हर बूंद जिंदगी का – लेखमाला
मानवी संस्कृतीचा विकास, अन्न सुरक्षा आणि पर्यावरणीय शाश्वतता राखण्यासाठी पाणी हा सर्वात मूलभूत आणि संवेदनशील नैसर्गिक घटक आहे. तथापि, वाढती लोकसंख्या, जलद गतीने होणारे औद्योगिकीकरण आणि हवामान बदलामुळे जागतिक स्तरावर गोड्या पाण्याच्या उपलब्धतेवर अभूतपूर्व ताण निर्माण झाला आहे. यासाठी शासन पातळीवर वेळोवेळी वेगवेगळ्या धोरणांना, उपक्रमांना, अभियानांना राबवण्यात आले आहे. सध्या याचसाठी भारत सरकारने ‘Catch the Rain’ हे नवे अभियान सुरू केले आहे. त्या निमित्ताने, सध्याचा आपला पाण्याचा वापर, आवश्यकता, पाणी प्रश्न, पाणी वितरण, नद्यांचे महत्त्व अशा अनेक विषयांवर आपण चर्चा करणारी ‘हर बूंद जिंदगी का’ नावाने एक ११ लेखांची माला सुरू केली आहे. त्यातील हा सहावा लेख.
https://www.pib.gov.in/PressReleasePage.aspx?PRID=2286237®=48&lang=1
मागील लेखात आपण पाण्याच्या औद्योगिक गरजेविषयी पाहिले होते. या लेखात आपण विविध प्रकारच्या ऊर्जा निर्मितीमधील पाणीवापराबद्दल चर्चा करणार आहोत.
कोणत्याही ऊर्जा प्रकल्पाचे हृदय हे त्याचे शीतकरण पाणी असते. या प्रकल्पांना त्यांचे परिचालन सुरळीत ठेवण्यासाठी प्रचंड प्रमाणावर नैसर्गिक जलस्त्रोतांवर अवलंबून राहावे लागते. परंतु, हेच पाणी शीतकरणासाठी वापरून पुन्हा गरम अवस्थेत आणि रासायनिक प्रक्रियेसह नैसर्गिक जलकुंभांमध्ये सोडल्यामुळे स्थानिक जलीय परिसंस्थेला आणि माशांच्या प्रजातींना अतोनात हानी पोहोचते. हा परस्परविरोधी संघर्ष संपवण्यासाठी सांडपाणी प्रक्रिया प्रकल्प (STP) आणि शून्य द्रव विसर्ग (ZLD) यांसारख्या आधुनिक तांत्रिक संवर्धन प्रणालींचा वापर करून औष्णिक विद्युत केंद्रांचे गोड्या पाण्यावरील अवलंबित्व कमी करणे आवश्यक बनले आहे.
भारतातील सद्यस्थिती आणि जलसंकटाची तीव्रता
भारतातील औष्णिक वीज प्रकल्प हे सर्व उद्योगांद्वारे केल्या जाणाऱ्या एकूण गोड्या पाण्याच्या उपशापैकी तब्बल ६५% ते ७०% वाटा घेतात. हे प्रकल्प संपूर्ण वीज आणि औद्योगिक क्षेत्रातील पाण्याच्या वापरामध्ये ८७.८% एवढा प्रचंड वाटा व्यापतात.
- वार्षिक जलवापर: भारतामधील कोळशावर आधारित औष्णिक वीज प्रकल्पांचा वार्षिक जलवापर सुमारे ११०० दशलक्ष घनमीटर (m³) आहे, जो ‘वीजनिर्मिती क्षमता’ भारतापेक्षा २.५ पट जास्त असलेल्या चीनच्या तुलनेतही बराच जास्त आहे.
- भौगोलिक संकट: भारतातील एकूण कोळसा आधारित वीजनिर्मिती क्षमतेपैकी ४८% प्रकल्प हे नागपूर, चंद्रपूर, रायचूर, कोरबा, बारमेर यांसारख्या तीव्र जलटंचाईग्रस्त जिल्ह्यांमध्ये कार्यरत आहेत. यामुळे स्थानिक लोकसंख्या, शेती आणि उद्योग यांच्यात पाण्यासाठी तीव्र संघर्ष निर्माण होत आहे.
शीतकरण प्रणालींचे तांत्रिक वर्गीकरण आणि जल-नियमन
औष्णिक आणि अणुऊर्जा निर्मिती प्रक्रिया ही प्रामुख्याने ‘रँकिन सायकल’ या थर्मोडायनामिक तत्त्वावर कार्य करते. कोळसा किंवा अणुभट्टीतून निर्माण होणाऱ्या उष्णतेद्वारे पाण्याचे वाफेत रूपांतर केले जाते, ज्याद्वारे टर्बाइन फिरवून वीज निर्माण होते. टर्बाइनमधून बाहेर पडलेली ही वाफ पुन्हा थंड करून पाण्याचे रूप देण्यासाठी कंडेन्सरमध्ये प्रचंड प्रमाणात थंड पाण्याची आवश्यकता असते.
- थेट प्रवाह शीतकरण प्रणाली: ही प्रणाली जलद वेगाने पाणी उपसून गरम स्वरूपात परत करते, ज्याचा उपसा दर ७० ते २०० m³/MWh एवढा जास्त असू शकतो. पर्यावरणास होणारी हानी पाहता गोड्या पाण्यावर आधारित थेट प्रवाह शीतकरण प्रणालींवर १९९९ पासून पूर्णपणे बंदी घालण्यात आली आहे.
- बंद-चक्राकार शीतकरण मनोरा प्रणाली: या प्रणालीच्या वापरामुळे पाण्याचा उपसा ९५% ने कमी होतो. तथापि, बाष्पीभवनामुळे होणारी पाण्याची हानी भरून काढण्यासाठी कूलिंग टॉवर मेक-अप वॉटरची गरज असते.
- पर्यावरण मंत्रालयाचे (MoEFCC) नियम: जुन्या औष्णिक वीज प्रकल्पांसाठी ३.५ m³/MWh आणि नवीन प्रकल्पांसाठी ३.० m³/MWh ची जलवापर मर्यादा निश्चित केली आहे. यामध्ये फ्ल्यू गॅस डिसल्फरायझेशन (FGD) सारख्या प्रदूषण नियंत्रण यंत्रणांच्या अतिरिक्त पाण्याचाही समावेश आहे.
औष्णिक प्रदूषण आणि जलीय परिसंस्थेतील जीवघेणा संघर्ष
पारंपारिक कोळशावर आधारित प्रकल्पांची औष्णिक कार्यक्षमता ३०% ते ४८% असते, तर अणुऊर्जा प्रकल्पांची कार्यक्षमता सुमारे ३०% च्या आसपास असते. यामुळे अणुऊर्जा प्रकल्पातून उरलेली उष्णता ही हवेत वाफेच्या स्वरूपात जाण्याऐवजी द्रव कचऱ्याच्या स्वरूपात ३०°C ते ४०°C तापमानावर पाण्यात सोडली जाते. कोळसा आणि गॅसवर आधारित वीज प्रकल्प अनुक्रमे १२८.४°C आणि ९१.१°C या उच्च तापमानावर सांडपाणी उत्सर्जित करतात.
पर्यावरणीय दुष्परिणाम:
- ऑक्सिजनचा ऱ्हास: उष्ण पाण्याचा विसर्ग नैसर्गिक जलकुंभांमध्ये झाल्यास विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे (DO) प्रमाण कमालीचे घटते.
- थर्मल शॉक: ऊर्जा प्रकल्पाच्या दुरुस्ती किंवा तात्पुरत्या बंद पडण्याच्या काळात पाण्याचे तापमान अचानक खालावल्यास किंवा वाढल्यास मोठ्या प्रमाणावर मासे मारले जातात.
- उलट संकट: सागरी अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या पाण्याच्या अंतर्ग्रहण क्षेत्रात जेलीफिश आणि माशांचे प्रचंड थवे अडकल्यामुळे कूलिंग सिस्टीम बंद पडून कोट्यवधी रुपयांचे आर्थिक नुकसान होते.
सांडपाणी पुनर्वापर (STP) आणि सर्क्युलर वॉटर इकॉनॉमी
भारतातील पाण्याच्या वाढत्या टंचाईवर मात करण्यासाठी वीज दर धोरण २०१६ अंतर्गत सांडपाणी प्रक्रिया प्रकल्पांमधून (STP) शुद्ध केलेले सांडपाणी ५० किमी अंतराच्या आतील वीज प्रकल्पांना वापरणे सक्तीचे करण्यात आले आहे. केंद्रीय विद्युत प्राधिकरणाने देशभरात सांडपाणी पुनर्वापराची एकूण ११७९ MLD क्षमता निश्चित केली असली, तरी सद्यस्थितीत केवळ २५० MLD सांडपाण्याचा प्रत्यक्ष वापर केला जात आहे. त्यामुळे, सांडपाणी पुनर्वापर ही आता केवळ सोय नसून एक अपरिहार्य गरज बनली आहे. प्रक्रिया केलेले सांडपाणी उद्योगांना देणे आणि शुद्ध पाणी पिण्यासाठी राखीव ठेवणे हे चक्र ‘सर्क्युलर वॉटर इकॉनॉमी’ मध्ये बसवणे आवश्यक आहे.
यशस्वी पीपीपी (PPP) मॉडेल
भांडेवाडी येथील १३० MLD क्षमतेचा सांडपाणी पुनर्वापर प्रकल्प या समस्येवर आदर्श तोडगा ठरला आहे. येथे प्रक्रिया केलेले पाणी कोराडी आणि खापरखेडा प्रकल्पांना अवघ्या ₹३.४ प्रति घनमीटर दराने मिळते, तर धरणातील गोड्या पाण्याचा दर ₹९.६ प्रति घनमीटर एवढा जास्त आहे. यामुळे दरवर्षी कोट्यवधी लीटर गोड्या पाण्याची बचत होत आहे.
शून्य द्रव विसर्ग (ZLD) आणि ‘७०/३० नियम’
सांडपाण्याचा पुनर्वापर करताना कंडेन्सर नळ्यांवर क्षार जमा होऊ नयेत म्हणून “७०/३० नियमाचा” वापर केला जातो:
- ७०% कमी TDS प्रवाह: यावर मेम्ब्रेन फिल्टरेशन (UF/RO) द्वारे अतिशय कमी खर्चात प्रक्रिया करून पाणी पुन्हा वापरले जाते.
- ३०% उच्च TDS प्रवाह: केवळ या उर्वरित भागावर खर्चिक थर्मल ट्रीटमेंट (MEE/MVR आणि क्रिस्टलायझर) केली जाते, ज्यामुळे प्रकल्पाचा परिचालन खर्च (OPEX) नियंत्रणात राहतो.
निष्कर्ष: शाश्वत सहजीवनाची गरज
या संपूर्ण परिस्थितीचा अभ्यास केला असता स्पष्ट होते की, ऊर्जा क्षेत्राचा संपूर्ण डोलारा ज्या पाण्यावर अवलंबून आहे, त्याच पाण्याच्या परिसंस्थेशी अर्थात माशाशी वैर धरल्याचे दिसते. जोपर्यंत औष्णिक ऊर्जा क्षेत्र सांडपाणी प्रक्रियेला (STP) अनिवार्य गरज म्हणून स्वीकारत नाही, तोपर्यंत जलसंकटातून सुटका होणार नाही. भविष्यातील नवीन प्रकल्पांमध्ये हवेद्वारे चालणाऱ्या शीतकरण प्रणालीचा (ACC) वापर सक्तीचा करून आणि सांडपाण्याचा १००% पुनर्वापर करूनच आपण शाश्वत ऊर्जा सुरक्षेसोबत जल-पर्यावरणाचे रक्षण करू शकतो. तरच पाण्यात राहून माशांशी सुरू असलेला हा संघर्ष थांबेल आणि खऱ्या अर्थाने शाश्वत सहजीवन साध्य होईल.
पुढील लेखात आपण भूजल उपसा, पाणी प्रदूषण, नदी जोड प्रकल्प आणि त्या संदर्भात येणाऱ्या विविध योजनांविषयी चर्चा करणार आहोत.
