The Potential of Shore Power to Mitigate Air Pollution in Seaports: A Case Study of the Port of Bremerhaven Based on Vessel OPS Capability

जब एक विशाल जहाज किसी डॉक पर खड़ा होता है, तो वह केवल आराम नहीं करता; वह अपनी लाइटों को चालू रखने, अपने रेफ्रिजरेशन को चलाने और अपने चालक दल को आरामदायक स्थिति प्रदान करने के काम में लगातार, शोर भरे श्रम के साथ गूँजता रहता है। दशकों से, इन प्रणालियों को चलाने का मानक तरीका अपने स्वयं के डीजल इंजनों को चालू रखना रहा है, जिससे शहर के ठीक बगल में ईंधन जलता है। यह अभ्यास, जिसे "होटलिंग" (hotelling) कहा जाता है, हवा में धुएं और गैसों की एक निरंतर धारा पंप करता है, जो स्थानीय स्वास्थ्य समस्याओं और जलवायु परिवर्तन में योगदान देता है। इंजीनियरों और पर्यावरणविदों द्वारा प्रस्तावित समाधान आश्चर्यजनक रूप से सरल है: जहाज को जमीन से जोड़ दें। जहाज को तट पर मौजूद इलेक्ट्रिकल ग्रिड से जोड़कर, एक पोत अपने गंदे इंजनों को बंद कर सकता है और स्वच्छ बिजली का उपयोग कर सकता है। यह तकनीक, जिसे 'ऑनशोर पावर सप्लाई' (onshore power supply) कहा जाता है, अस्तित्व में है और काम भी करती है, लेकिन इसका अपनाना धीमा रहा है, क्योंकि यह कनेक्शन बनाने की उच्च लागत और इस अनिश्चितता के बीच फंसा हुआ है कि क्या यह वास्तव में ईंधन जलाने की तुलना में सस्ता या अधिक स्वच्छ है।

इन्स्टिट्यूट फॉर मैरिटाइम इकोनॉमिक्स एंड लॉजिस्टिक्स और हेरियट-वाट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने इस अनिश्चितता को दूर करने का निर्णय लिया और इसके लिए जर्मनी के एक वास्तविक, कार्यरत बंदरगाह: ब्रेमरहावन (Bremerhaven) को चुना। भविष्य की संभावनाओं का अनुमान लगाने के बजाय, उन्होंने बंदरगाह में आने वाले हजारों जहाजों की वास्तविक गतिविधियों का परीक्षण किया जो 2024 में वहां आए थे। उन्होंने तीन विशिष्ट प्रकार के जहाजों पर ध्यान केंद्रित किया जो बंदरगाह पर हावी हैं: वे बड़े कंटेनर जहाज जो वैश्विक सामान ले जाते हैं, विशाल क्रूज लाइनर जो पर्यटकों को लाते हैं, और कार वाहक जो ऑटोमोबाइल का परिवहन करते हैं। टीम ने हर बार इन जहाजों के आगमन और प्रस्थान का विस्तृत रिकॉर्ड एकत्र किया, यह गणना की कि वे कितनी देर तक डॉक पर रहे और उन्हें अपने सिस्टम को चलाने के लिए कितनी बिजली की आवश्यकता होगी। फिर उन्होंने एक कंप्यूटर मॉडल बनाया जो बंदरगाह के लिए तीन अलग-अलग भविष्यों का अनुकरण (simulate) करता है। पहले परिदृश्य में, उन्होंने आज की वास्तविकता को देखा, जहाँ कोई भी जहाज तट शक्ति (shore power) का उपयोग नहीं करता है। दूसरे में, उन्होंने एक मध्यम मार्ग की कल्पना की जहाँ केवल वे जहाज जो पहले से ही प्लग करने के लिए सुसज्जित हैं, उनका उपयोग करेंगे। तीसरे में, उन्होंने एक पूर्ण परिवर्तन की कल्पना की जहाँ पात्र होने वाला प्रत्येक जहाज अपने प्रवास की पूरी अवधि के लिए प्लग करेगा।

सिमुलेशन के परिणाम वर्तमान स्थिति और जो संभव है, उसके बीच एक स्पष्ट अंतर प्रकट करते हैं। आधारभूत परिदृश्य (baseline scenario) में, जहाँ जहाज ईंधन जलाना जारी रखते हैं, बंदरगाह मानव स्वास्थ्य और जलवायु को होने वाले नुकसान के लिए एक भारी बिल देखता है। शोधकर्ताओं ने गणना की कि इन जहाजों द्वारा उत्सर्जित वायु प्रदूषण और ग्रीनहाउस गैसों ने समाज को स्वास्थ्य क्षति और जलवायु प्रभावों के लिए सालाना लगभग 97 मिलियन यूरो की लागत दी, जो वास्तव में ईंधन की लागत से भी अधिक है। यह छिपा हुआ खर्च उस श्वसन रोगों और पर्यावरणीय गिरावट का मूल्य है जिसका भुगतान बंदरगाह समुदाय बिना किसी ईंधन चालान (invoice) के करता है। हालाँकि, जब शोधकर्ताओं ने मॉडल को उस परिदृश्य में बदला जहाँ केवल वे जहाज जो वर्तमान में तट शक्ति का उपयोग करने में सक्षम हैं, वास्तव में इसका उपयोग करते हैं, तो तस्वीर नाटकीय रूप से बदल गई। इस आंशिक बदलाव से, जिसमें कुल बेड़े का केवल एक हिस्सा शामिल है, कुल बाहरी लागतों में लगभग एक चौथाई की कमी आई, जिससे सालाना 22 मिलियन यूरो से अधिक की बचत हुई। सबसे महत्वपूर्ण सुधार कंटेनर जहाजों से आया, क्योंकि उनकी संख्या बहुत अधिक है, लेकिन नाइट्रोजन ऑक्साइड और पार्टिकुलेट मैटर जैसे हानिकारक प्रदूषकों में कमी सभी प्रकार के जहाजों में महसूस की गई।

सबसे चौंकाने वाला निष्कर्ष तब सामने आया जब टीम ने एक ऐसे भविष्य का मॉडल तैयार किया जहाँ हर वह जहाज जो तट शक्ति का उपयोग कर सकता है, वास्तव में उसका उपयोग करता है। इस पूर्ण अंगीकरण परिदृश्य (full adoption scenario) में, बंदरगाह और शिपिंग कंपनियों के लिए परिचालन लागत में 80 प्रतिशत की गिरावट आई। इस नाटकीय बचत का कारण ऊर्जा की कीमत में निहित है। जर्मनी में, सरकार इस विशिष्ट उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली बिजली पर एक विशेष कर दर प्रदान करती है, जिससे यह समुद्री ईंधन खरीदने की तुलना में काफी सस्ता हो जाता है। इन परिस्थितियों में, जहाजों को बिजली पर चलाना, डीजल जलाने की लागत की तुलना में बहुत कम है। इसके अलावा, पर्यावरणीय लाभ लगभग पूर्ण थे, जिसमें बाहरी लागतें 97 प्रतिशत से अधिक गिर गईं। बंदरगाह के आसपास की हवा उन धुएं से लगभग पूरी तरह मुक्त हो जाएगी जो वर्तमान में जहाजों के चिमनियों से निकलते हैं। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि एकमात्र शेष ईंधन उपयोग उन क्षणों के लिए होगा जब जहाज केबल को जोड़ने या हटाने का कार्य होता है, या बहुत कम समय के दौरों के लिए जहाँ प्लग करना व्यावहारिक नहीं है।

फिर भी, यह अध्ययन एक गंभीर चेतावनी भी देता है कि तकनीक अकेले कोई जादुई छड़ी नहीं है। शोधकर्ताओं ने बताया कि तट शक्ति की स्वच्छता पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करती है कि वह बिजली कैसे उत्पन्न की जाती है। यदि बिजली ग्रिड नई मांग को पूरा करने के लिए अभी भी कोयले या गैस को जला रहा है, तो प्रदूषण केवल जहाज की चिमनी से बिजली संयंत्र की चिमनी तक स्थानांतरित हो जाएगा, और जलवायु लाभ कम हो जाएंगे। इसके अतिरिक्त, अध्ययन ने लिक्विड नेचुरल गैस (LNG) के साथ बढ़ती जटिलता पर प्रकाश डाला, जो एक ऐसा ईंधन है जिसकी ओर कई नए जहाज स्विच कर रहे हैं। जबकि LNG डीजल की तुलना में स्वच्छ है, डॉक पर खड़े होने के दौरान इन जहाजों को अक्सर अतिरिक्त गैस को जलाना पड़ता है, और कई ये जहाज तट शक्ति प्रणाली में प्लग करने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। यह एक ऐसी विसंगति पैदा करता है जहाँ नवीनतम, "स्वच्छ" जहाज उपलब्ध सबसे स्वच्छ समाधान का उपयोग करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं। शोधकर्ताओं ने यह भी नोट किया कि इस योजना की वित्तीय सफलता वर्तमान बिजली कर छूटों पर बहुत अधिक निर्भर है; इनके बिना, लागत लाभ समाप्त हो जाएगा, और संक्रमण रुक जाएगा।

अंततः, अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि तट शक्ति आपूर्ति एक शक्तिशाली उपकरण है, लेकिन इसे काम करने के लिए एक समन्वित प्रयास की आवश्यकता है। यह पर्याप्त नहीं है कि एक बंदरगाह केबल बनाए; जहाजों को उन्हें स्वीकार करने के लिए रेट्रोफिट (संशोधित) किया जाना चाहिए, और बिजली स्वच्छ ग्रिड से आनी चाहिए। ब्रेमरहावन के डेटा से पता चलता है कि पैसा बचाने और सार्वजनिक स्वास्थ्य में सुधार करने की क्षमता बहुत बड़ी है, लेकिन यह सशर्त है। इस संक्रमण के लिए बंदरगाहों, शिपिंग कंपनियों और सरकारों को मिलकर काम करने की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बिजली सस्ती हो, बुनियादी ढांचा तैयार हो, और जहाज संगत हों। ब्रेमरहावन बंदरगाह के लिए, और संभावित रूप से दुनिया भर के बंदरगाहों के लिए, आगे का रास्ता स्पष्ट है: जहाजों को प्लग करें, लेकिन केवल तभी जब पूरा सिस्टम बदलाव का समर्थन करने के लिए तैयार हो। तकनीक मौजूद है, आर्थिक मामला सही नियमों के तहत मजबूत है, और पर्यावरणीय प्रतिफल तत्काल है, लेकिन इसके लिए एक समग्र दृष्टिकोण की आवश्यकता है जो केवल एक सॉकेट स्थापित करने से कहीं अधिक व्यापक हो।