर सहयोग के प्रोटोकॉल पर चर्चा कर रहे हैं। क्षेत्र के विशेषज्ञों का कहना है कि हिमालय की किसी भी परियोजना के लिए स्थल-विशिष्ट जोखिम आकलन अहम है, क्योंकि यहां भूकंपीय गतिविधि होती है और पारिस्थितिकी नाजुक है। जुरोंग जैसे पंप्ड-स्टोरेज संयंत्र आम तौर पर नदी के मुख्य प्रवाह से अलग काम करते हैं और सीमा पार जोखिम कम रखते हैं, लेकिन मुख्य नदी मार्गों पर बनने वाले विशाल बांधों के लिए पड़ोसी देशों के बीच अधिक मजबूत संवाद जरूरी है।

दक्षिण एशिया से आगे, बांध निर्माण यूरेशिया में ऊर्जा सुरक्षा रणनीतियों का हिस्सा है। ताजिकिस्तान की रोगुन परियोजना में 335 मीटर ऊंचा बांध प्रस्तावित है। इसने उन अंतरराष्ट्रीय साझेदारों की दिलचस्पी खींची है जो मध्य एशिया को आयातित ईंधन पर निर्भरता से मुक्त करने में मदद देना चाहते हैं। यह गतिविधि एक व्यापक रुझान दिखाती है: देश जहां भौगोलिक स्थिति अनुकूल है, वहां बड़ी नदी जलविद्युत परियोजनाओं के साथ पंप्ड स्टोरेज जैसी भंडारण परिसंपत्तियां जोड़ रहे हैं, ताकि नवीकरणीय ऊर्जा की हिस्सेदारी बढ़ने पर भी ग्रिड स्थिर रहे।

उपभोक्ताओं और उद्योग के लिए इसका क्या मतलब है

जियांग्सू के कारखानों और घरों के लिए भंडारण क्षमता बढ़ने का मतलब है कि मांग के चरम समय में बिजली की किल्लत कम होगी और लू के दौरान ग्रिड पर दबाव घटेगा। पंप्ड स्टोरेज पवन और सौर फार्मों की बिजली में अचानक कटौती से बचने में मदद करता है, ताकि पहले से भुगतान की जा चुकी स्वच्छ ऊर्जा बर्बाद न हो। इससे कोयले से चलने वाले उन पीकिंग संयंत्रों पर निर्भरता भी घटती है, जिन्हें चलाना महंगा है और जो अतिरिक्त प्रदूषण फैलाते हैं।

उत्पादन चक्रों के दौरान इस स्टेशन से हर साल करीब 1.35 अरब किलोवाट घंटे बिजली पैदा होने की उम्मीद है, जो लगभग दस लाख औसत चीनी परिवारों की सालाना बिजली खपत के बराबर है। यह तुलना उपकरणों के पैमाने को दिखाती है, लेकिन पंप्ड स्टोरेज को लचीली बिजली आपूर्ति की परिसंपत्ति के रूप में समझना बेहतर है। पानी पंप करने के दौरान यह बिजली खर्च करता है और उत्पादन के दौरान उसका अधिकांश हिस्सा वापस देता है। इसका महत्व मांग में उछाल आने पर बिजली चालू रखने और संवेदनशील औद्योगिक उपकरणों के लिए वोल्टेज तथा आवृत्ति स्थिर बनाए रखने में है।

चीन का बिजली बाजार विकसित होने के साथ, जुरोंग जैसे संयंत्र सिर्फ किलोवाट घंटे बेचकर ही नहीं, बल्कि त्वरित रिजर्व और आवृत्ति प्रतिक्रिया जैसी सेवाएं देकर भी आय अर्जित करेंगे। परिवहन, हीटिंग और विनिर्माण में विद्युतीकरण बढ़ने के साथ इन सेवाओं का महत्व लगातार बढ़ रहा है। ग्रिड में अधिक भंडारण होने से अतिरिक्त सौर और पवन परियोजनाओं को जोड़ने की लागत घटती है, जिससे समय के साथ उपभोक्ताओं को लाभ होता है।

मुख्य बिंदु

• चीन ने जियांग्सू में 182.3 मीटर ऊंचा पंप्ड-स्टोरेज बांध शुरू किया है, जो दुनिया में अपनी तरह का सबसे ऊंचा बांध है।
• इस संयंत्र में 17.07 मिलियन घन मीटर पानी जमा किया जा सकता है और इसकी स्थापित क्षमता 1.35 मिलियन किलोवाट है।
• उत्पादन चक्रों के दौरान इससे हर साल करीब 1.35 अरब किलोवाट घंटे बिजली पैदा होने की उम्मीद है।
• यह स्टेशन पूर्वी चीन के ग्रिड के लिए पीक शेविंग, आवृत्ति नियमन, फेज नियंत्रण और त्वरित रिजर्व उपलब्ध कराता है।
• इस गर्मी में जियांग्सू का पीक बिजली भार 156 मिलियन किलोवाट तक पहुंचा, जिससे स्थानीय भंडारण क्षमता का महत्व बढ़ गया है।
• मौजूदा पंचवर्षीय योजना की शुरुआत से चीन ने 44.53 मिलियन किलोवाट से अधिक पंप्ड-स्टोरेज क्षमता जोड़ी है।
• पंप्ड स्टोरेज पवन और सौर ऊर्जा के उतार-चढ़ाव को संभालने में मदद करता है और पीक मांग के लिए कोयला इकाइयां चलाने की जरूरत घटाता है।
• इस ऊंचाई पर सुरक्षा और विश्वसनीयता के लक्ष्य पूरे करने के लिए इंजीनियरों ने रिसाव-रोधी परतें और बड़े बॉल वाल्व लगाए।
• चीन कई छोटे, पारिस्थितिकी को नुकसान पहुंचाने वाले बांध हटा रहा है और बड़ी परियोजनाओं की अधिक कड़ी जांच कर रहा है।
• ब्रह्मपुत्र पर सीमा पार जलविद्युत योजनाओं को लेकर चीन और भारत के बीच चर्चा जारी है। इसमें पारदर्शिता और आंकड़ों के आदान-प्रदान की मांग उठी है।