Assessing Low-Carbon Steel Pathways in Europe: A Spatially and Temporally Explicit TEA-LCA Framework
यह अध्ययन एक स्थानिक और कालिक रूप से स्पष्ट तकनीकी-आर्थिक और जीवन-चक्र मूल्यांकन ढांचा प्रस्तुत करता है जो यह प्रकट करता है कि जबकि पारंपरिक ब्लास्ट फर्नेस इस्पात निर्माण आज सबसे अधिक लागत प्रभावी विकल्प बना हुआ है, बायोचार एकीकरण के साथ हाइड्रोजन-आधारित प्रत्यक्ष अपचयन लोहा (डायरेक्ट रिड्यूस्ड आयरन) 2050 तक सबसे कम उत्सर्जन की पेशकश करता है, हालांकि संसाधनों की उपलब्धता और लागतों में महत्वपूर्ण क्षेत्रीय विविधताओं के कारण पूरे यूरोप में कोई भी एकल निम्न-कार्बन मार्ग प्रभावी नहीं है।
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दुनिया की फैक्ट्रियों की कल्पना एक विशाल, भूखे राक्षस के रूप में करें जिसे गगनचुंबी इमारतों से लेकर स्मार्टफोन तक सब कुछ बनाने के लिए खाने की जरूरत होती है। एक सदी से अधिक समय से, इस राक्षस को कोयले और जीवाश्म ईंधन का आहार दिया गया है, जिसने इसे अविश्वसनीय रूप से मजबूत तो बनाया है, लेकिन साथ ही अविश्वसनीय रूप से गंदा भी कर दिया है, जिससे यह ग्रीनहाउस गैसों के विशाल बादलों को उगल रहा है जो हमारे ग्रह को गर्म कर रहे हैं। अब, दुनिया इस राक्षस को एक स्वच्छ आहार पर स्विच करने की कोशिश कर रही है ताकि जलवायु को अत्यधिक गर्म होने से रोका जा सके। लेकिन यहाँ पेचीदा हिस्सा यह है: ठीक इंसानों की तरह, दुनिया के अलग-अलग हिस्सों के पास अलग-अलग खाद्य पदार्थों तक पहुंच है। कुछ जगहों पर स्वच्छ बिजली बनाने के लिए पर्याप्त हवा है, कुछ के पास लकड़ी के लिए बहुत सारे पेड़ हैं, और कुछ के पास पुरानी, जंग लगी फैक्ट्रियां हैं जिन्हें बदलना कठिन है। वैज्ञानिक इस राक्षस को खिलाने का सबसे अच्छा तरीका पता लगाने के लिए दो मुख्य उपकरणों का उपयोग करते हैं: एक उपकरण यह गिनता है कि फैक्ट्री चलाने में कितना पैसा खर्च होता है (टेक्नो-इकोनॉमिक असेसमेंट), और दूसरा यह गिनता है कि शुरुआत से अंत तक यह कितना प्रदूषण फैलाती है (लाइफ-साइकिल असेसमेंट)। बड़ा सवाल यह है: क्या हम स्टील बनाने का ऐसा तरीका खोज सकते हैं जो कंपनियों के लिए किफायती रूप से सस्ता भी हो और जलवायु को बचाने के लिए पर्याप्त स्वच्छ भी हो, बिना बीच में फंसें?
यह शोध पत्र एक हाई-टेक मानचित्र और एक भविष्य बताने वाले क्रिस्टल बॉल (crystal ball) की तरह है, जिसे RWTH Aachen यूनिवर्सिटी और Delft University of Technology के शोधकर्ताओं द्वारा बनाया गया है। उन्होंने एक अत्यंत विस्तृत कंप्यूटर मॉडल बनाया है जो यूरोप की प्रत्येक स्टील फैक्ट्री पर नज़र रखता है, और महाद्वीप को छोटे ग्रिड वर्गों में विभाजित करता है ताकि यह देखा जा सके कि ठीक वहीं कौन से संसाधन उपलब्ध हैं जहाँ फैक्ट्रियां स्थित हैं। उन्होंने केवल आज को नहीं देखा; उन्होंने भविष्य का अनुकरण किया, यह अनुमान लगाया कि 2025, 2030, 2040 और 2050 में क्या हो सकता है। उन्होंने स्टील बनाने के चार अलग-अलग "मेन्यू" का परीक्षण किया: ब्लास्ट फर्नेस का उपयोग करने वाला पुराना तरीका, कार्बन-कैप्चर मास्क वाला उस पुराने तरीके का एक संस्करण, प्राकृतिक गैस का उपयोग करने वाला एक नया तरीका, और हाइड्रोजन का उपयोग करने वाला भविष्यवादी तरीका। उन्होंने उन सभी के लिए एक विशेष ट्रिक का भी परीक्षण किया: जीवाश्म ईंधन के कुछ हिस्से को "बायोचार" (biochar) से बदलना, जो मूल रूप से पौधों से बना चारकोल है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि अभी, 2025 में, पुराना ब्लास्ट फर्नेस अभी भी सबसे सस्ता विकल्प है, जिसकी लागत लगभग 875 € प्रति टन स्टील है। हालांकि, यह सबसे गंदा भी है, जो स्टील के हर टन के लिए 2.0 टन से अधिक CO₂ पंप करता है। यदि आप सबसे स्वच्छ संभव स्टील चाहते हैं, तो सिमुलेशन दिखाता है कि लोहा बनाने के लिए हाइड्रोजन का उपयोग करना और फिर इलेक्ट्रिक फर्नेस में उसे पिघलाना (H2-DRI-EAF) विजेता है, खासकर यदि आप इसमें थोड़ा सा बायोचार जोड़ दें। यह मार्ग उत्सर्जन को घटाकर लगभग 0.60 टन CO₂ प्रति टन स्टील तक ला सकता है। लेकिन एक पेंच है: 2025 में, यह स्वच्छ हाइड्रोजन विधि सबसे महंगी है, जिसकी लागत 1,169 € प्रति टन से अधिक है।
जब हम 2050 की ओर देखते हैं तो कहानी बदल जाती है। कंप्यूटर सिमुलेशन सुझाव देते हैं कि जैसे-जैसे हाइड्रोजन बनाने की कीमत गिरती है (क्योंकि बिजली सस्ती हो रही है और तकनीक बेहतर हो रही है), हाइड्रोजन-आधारित स्टील बहुत अधिक प्रतिस्पर्धी हो जाता है। 2050 तक, जर्मनी जैसे स्थानों में, जहाँ बहुत अधिक पवन शक्ति है, हाइड्रोजन वाला मार्ग वास्तव में कार्बन-कैप्चर मास्क वाले पुराने तरीके से सस्ता हो सकता है। हालांकि, यह पत्र सुझाव देता है कि पूरे यूरोप के लिए कोई एक "जादुई समाधान" (magic bullet) नहीं है जो सभी पर काम करे; इसके बजाय, यह सुझाव देता है कि स्टील का भविष्य एक पैचवर्क क्विल्ट (patchwork quilt) की तरह होगा, जहाँ विभिन्न क्षेत्र अपने विशिष्ट परिवेश के आधार पर यह चुनेंगे कि उनके लिए क्या सबसे सस्ता और स्वच्छ है।
एक दिलचस्प मोड़ जिसे यह पत्र उजागर करता है, वह है बायोचार की भूमिका। हालांकि यह अकेले प्रक्रिया को पूरी तरह से उत्सर्जन-मुक्त नहीं बनाता है, लेकिन इसे मिश्रण में जोड़ना प्रदूषण को कम करने का एक आश्चर्यजनक रूप से सस्ता तरीका है। स्लोवाकिया जैसे कुछ स्थानों में, बायोचार का उपयोग करने की लागत इतनी कम है कि यह वास्तव में पैसे बचाते हुए उत्सर्जन को भी कम करता है, जिससे यह अल्पकाल में एक "विन-विन" (win-win) स्थिति बन जाती है। हालांकि, लेखक चेतावनी देते हैं कि हम पूरे उद्योग के लिए केवल बायोचार पर निर्भर नहीं रह सकते क्योंकि यदि हर फैक्ट्री इसका उपयोग करने की कोशिश करेगी तो लकड़ी की पर्याप्त उपलब्धता नहीं होगी।
अंततः, यह अध्ययन सुझाव देता है कि जबकि लंबे समय में पर्यावरण के लिए हाइड्रोजन मार्ग स्पष्ट विजेता है, वहां तक पहुँचने की यात्रा ऊबड़-खाबड़ होगी। यह इस बात पर बहुत अधिक निर्भर करेगा कि ग्रीन हाइड्रोजन की कीमत कितनी तेजी से गिरती है और हम विभिन्न हिस्सों में कितनी पवन और सौर ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं। यह पत्र यह दावा नहीं करता है कि समस्या हल हो गई है; बल्कि, यह एक विस्तृत रोडमैप प्रदान करता है जो दिखाता है कि स्वच्छ स्टील का रास्ता एक सीधी रेखा नहीं है, बल्कि एक जटिल यात्रा है जहाँ सबसे अच्छा विकल्प पूरी तरह से इस पर निर्भर करता है कि आप कहाँ खड़े हैं और कौन सा वर्ष है।
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