Optimal design of a green ammonia export supply chain from Saudi Arabia under demand, price and route uncertainty: a two-stage stochastic programming approach
यह शोध पत्र एक दो-चरणीय स्टोकेस्टिक प्रोग्रामिंग मॉडल का उपयोग यह प्रदर्शित करने के लिए करता है कि सऊदी अरब से यूरोप और पूर्वी एशिया तक एक अनुकूलतम हरित अमोनिया निर्यात आपूर्ति श्रृंखला केवल 1.80 Mt/yr की क्षमता वाले NEOM स्थल पर केंद्रित होनी चाहिए, जो नियत (deterministic) डिजाइनों की तुलना में एक महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ प्रदान करती है और मांग एवं मार्ग की अनिश्चितताओं के तहत बाजार कीमतों और पूंजी लागतों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील सिद्ध होती है।
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दुनिया जीवाश्म ईंधन जलाए बिना अपने भविष्य को शक्ति देने का एक तरीका खोज रही है, और सबसे आशाजनक समाधानों में से एक सूर्य के प्रकाश और हवा को 'ग्रीन हाइड्रोजन' नामक एक स्वच्छ ईंधन में बदलना है। हालाँकि, हाइड्रोजन को महासागरों के पार ले जाना कठिन है क्योंकि इसे या तो अत्यंत कम तापमान पर या अत्यधिक दबाव में रखना पड़ता है। इस समस्या को हल करने के लिए, इंजीनियर अक्सर हाइड्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करते हैं, जो एक ऐसा रसायन है जिसे परिवहन करना और संग्रहीत करना बहुत आसान है, और फिर इसे उन देशों तक पहुँचाते हैं जिन्हें इसकी आवश्यकता होती है। सऊदी अरब, अपने विशाल रेगिस्तानों और मजबूत तटीय हवाओं के साथ, इस ग्रीन अमोनिया के एक प्रमुख निर्यातक के रूप में उभरने के लिए विशिष्ट रूप से अनुकूल स्थिति में है। फिर भी, आवश्यक विशाल कारखानों और बंदरगाहों का निर्माण करना एक जुआ है। निवेशकों को यह तय करना होगा कि उन्हें कहाँ निर्माण करना चाहिए और इन संयंत्रों को कितना बड़ा बनाना चाहिए, यह जाने बिना कि दुनिया वास्तव में कितने ईंधन की खरीद करेगी, वे क्या कीमत चुकाएंगे, या क्या वे समुद्री मार्ग जिन पर वे निर्भर हैं, खुले रहेंगे या नहीं।
जेद्दा विश्वविद्यालय के अब्दुलकदर हनबाज़ाज़ा द्वारा किया गया एक नया अध्ययन इस अनिश्चितता से निपटने के लिए एक परिष्कृत कंप्यूटर मॉडल बनाकर सबसे सुरक्षित और सबसे लाभदायक मार्ग खोजने का काम करता है। एक एकल भविष्य का अनुमान लगाने के बजाय, शोधकर्ताओं ने पचास अलग-अलग संभावित दुनियाओं का अनुकरण किया, जिसमें उच्च और निम्न मांग, बदलते मूल्य और संघर्ष के कारण शिपिंग मार्गों के अवरुद्ध होने का जोखिम शामिल था। उन्होंने सऊदी अरब के पांच संभावित तटीय स्थलों का परीक्षण किया—लाल सागर पर तीन और अरब की खाड़ी पर दो—यह देखने के लिए कि सौर पैनलों, पवन टर्बाइनों और रासायनिक संयंत्रों का कौन सा संयोजन सबसे खराब परिदृश्यों में भी जीवित रह सकता है और साथ ही पैसा भी कमा सकता है। लक्ष्य केवल अमोनिया बनाने का सबसे सस्ता तरीका खोजना नहीं था, बल्कि एक ऐसी आपूर्ति श्रृंखला तैयार करना था जो वैश्विक बाजारों और भू-राजनीति की अप्रत्याशित प्रकृति का सामना कर सके।
मॉडल ने पहले प्रमुख निर्यात केंद्र के स्थान के लिए एक स्पष्ट विजेता के रूप में NEOM को चुना, जो देश के उत्तर-पश्चिमी कोने में लाल सागर पर बनाया जा रहा एक नया शहर है। इस तथ्य के बावजूद कि अरब की खाड़ी के बंदरगाह जापान और कोरिया जैसे एशियाई बाजारों के करीब हैं, अध्ययन में पाया गया कि NEOM में पवन संसाधन इतने बेहतर हैं कि वे वहां उत्पादन लागत को अन्य किसी भी स्थान की तुलना में लगभग 130 डॉलर प्रति टन कम कर देते हैं। यह मूल्य लाभ इतना बड़ा है कि यदि लाल सागर का शिपिंग मार्ग अवरुद्ध हो जाता है, जिससे जहाजों को अफ्रीका के चारों ओर एक लंबा रास्ता तय करना पड़ता है, तो भी ईंधन को सस्ता बनाने से होने वाली बचत अतिरिक्त शिपिंग लागतों से अधिक होगी। फलस्वरूप, मॉडल ने निकट भविष्य के लिए खाड़ी तट पर किसी भी निर्यात सुविधा के निर्माण को खारिज कर दिया, क्योंकि उनकी उच्च उत्पादन लागत कभी भी वसूल नहीं हो पाएगी, चाहे शिपिंग मार्ग कितने भी सुरक्षित क्यों न हों।
जब यह तय करने की बात आई कि संयंत्र कितना बड़ा होना चाहिए, तो शोधकर्ताओं ने पाया कि औसत भविष्य की योजना बनाने का सबसे आम दृष्टिकोण वास्तव में एक वित्तीय आपदा है। यदि कोई कंपनी औसत अपेक्षित मांग को पूरा करने के लिए आकार का संयंत्र बनाती है, तो उसे हर साल लगभग 140 मिलियन डॉलर का नुकसान होगा क्योंकि जब मांग औसत से कम होगी तो संयंत्र खाली पड़ा रहेगा। इसके बजाय, इष्टतम रणनीति एक छोटा संयंत्र बनाना है, जिसका आकार उस मांग स्तर के अनुरूप हो जिसे 90 प्रतिशत समय पूरा या उससे अधिक किया जा सकने की संभावना है। यह "जोखिम-जागरूक" डिज़ाइन, जो सालाना 1.8 मिलियन टन अमोनिया पर ध्यान केंद्रित करता है, अप्रयुक्त क्षमता की भारी लागतों से बचाता है। हालांकि यह छोटा संयंत्र हर संभावित बिक्री को प्राप्त नहीं कर सकता है, लेकिन यह औसतन लगभग 160 मिलियन डॉलर का निरंतर लाभ सुनिश्चित करता है, जबकि एक बड़ा, औसत आकार का संयंत्र सभी संभावित परिदृश्यों में से आधे में घाटा उठाएगा।
अध्ययन ने यह भी जांचा कि निवेशकों को सबसे खराब परिदृश्यों, जैसे कि कीमतों में अचानक गिरावट या स्वेज नहर के पूर्ण अवरोध के बारे में कितना चिंतित होना चाहिए। बिना किसी सरकारी गारंटी के, एक बहुत ही सतर्क निवेशक कुछ भी बनाने से इनकार कर देगा, क्योंकि उसे डर होगा कि एक बुरा वर्ष उनकी बचत को खत्म कर सकता है। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने पाया कि एक सरल सुरक्षा जाल—अमोनिया के लिए 750 डॉलर प्रति टन की गारंटीकृत न्यूनतम कीमत—पूरे खेल को बदल देता है। इस मूल्य सीमा (प्राइस फ्लोर) के साथ, सबसे सतर्क निवेशक भी संयंत्र बनाने के लिए तैयार होंगे, क्योंकि सबसे खराब परिणाम भी अब नुकसान का कारण नहीं बनेगा। यह सुझाव देता है कि अंतरराष्ट्रीय अनुबंध जो न्यूनतम मूल्य का वादा करते हैं, जैसा कि यूरोप और जापान में पहले से ही उपयोग किए जा रहे तंत्रों में देखा जाता है, इन विशाल हरित ऊर्जा परियोजनाओं को बनाने के लिए आवश्यक पूंजी को अनलॉक करने की कुंजी हैं।
अंततः, अनुसंधान से पता चलता है कि सऊदी ग्रीन अमोनिया निर्यात का भविष्य आदर्श शिपिंग मार्ग खोजने पर कम और अनिश्चितता के बीच सही स्थान और आकार के चयन पर अधिक निर्भर करता है। सबसे अधिक हवा वाले स्थान को चुनने और एक ऐसा संयंत्र बनाने पर जो अधिकतम होने के बजाय लचीला (रेज़िलिएंट) हो, उद्योग अनिश्चित दुनिया में भी एक लाभदायक भविष्य सुरक्षित कर सकता है। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि इस सावधानीपूर्वक, परिदृश्य-आधारित योजना का मूल्य अत्यधिक है; यह अनुमान लगाने की तुलना में सैकड़ों मिलियन डॉलर बचाता है, जो यह सिद्ध करता है कि हरित ऊर्जा की उच्च-दांव वाली दुनिया में, सबसे स्मार्ट निवेश वह है जो अप्रत्याशित के लिए तैयार रहता है।
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