Carbon dioxide removal enables climate planetary boundary compliance in cost-effective energy-industry transition pathways
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि जीवाश्म ईंधन को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने और बड़े पैमाने पर कार्बन डाइऑक्साइड हटाने के माध्यम से 1.0°C के सुरक्षित और न्यायसंगत जलवायु प्लेनेटरी बाउंड्री को प्राप्त करना न्यूनतम अतिरिक्त ऊर्जा और आर्थिक लागतों के साथ व्यवहार्य है, जिसके लिए 1.5°C वाले परिदृश्यों की तुलना में 5% से कम अधिक प्राथमिक ऊर्जा और वैश्विक सकल घरेलू उत्पाद (जीडीपी) का अतिरिक्त 0.25% आवश्यक है।
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पृथ्वी के पास प्राकृतिक सीमाओं का एक समूह है, ठीक वैसे ही जैसे पुल पर सुरक्षा रेलिंग होती हैं, जिसके आगे पर्यावरण मानव सभ्यता के सुरक्षित रूप से फलने-फूलने के लिए बहुत अस्थिर हो जाता है। वैज्ञानिक इन सीमाओं को "प्लैनेटरी बाउंड्रीज़" (ग्रह की सीमाएं) कहते हैं। इनमें से एक सीमा जलवायु से संबंधित है, विशेष रूप से वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा से। हालांकि वैश्विक नेताओं ने ग्रह को 1.5 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म होने से रोकने के लिए सहमति व्यक्त की है, लेकिन वास्तव में एक सुरक्षित और न्यायपूर्ण जलवायु के लिए वैज्ञानिक रूप से प्राप्त एक सख्त सीमा 1.0 डिग्री सेल्सियस के करीब है। यह सख्त सीमा हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की कम सांद्रता के अनुरूप है। वर्तमान में, ग्रह पहले ही इस सुरक्षित क्षेत्र से ऊपर गर्म हो चुका है, और कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता सुरक्षित मानी जाने वाली मात्रा से कहीं अधिक है। इसे ठीक करने के लिए, मानवता को न केवल नए प्रदूषण को रोकना होगा, बल्कि वायुमंडल में पहले से मौजूद अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड को सक्रिय रूप से हटाना भी होगा, जिसे कार्बन डाइऑक्साइड रिमूवल (कार्बन डाइऑक्साइड हटाना) कहा जाता है।
फिनलैंड के लैपिनरैंटा यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह मानचित्र तैयार किया है कि दुनिया इस सदी के अंत तक 1.0 डिग्री के इस सख्त लक्ष्य को पूरा करने के लिए अपने ऊर्जा और औद्योगिक तंत्र को कैसे बदल सकती है। उन्होंने एक विस्तृत कंप्यूटर मॉडल बनाया जो वैश्विक ऊर्जा प्रणाली का प्रति घंटा अनुकरण (सिमुलेशन) करता है, और यह परीक्षण करता है कि कार्बन डाइऑक्साइड हटाने के विभिन्न तरीके लागत, ऊर्जा आपूर्ति और समग्र अर्थव्यवस्था को कैसे प्रभावित करते हैं। उनका कार्य इस बात की खोज करता है कि क्या बिना आर्थिक संकट पैदा किए या ऊर्जा समाप्त किए, इस उच्च मानक तक जलवायु को साफ करना संभव है। यह अध्ययन केवल उत्सर्जन रोकने के बारे में नहीं है; यह हवा से कार्बन निकालने और उसे स्थायी रूप से संग्रहीत करने के विशाल प्रयास की गणना करता है, जिसमें सौर ऊर्जा, हीट पंप और कार्बन कैप्चर मशीनों के विभिन्न संयोजनों का परीक्षण किया गया है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि 1.0 डिग्री के सख्त लक्ष्य को लक्षित करना वास्तव में संभव है, लेकिन इसके लिए कार्बन हटाने वाली तकनीकों के व्यापक विस्तार की आवश्यकता है। इसे प्राप्त करने के लिए, दुनिया को एक ऐसी प्रणाली तैनात करने की आवश्यकता होगी जो नवीकरणीय बिजली, विशेष रूप से सौर ऊर्जा पर अत्यधिक निर्भर हो, ताकि उन मशीनों को शक्ति दी जा सके जो हवा से कार्बन खींचती हैं। पहचाने गए सबसे आशाजनक तरीकों में से एक में 'डायरेक्ट एयर कैप्चर' इकाइयों नामक मशीनों का उपयोग शामिल है, जो सीधे आकाश से कार्बन डाइऑक्साइड खींचती हैं। इन मशीनों को पकड़े गए कार्बन को छोड़ने के लिए गर्मी की आवश्यकता होती है ताकि उसे भूमिगत संग्रहीत किया जा सके। अध्ययन में पाया गया कि अत्यधिक कुशल हीट पंपों का उपयोग करना, जो सस्ती सौर बिजली से संचालित होते हैं, इस गर्मी को प्रदान करने का सबसे प्रभावी तरीका है। यह दृष्टिकोण अधिक ईंधन जलाने की आवश्यकता को टालता है और समग्र ऊर्जा मांग को प्रबंधनीय रखता है।
इस डर के विपरीत कि इस स्तर तक जलवायु को साफ करने के लिए असंभव मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होगी, सिमुलेशन ने दिखाया कि अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता आश्चर्यजनक रूप से कम है। 1.5 डिग्री के लक्ष्य से 1.0 डिग्री के लक्ष्य की ओर बढ़ने के लिए 1.5 डिग्री वाले परिदृश्य की तुलना में 5 प्रतिशत से भी कम प्राथमिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊर्जा प्रणाली इतनी कुशल और सस्ती सौर ऊर्जा से इतनी प्रभावित हो रही है कि वह कार्बन हटाने वाली मशीनों के अतिरिक्त भार को आसानी से संभाल सकती है। वास्तव में, अध्ययन सुझाव देता है कि सस्ती सौर ऊर्जा की प्रचुरता ही वह प्रमुख कारक है जो इस महत्वाकांक्षी जलवायु बहाली को व्यवहार्य बनाती है। इस सस्ती ऊर्जा के बिना, कार्बन हटाने वाली मशीनें बहुत महंगी और ऊर्जा-गहन हो जाएंगी।
आर्थिक तस्वीर भी उत्साहजनक है। हालांकि वैश्विक ऊर्जा प्रणाली में कार्बन हटाने को जोड़ने में पैसा खर्च होता है, लेकिन अध्ययन की गणना करती है कि इस नए, स्वच्छ ऊर्जा तंत्र को चलाने की कुल लागत समय के साथ वैश्विक अर्थव्यवस्था के प्रतिशत के रूप में वास्तव में गिर जाएगी। वर्तमान में, दुनिया अपने कुल आर्थिक उत्पादन का लगभग 6 प्रतिशत ऊर्जा और उद्योग पर खर्च करती है। इस सदी के अंत तक, कार्बन की भारी मात्रा को हटाने की अतिरिक्त लागत के बावजूद, यह आंकड़ा गिरकर लगभग 1.5 प्रतिशत हो सकता है। स्वयं कार्बन हटाने की विशिष्ट लागत वैश्विक अर्थव्यवस्था के 0.6 प्रतिशत से भी कम होगी। इसके अलावा, महत्वाकांक्षा को 1.5 डिग्री से बढ़ाकर 1.0 डिग्री करने की अतिरिक्त लागत न्यूनतम है, जो वैश्विक आर्थिक बोझ में 0.25 प्रतिशत से भी कम जोड़ती है। यह सुझाव देता है कि जलवायु को एक सुरक्षित स्थिति में बहाल करना ऐसा वित्तीय बोझ नहीं है जो अर्थव्यवस्था को पंगु बना दे, बल्कि यह एक प्रबंधनीय निवेश है जो अंततः एक अधिक समृद्ध और स्थिर समाज की ओर ले जा सकता है।
अध्ययन ने विभिन्न प्रकार की कार्बन हटाने वाली तकनीकों का भी परीक्षण किया ताकि देखा जा सके कि विभिन्न सामाजिक प्राथमिकताओं के तहत कौन सी सबसे अच्छी तरह काम करेंगी। कुछ परिदृश्यों ने सबसे कम लागत को प्राथमिकता दी, जबकि अन्य ने सबसे सुरक्षित भंडारण या सबसे कम भूमि उपयोग पर ध्यान केंद्रित किया। परिणामों ने दिखाया कि हालांकि कुछ तरीके, जैसे बड़े पैमाने पर जंगल लगाना, उपयोगी हैं, लेकिन वे उपलब्ध भूमि की मात्रा से सीमित हैं। आगे बढ़ने का सबसे स्केलेबल और प्रभावी रास्ता विभिन्न तकनीकों का मिश्रण है, जिसमें डायरेक्ट एयर कैप्चर एक प्रमुख भूमिका निभाता है, विशेष रूप से प्रचुर सौर ऊर्जा और कुशल हीट पंपों के साथ। शोधकर्ताओं ने इस बात पर जोर दिया कि कार्बन कैप्चर मशीनों को खिलाने के लिए ऊर्जा फसलों के बड़े पैमाने पर रोपण पर निर्भर रहना एक दीर्घकालिक समाधान नहीं है, क्योंकि इसमें भूमि की कमी और खाद्य उत्पादन के साथ संभावित संघर्ष शामिल हैं। इसके बजाय, भविष्य हवा से सीधे कार्बन को पकड़ने और उसे सुरक्षित रूप से जमीन के नीचे या चट्टानों में संग्रहीत करने की तकनीक में निहित है, जो नवीकरणीय ऊर्जा के ग्रिड द्वारा संचालित है।
अंततः, यह शोध एक ऐसे भविष्य के लिए स्पष्ट रोडमैप प्रदान करता है जहाँ जलवायु को एक सुरक्षित स्थिति में बहाल किया जा सकता है। यह प्रदर्शित करता है कि स्वच्छ ऊर्जा प्रणाली की ओर संक्रमण के लिए कमी के संघर्ष की आवश्यकता नहीं है। इसके बजाय, सस्ती सौर ऊर्जा की प्रचुरता पूरी प्रक्रिया को संचालित कर सकती है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड को हटाना ऊर्जा प्रणाली का एक अलग, असंभव बोझ बनने के बजाय उसका एक केंद्रीय हिस्सा बन जाता है। निष्कर्ष बताते हैं कि मानवता के पास ग्रह को उसकी सुरक्षित परिचालन सीमाओं के भीतर वापस लाने के लिए तकनीकी और आर्थिक साधन हैं, बशर्ते कि इन तकनीकों को आवश्यक पैमाने पर तैनात करने की राजनीतिक इच्छाशक्ति हो। आगे का रास्ता आर्थिक विकास और जलवायु सुरक्षा के बीच चयन करने के बारे में नहीं है, बल्कि यह महसूस करने के बारे में है कि एक स्थिर जलवायु एक फलते-फूलते अर्थव्यवस्था की नींव है।
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