दक्षिण कोरिया के औद्योगिक हीट पंप उसकी परीक्षण मानक-सीमा से आगे बढ़े

600 RT का प्रस्ताव, जबकि बाजार में पहले से 1,000 RT मशीनें

दक्षिण कोरिया का प्रस्तावित राष्ट्रीय जल-स्रोत हीट पंप मानक उन उपकरणों पर लागू होगा जिनकी निर्धारित हीटिंग और कूलिंग क्षमता 2,110 किलोवाट, यानी लगभग 600 रेफ्रिजरेशन टन (RT) तक है। लेकिन कोरिया वर्ल्ड ट्रेड सेंटर पहले ही 1,000 RT श्रेणी का सिस्टम लगा चुका है, जिसे देश का इस क्षमता का पहला जल-स्रोत हीट पंप बताया गया है। कागज निर्माण समेत अन्य उद्योगों में भी 1,000 RT या उससे अधिक क्षमता वाले उपकरण पहुंच रहे हैं।

कोरियाई एजेंसी फॉर टेक्नोलॉजी एंड स्टैंडर्ड्स का यह प्रस्ताव मौजूदा लगभग 150 RT की सीमा को चार गुना बढ़ाएगा। फिर भी यह अब लगाई जा रही मशीनों की क्षमता से काफी नीचे रहेगा। 1,000 RT की इकाई प्रस्तावित 600 RT की अधिकतम सीमा से करीब 67% बड़ी है। इससे मानक के दायरे और खरीद के वास्तविक फैसलों के बीच बड़ा अंतर रह जाता है।

यह अंतर ऐसे समय अहम है जब सरकार अपनी K-GX हरित बदलाव पहल के तहत स्वच्छ औद्योगिक ऊष्मा और बड़ी इमारतों के लिए हीट पंप को बढ़ावा दे रही है। उपकरण, बिजली ढांचे और निर्माण कार्य में निवेश का फैसला करने से पहले खरीदारों को दक्षता और बिजली खपत के तुलनीय आंकड़े चाहिए। इन बड़ी मशीनों के लिए साझा परीक्षण ढांचा न होने पर ऐसे फैसलों की पुष्टि करना मुश्किल हो जाता है।

इस समस्या का इतिहास दर्ज है। अक्टूबर 2020 में शुरू हुए एक शोध कार्यक्रम का लक्ष्य तकनीकी मानकों और प्रमाणन प्रणाली के साथ 500 RT का जल-स्रोत हीट पंप विकसित करना था। सितंबर 2022 में इस कार्यक्रम के बारे में प्रकाशित एक विवरण में 530 किलोवाट, यानी लगभग 150 RT से अधिक क्षमता के लिए प्रदर्शन परीक्षण मानदंडों की कमी को प्रमाणित बड़े उपकरणों के इस्तेमाल में बाधा बताया गया था।

नया प्रस्ताव इस सीमा को काफी आगे ले जाएगा। मुख्य सवाल यह है कि क्या इसकी 600 RT की सीमा ऐसे बाजार की जरूरत पूरी कर सकती है जो पहले के शोध में लक्षित क्षमता से आगे बढ़ चुका है।

क्षमता के आंकड़ों का असल मतलब

रेफ्रिजरेशन टन उपकरण के वजन का नहीं, बल्कि उसकी ऊष्मीय क्षमता का माप है। प्रस्तावित मानक में दिए गए 2,110 किलोवाट और लगभग 600 RT के आंकड़े बताते हैं कि मशीन कितनी हीटिंग या कूलिंग दे सकती है। इसका मतलब यह नहीं कि मशीन 2,110 किलोवाट बिजली खपत करती है।

औद्योगिक खरीदारों के लिए यह फर्क समझना जरूरी है। हीट पंप बिजली का इस्तेमाल ऊष्मा पैदा करने के बजाय उसे एक जगह से दूसरी जगह ले जाने के लिए करता है। उसकी बिजली की मांग दक्षता और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करती है, जिनमें स्रोत के पानी का तापमान और इमारत या औद्योगिक प्रक्रिया के लिए जरूरी तापमान शामिल हैं।

इसलिए समान निर्धारित ऊष्मीय क्षमता वाली दो मशीनों की बिजली की जरूरत अलग-अलग हो सकती है। उनकी निष्पक्ष तुलना के लिए परीक्षण की स्थितियां एक जैसी होनी चाहिए और माप में शामिल उपकरणों की स्पष्ट परिभाषा जरूरी है। केवल क्षमता का आंकड़ा यह तय नहीं कर सकता कि किसी जगह को कितनी बिजली चाहिए होगी।

प्रस्तावित मानक उन सिस्टम से संबंधित है जो पानी के स्रोत और इमारत या प्रक्रिया को सेवा देने वाले जल-सर्किट के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान करते हैं। इससे बड़े औद्योगिक एयर-स्रोत हीट पंप के लिए पहचानी गई अलग मानक-समस्या अपने आप हल नहीं होती। ये मशीनें हवा से ऊष्मा लेती हैं और इनके परिचालन की स्थितियों के अनुरूप परीक्षण जरूरी है।

प्रमाणन में अंतर कैसे पैदा हुआ

2022 में जल-स्रोत हीट पंप के लिए समर्पित प्रमाणन मानदंड नहीं थे। इसके बजाय, स्थापना के मानदंड भू-स्रोत हीट पंप के लिए बनाए गए मानकों पर आधारित थे, जो जमीन के साथ ऊष्मा का आदान-प्रदान करते हैं। संबंधित मानक KS B 8292, KS B 8293 और KS B 8294 थे।

इन मानकों का दायरा उपकरण के प्रकार के अनुसार अलग था। KS B 8292 में 530 किलोवाट तक की क्षमता वाले, दो जल-सर्किट के बीच ऊष्मा स्थानांतरित करने वाले सिस्टम शामिल थे। KS B 8293 में पानी और हवा के बीच ऊष्मा स्थानांतरित करने वाले 175 किलोवाट तक के सिस्टम शामिल थे, जबकि KS B 8294 में उतनी ही 175 किलोवाट सीमा तक के बहु-इकाई जल और वायु सिस्टम शामिल थे।

इन भेदों के कारण 150 RT को हर श्रेणी के हीट पंप की सीमा मानना गलत होगा। बड़े जल-स्रोत शोध कार्यक्रम में चर्चा किए गए जल-सर्किट उपकरणों के लिए लगभग 150 RT प्रासंगिक सीमा थी। अन्य श्रेणियों की सीमाएं इससे कम थीं।

रिपोर्ट के अनुसार, इस सीमा से अधिक क्षमता के लिए परीक्षण मानदंड न होने के कारण 2022 में बताए गए ढांचे के तहत प्रमाणित बड़े उपकरण व्यावहारिक रूप से उपलब्ध नहीं थे। इसका यह अर्थ नहीं कि बड़ी मशीनें बनाई या लगाई नहीं जा सकती थीं। इसके बाद हुई 1,000 RT की स्थापना तकनीकी रूप से उपकरण लगाने और साझा घरेलू प्रमाणन प्रणाली के दायरे में आने के बीच का फर्क दिखाती है।

500 RT को ध्यान में रखकर बनाया गया शोध कार्यक्रम

पहले के विकास प्रयास का नेतृत्व कोरिया वाटर रिसोर्सेज कॉरपोरेशन ने किया था। इसे व्यापार, उद्योग और ऊर्जा मंत्रालय तथा कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ एनर्जी टेक्नोलॉजी इवैल्यूएशन एंड प्लानिंग का समर्थन मिला। इसमें 11 संगठनों ने हिस्सा लिया, जिनमें कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ एनर्जी रिसर्च और कोरिया रेफ्रिजरेशन एंड एयर कंडीशनिंग असेसमेंट सेंटर शामिल थे।

यह कार्यक्रम अक्टूबर 2020 से दिसंबर 2023 तक 39 महीने चलने वाला था। इसके लक्ष्यों में नदी के पानी से ऊष्मा के आदान-प्रदान की तकनीक, कम पर्यावरणीय प्रभाव वाले रेफ्रिजरेंट का इस्तेमाल करने वाला बड़ा हीट पंप, ऊष्मा भंडारण और हीटिंग-कूलिंग को जोड़ने वाले सिस्टम तथा बड़े उपकरणों के लिए तकनीकी मानक और प्रमाणन शामिल थे।

उस समय जल-स्रोत हीटिंग और कूलिंग के शुरुआती विस्तार के दौरान मांग को लेकर जो अनुमान थे, 500 RT की लक्षित मशीन उन्हीं को दर्शाती थी। 600 RT के प्रस्ताव की ताजा आलोचना यह है कि वह चार साल पहले किए गए शोध के दायरे से जुड़ा हुआ है, जबकि ग्राहक अब उस मूल विकास लक्ष्य से दोगुनी क्षमता वाली मशीनें लगा रहे हैं।

घटनाक्रम दिखाता है कि नीति और उपकरण बाजार किस तरह आगे बढ़े हैं:

• अक्टूबर 2019: नई और नवीकरणीय ऊर्जा के विकास, उपयोग और प्रसार को बढ़ावा देने वाले अधिनियम के प्रवर्तन आदेश में संशोधन से नदी के पानी की ऊष्मा को नवीकरणीय ऊर्जा ढांचे में शामिल किया गया।
• अक्टूबर 2020: 500 RT हीट पंप और प्रमाणन मानदंड विकसित करने वाला 39 महीने का शोध कार्यक्रम शुरू हुआ।
• अप्रैल 2022: पर्यावरण मंत्रालय और कोरिया वाटर रिसोर्सेज कॉरपोरेशन ने नौ इमारतों को शामिल करते हुए आठ संस्थानों के साथ पायलट समझौतों पर हस्ताक्षर किए।
• 19 सितंबर 2022: शोध कार्यक्रम को जारी बताया गया और लगभग 150 RT से अधिक क्षमता के लिए परीक्षण मानदंडों की कमी को समस्या के रूप में पहचाना गया।
• दिसंबर 2023: कार्यक्रम की निर्धारित पूर्णता तिथि।
• मानकों पर ताजा बहस: लगभग 600 RT की प्रस्तावित अधिकतम सीमा को चुनौती दी जा रही है, क्योंकि 1,000 RT श्रेणी की मशीनें पहले से इस्तेमाल में हैं।

बताया गया है कि कोरिया वर्ल्ड ट्रेड सेंटर में स्थापना ताजा विवरण से एक साल पहले हुई थी, लेकिन उस विवरण के प्रकाशन की तारीख नहीं दी गई है। सिर्फ इस जानकारी के आधार पर स्थापना का कैलेंडर वर्ष तय नहीं किया जा सकता। शोध कार्यक्रम की निर्धारित समाप्ति तिथि से यह भी साबित नहीं होता कि उसके प्रमाणन संबंधी लक्ष्य कब पूरे हुए या कब अपनाए गए।

खरीदार कम, बड़ी मशीनें क्यों चुनते हैं

बड़े हीट पंप केवल अपनी निर्धारित क्षमता के कारण आकर्षक नहीं हैं। कम मशीनें लगाने से मशीन कक्ष में जरूरी जगह घट सकती है और रखरखाव के लिए पानी के पाइप, वाल्व और अलग-अलग इकाइयों की संख्या कम हो सकती है। बड़ी इमारतों में ये बातें अहम हैं, जहां मशीनों की जगह के लिए अन्य उपयोगों से प्रतिस्पर्धा होती है।

2022 के विकास कार्यक्रम में अनुमान लगाया गया था कि कई पायलट स्थलों को 530 किलोवाट से अधिक हीटिंग या कूलिंग क्षमता की जरूरत होगी। यह जरूरत कई छोटी इकाइयां लगाकर पूरी करने पर स्थापना के लिए अधिक जगह चाहिए होती और रखरखाव जटिल हो जाता।

बड़े उपकरणों की बनावट भी अलग होती है। छोटे हीट पंप में आमतौर पर प्रत्यागामी या स्क्रॉल कंप्रेसर इस्तेमाल होते हैं। क्षमता बढ़ने पर निर्माता स्क्रू या सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर का इस्तेमाल कर सकते हैं। सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर तेजी से घूमने वाले इम्पेलर से रेफ्रिजरेंट को संपीड़ित करता है।

शोध विवरण में बताए गए बड़े जल-स्रोत सिस्टम गर्म और ठंडा पानी बनाने के लिए अलग-अलग हीट एक्सचेंजर इस्तेमाल करते हैं। हीटिंग और कूलिंग के बीच बदलने के लिए रेफ्रिजरेंट का प्रवाह उलटने के बजाय, ये वाल्व के जरिए उपयुक्त जल-सर्किट चुनते हैं। इससे हर हीट एक्सचेंजर को उसके खास काम के लिए डिजाइन किया जा सकता है।

इनके इस्तेमाल में इमारतों की हीटिंग और कूलिंग, डेटा सेंटर की कूलिंग, रेफ्रिजरेटेड भंडारण, ग्रीनहाउस हीटिंग, गर्म पानी और भाप का उत्पादन शामिल हो सकता है। ये बड़े हीट पंप के संभावित उपयोगों के उदाहरण हैं, इस बात का प्रमाण नहीं कि दक्षिण कोरिया में हर उपयोग के लिए 1,000 RT की मशीन लग चुकी है। तापमान की अलग-अलग जरूरतों से यह समझने में मदद मिलती है कि बड़ी मशीनें अक्सर किसी खास ग्राहक की जरूरत के अनुसार डिजाइन और निर्मित की जाती हैं।

बिजली की योजना भरोसेमंद प्रदर्शन आंकड़ों पर निर्भर

मानकों में अंतर का सबसे तात्कालिक असर खरीद में अनिश्चितता है। खरीदारों को जानना होता है कि क्या अलग-अलग मशीनें तुलनीय मात्रा में बिजली लेकर समान उपयोगी हीटिंग या कूलिंग देती हैं। परीक्षण की स्थितियां एक जैसी न हों तो उत्पाद विनिर्देशों में अंतर उपकरण के प्रदर्शन के साथ-साथ माप की अलग-अलग धारणाओं को भी दर्शा सकता है।

यह अनिश्चितता साइट के बिजली ढांचे तक जाती है। बड़े संयंत्रों में अतिरिक्त बिजली उपकरणों की जरूरत पड़ सकती है और ग्रिड से बिजली लेने वाले ढांचे की समीक्षा करनी पड़ सकती है। बिजली की मांग के अनुमान से उन्नयन का पैमाना और स्थापना बजट तय होता है।

इस आकलन के लिए ऊष्मीय क्षमता पर्याप्त नहीं है। 1,000 RT की मशीन चुनने वाली फैक्टरी को अपनी प्रक्रिया के तापमान और भार पर बिजली खपत की जानकारी चाहिए। अगर पानी को बड़े पाइप नेटवर्क से पहुंचाना हो, तो हीट पंप की दक्षता भी पूरी गणना का केवल एक हिस्सा है।

उद्योग जगत के प्रतिनिधि सार्वजनिक खरीद, प्रदर्शन परियोजनाओं और बड़े निजी संयंत्रों को समर्थन देने के लिए मानकों को तेजी से अपडेट करने की मांग कर रहे हैं। उनका तर्क है कि उपकरणों की मांग बढ़ने के साथ साझा सत्यापन व्यवस्था भी विकसित होनी चाहिए, ताकि खरीदार महंगे साइट कार्य के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले उत्पादों की तुलना कर सकें।

रिपोर्ट में बताई गई मानक-सीमा की कमी यह साबित नहीं करती कि मौजूदा बड़ी मशीनें खराब प्रदर्शन करती हैं। यह केवल मानकीकृत तुलना के लिए एक साझा आधार की कमी को रेखांकित करती है। इससे घरेलू स्तर पर अपनाने या हरित उद्योग के निर्यात में देरी होने की चेतावनी संभावित नतीजों को लेकर चिंता है, न कि देरी या बिक्री में नुकसान का मात्रात्मक प्रमाण।

पायलट परियोजनाएं संभावनाएं दिखाती हैं, पर उनकी सीमाएं भी हैं

अप्रैल 2022 के पायलट समझौतों में आठ संस्थान शामिल हुए: सैमसंग मेडिकल सेंटर, WTC सियोल, मिराए एसेट ग्लोबल इन्वेस्टमेंट्स, सांगजू शहर, NCSoft, कोरिया पावर एक्सचेंज, उत्तर चुंगचेओंग प्रांत और दक्षिण ग्योंगसांग प्रांतीय शिक्षा कार्यालय। उनकी परियोजनाओं में नौ इमारतें शामिल थीं।

भाग लेने वाले संस्थानों के लिए बताए गए समर्थन में जल-स्रोत उपकरणों की लागत का 50% शामिल था। इसमें स्रोत के पानी के पाइप, हीट एक्सचेंजर, आंतरिक पाइपिंग और हीट पंप शामिल थे। इसका दायरा इसलिए अहम है कि काम करने वाले संयंत्र में मशीन केवल एक हिस्सा होती है। उपयुक्त पानी की उपलब्धता और उसे इमारत तक लाने की लागत पूरी परियोजना को प्रभावित कर सकती है।

नौ इमारतों में हीटिंग और कूलिंग के लिए सालाना बिजली खपत 101.9 गीगावाट घंटे से घटकर 65.4 गीगावाट घंटे रहने का अनुमान था। यह 36.5 गीगावाट घंटे की कमी है, जो मूल कुल खपत का लगभग 35.8% है। सालाना ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 19,000 टन की कमी का अनुमान लगाया गया था।

ये सिस्टम लगाने से जुड़े अनुमान थे, पूरे हो चुके परिचालन से सत्यापित नतीजे नहीं। ये पायलट कार्यक्रम को प्रेरित करने वाले अपेक्षित लाभ को दर्शाते हैं, लेकिन हर औद्योगिक स्थल की बचत या आज की 1,000 RT मशीनों के प्रदर्शन को साबित नहीं करते।

जगह का असर भी अर्थशास्त्र पर पड़ता है। सियोल में जल-स्रोत ऊर्जा के विस्तार पर वरिष्ठ शोधकर्ता जो हांग-मुन के 2020 के अध्ययन में जल-स्रोत और ऊष्मा के उपभोक्ता के बीच निकटता को अहम शर्त बताया गया था। दूरी बढ़ने पर पानी पहुंचाने और पाइप बिछाने की लागत बढ़ती है, जिससे अन्यथा उपयोगी दिखने वाली परियोजना का लाभ घट सकता है।

केवल मानक किन बातों का फैसला नहीं कर सकते

जल-स्रोत हीट पंप हीटिंग और कूलिंग में मदद के लिए पानी के अपेक्षाकृत स्थिर तापमान का उपयोग करते हैं। सर्दियों में वे स्रोत से ऊष्मा लेते हैं; गर्मियों में इमारत की ऊष्मा उसमें पहुंचा सकते हैं। फिर भी शोध कार्यक्रम में कई तकनीकी मुद्दों पर काम की जरूरत बताई गई थी। इनमें सर्दियों में नदी के पानी का कम तापमान, सिस्टम में मलबा जाना, पाइप में दबाव के झटके और छोड़े गए पानी का पर्यावरण पर असर शामिल थे।

कंप्रेसर की बनावट और रेफ्रिजरेंट का चुनाव भी प्रदर्शन को प्रभावित करता है। कार्यक्रम में सटीक परीक्षण उपकरणों, तेजी से घूमने वाले कंप्रेसर के लिए भरोसेमंद बेयरिंग और सर्ज से बचने वाले नियंत्रण की जरूरत बताई गई थी। सर्ज एक अस्थिर स्थिति है जो कंप्रेसर के परिचालन को बाधित कर सकती है। इसलिए मानक की क्षमता-सीमा बढ़ाने के लिए केवल संख्यात्मक सीमा बदलना नहीं, उपयुक्त परीक्षण क्षमता भी जरूरी है।

स्थापना की अर्थव्यवस्था के लिए अलग नीतिगत फैसले जरूरी हैं। 2022 में जल-स्रोत ऊर्जा को नवीकरणीय ऊर्जा प्रमाणपत्रों (RECs) की लागू भार-व्यवस्था से बाहर बताया गया था। शुरुआती स्थापना लागत के लिए धन, वित्तीय सहायता और ऊर्जा शुल्क में बदलाव भी मुद्दों के रूप में पहचाने गए थे। ये बातें उस समय की चिंताओं को दर्ज करती हैं, उनके मौजूदा समाधान को नहीं।

मौजूदा हीटिंग उपकरणों के लिए ऐसे तापमान की जरूरत हो सकती है जो प्रस्तावित हीट पंप के आउटपुट से मेल न खाते हों। हर साइट पर पानी का तापमान, प्रवाह और पर्यावरणीय स्थितियां भी जांचनी होंगी। प्रमाणन से उपकरणों के प्रदर्शन की तुलना आसान हो सकती है, लेकिन यह गारंटी नहीं देता कि कोई खास इमारत या फैक्टरी इसके लिए उपयुक्त होगी।

तत्काल अनसुलझा सवाल यह है कि दक्षिण कोरिया प्रस्तावित 600 RT की सीमा से अधिक क्षमता वाले उपकरणों, खासकर 1,000 RT या उससे बड़ी मशीनों, का परीक्षण और प्रमाणन कैसे करेगा। इस सीमा को बढ़ाने की कोई पुष्टि की गई समय-सीमा नहीं दी गई है। अगली परामर्श अवधि या मानक अपनाने की तारीख भी तय नहीं बताई गई है। व्यावहारिक चुनौती यह है कि सरकार की तैनाती संबंधी महत्वाकांक्षाओं को ऐसे सत्यापन से जोड़ा जाए जिसमें वे मशीनें भी शामिल हों जिन्हें ग्राहक पहले से खरीद रहे हैं।

मुख्य बिंदु

• प्रस्तावित जल-स्रोत हीट पंप मानक में 2,110 किलोवाट, यानी लगभग 600 RT तक की निर्धारित हीटिंग और कूलिंग क्षमता शामिल है।
• कोरिया वर्ल्ड ट्रेड सेंटर में 1,000 RT श्रेणी का सिस्टम लगाया गया है और इतनी क्षमता वाले उपकरण कागज निर्माण उद्योग में भी पहुंच रहे हैं।
• प्रस्तावित क्षमता-सीमा मौजूदा लगभग 150 RT की सीमा से चार गुना है, लेकिन फिर भी मौजूदा बड़े संयंत्रों की क्षमता से कम है।
• अक्टूबर 2020 से दिसंबर 2023 तक चलने के लिए निर्धारित शोध कार्यक्रम का लक्ष्य 500 RT की मशीन और प्रमाणन ढांचा विकसित करना था।
• साझा मानदंड न होने से दक्षता की तुलना, खरीद और बिजली ढांचे की योजना बनाना जटिल होता है।
• नौ पायलट इमारतों में सालाना 36.5 गीगावाट घंटे बिजली बचाने का अनुमान था। यह अनुमान सत्यापित परिचालन नतीजा नहीं है।
• प्रस्तावित 600 RT सीमा से अधिक क्षमता वाले उपकरणों को शामिल करने वाले घरेलू मानकों की कोई पुष्टि की गई तारीख नहीं दी गई है।