Energy policy could curb Europe’s overconsumption of critical material supply
यह शोध पत्र तर्क देता है कि यूरोप 2050 तक महत्वपूर्ण सामग्रियों की अपनी अत्यधिक खपत को न केवल आपूर्ति बढ़ाकर, बल्कि व्यापक मांग में कमी के साथ-साथ गैर-चुंबकीय ड्राइवट्रेन, सोडियम-आयन बैटरी और परमाणु ऊर्जा जैसे कम-सामग्री वाले विकल्पों को प्राथमिकता देने वाली तकनीक-विशिष्ट ऊर्जा नीतियां लागू करके नियंत्रित कर सकता है।
मूल पेपर CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
दुनिया जलवायु परिवर्तन को रोकने के लिए एक नई ऊर्जा प्रणाली बना रही है, जो जीवाश्म ईंधन जलाने के बजाय बिजली पर निर्भर करती है। इस बदलाव के लिए भारी मात्रा में भौतिक हार्डवेयर की आवश्यकता है: पवन टरबाइन, सौर पैनल, इलेक्ट्रिक वाहन और उन्हें जोड़ने के लिए तारों का विशाल नेटवर्क। यह सारा उपकरण विशिष्ट खनिजों से बना है, जैसे तांबा, लिथियम और दुर्लभ पृथ्वी तत्व (रेयर अर्थ एलिमेंट्स)। हालांकि ये सामग्रियां एक स्वच्छ भविष्य के लिए आवश्यक हैं, लेकिन वे सीमित संसाधन भी हैं। यदि इनकी मांग बहुत तेजी से बढ़ती है, तो वैश्विक आपूर्ति श्रृंखलाएं टूट सकती हैं, जिससे स्वच्छ ऊर्जा की ओर संक्रमण रुक सकता है। नीति निर्माताओं के सामने चुनौती केवल यह नहीं है कि इन सामग्रियों को और अधिक कैसे खोजा जाए, बल्कि नई ऊर्जा प्रणाली को इस तरह कैसे डिजाइन किया जाए कि उसे उससे अधिक की आवश्यकता न पड़े जो दुनिया प्रदान कर सके।
स्विट्जरलैंड के ईटीएच ज्यूरिख (ETH Zurich) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने यूरोप की संपूर्ण ऊर्जा प्रणाली को देखते हुए इस समस्या का समाधान निकाला है, जिसमें बिजली संयंत्रों से लेकर सड़कों पर चलने वाली कारों तक सब कुछ शामिल है। उन्होंने एक सीधा सवाल पूछा: यदि यूरोप सबसे कुशल, कम लागत वाली ऊर्जा प्रणाली बनाता है, तो क्या वह दुनिया के महत्वपूर्ण खनिजों में से अपने उचित हिस्से से अधिक का उपभोग करेगा? इसका उत्तर देने के लिए, उन्होंने यूरोप के ऊर्जा भविष्य का एक विस्तृत कंप्यूटर मॉडल बनाया, जिसे वर्ष 2050 तक विस्तारित किया गया। उन्होंने केवल ऊर्जा क्षेत्र को ही नहीं देखा; उन्होंने उन सामग्रियों का भी हिसाब रखा जिनका उपयोग यूरोप द्वारा खरीदी जाने वाली अन्य सभी चीजों, जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर निर्माण कार्य तक में किया जाता है। इसके बाद, उन्होंने आवश्यक सामग्रियों की कुल मात्रा की तुलना तीन अलग-अलग विचारों से की कि यूरोप का वैश्विक आपूर्ति में क्या "उचित हिस्सा" हो सकता है। एक विचार जनसंख्या के आकार पर आधारित था, दूसरा आर्थिक धन पर, और तीसरा एक ऐसा सिद्धांत था जो विकासशील देशों को बढ़ने में मदद करने के लिए संसाधनों का एक बड़ा हिस्सा देता है।
शोधकर्ताओं ने पाया कि यदि यूरोप वर्तमान तकनीकी विकल्पों के पथ का अनुसरण करता है, तो उत्तर स्पष्ट रूप से 'हाँ' है: महाद्वीप को लगभग हर महत्वपूर्ण सामग्री के अपने उचित हिस्से से कहीं अधिक की आवश्यकता होगी। उनके मानक परिदृश्य में, जो आज के बाजार रुझानों और सबसे किफायती डिजाइनों को दर्शाता है, अध्ययन की गई 24 में से 23 सामग्रियों की मांग यूरोप के प्रति व्यक्ति आवंटन से अधिक होगी। कुछ सामग्रियां विशेष रूप से कम आपूर्ति में हैं। उदाहरण के लिए, कोबाल्ट और इरिडियम की मांग पूरी दुनिया की आपूर्ति के आधे से अधिक हिस्से को उपभोग कर लेगी। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (रेयर अर्थ एलिमेंट्स) की मांग, जिनका उपयोग इलेक्ट्रिक मोटर्स और पवन टरबाइनों के लिए शक्तिशाली चुंबकों में किया जाता है, उपलब्ध मात्रा से बहुत अधिक होगी। यह अत्यधिक उपभोग मुख्य रूप से उद्योग द्वारा वर्तमान में पसंद की जाने वाली विशिष्ट तकनीकों के कारण है, जैसे कि स्थायी चुंबक वाले इलेक्ट्रिक कार और पवन टरबाइन जो उन्हीं चुंबकों का उपयोग करते हैं।
हालांकि, अध्ययन केवल अनिवार्य अभावों की चेतावनी के साथ समाप्त नहीं होता है। शोधकर्ताओं ने वैकल्पिक पथों का परीक्षण किया ताकि यह देखा जा सके कि क्या ऊर्जा प्रणाली के डिजाइन को बदलकर इस समस्या को हल किया जा सकता है। उन्होंने पाया कि तकनीक के विशिष्ट, जानबूझकर किए गए चुनाव महत्वपूर्ण सामग्रियों की आवश्यकता को नाटकीय रूप से कम कर सकते हैं। उन्हें सबसे प्रभावी साधन यह मिला कि इलेक्ट्रिक वाहनों और पवन टरबाइनों में स्थायी चुंबकों (परमानेंट मैग्नेट) का उपयोग बंद कर दिया जाए। वर्तमान में, अधिकांश इलेक्ट्रिक कारों और कई पवन टरबाइनों में ऐसे मोटर्स और जनरेटर होते हैं जिनमें दुर्लभ पृथ्वी चुंबक भरे होते हैं क्योंकि वे कुशल और शक्तिशाली होते हैं। शोधकर्ताओं ने एक ऐसे परिदृश्य का अनुकरण किया जहां यूरोप इंडक्शन मोटर्स (induction motors) की ओर स्विच करता है, जिनमें इन दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की आवश्यकता नहीं होती है। इस एक बदलाव ने दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की मांग को उस स्तर तक कम कर दिया जिसे यूरोप वास्तविक रूपसाथ पूरा कर सकता है। इसी तरह, उन्होंने पाया कि इलेक्ट्रिक कारों में वर्तमान लिथियम-आधारित बैटरी के स्थान पर सोडियम-आयन बैटरी का उपयोग करने से, जो दुर्लभ लिथियम और कोबाल्ट के बजाय सामान्य नमक का उपयोग करती हैं, इन सामग्रियों पर दबाव काफी कम हो जाएगा।
अन्य बदलावों ने भी मदद की, हालांकि कुछ के साथ समझौते (trade-offs) भी जुड़े थे। शोधकर्ताओं ने विद्युत ग्रिड में तांबे के तारों को एल्युमीनियम से बदलने पर विचार किया। चूंकि एल्युमीनियम तांबे की तुलना में बहुत अधिक प्रचुर मात्रा में है, इसलिए यह प्रतिस्थापन यूरोप को तांबे की कमी के बिना आवश्यक ग्रिड विस्तार करने की अनुमति देगा। उन्होंने परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को काफी अधिक बनाने के विचार का भी पता लगाया। चूंकि परमाणु ऊर्जा के लिए पवन और सौर ऊर्जा के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण खनिजों की बहुत कम आवश्यकता होती है, इसलिए इसकी हिस्सेदारी बढ़ाने से लगभग हर सामग्री की समग्र मांग कम हो जाएगी। हालांकि, लेखकों ने नोट किया कि यह मार्ग अपनी चुनौतियां भी लाता है, जैसे उच्च लागत और निर्माण में लंबा समय, और इससे इंडियम की मांग बढ़ जाएगी, जिसका उपयोग सौर पैनलों में किया जाता है।
इन आशाजनक समाधानों के बावजूद, शोधकर्ताओं ने दो ऐसी सामग्रियां पाईं जिन्हें प्रबंधित करना बेहद कठिन बना हुआ है: तांबा और निकल। सभी सर्वोत्तम तकनीकी विकल्पों को मिलाने के बावजूद, इन दोनों धातुओं की मांग उच्च बनी रहती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे न केवल ऊर्जा में, बल्कि पूरी अर्थव्यवस्था में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं। तांबे की आवश्यकता वायरिंग से लेकर प्लंबिंग तक हर चीज के लिए होती है, और निकल स्टेनलेस स्टील और कई अन्य औद्योगिक उत्पादों के लिए आवश्यक है। अध्ययन सुझाव देता है कि इन विशिष्ट सामग्रियों के लिए, केवल ऊर्जा प्रणाली को बदलना पर्याप्त नहीं है। यूरोप को वैश्विक आपूर्ति सीमाओं के भीतर रहने के लिए अर्थव्यवस्था के सभी क्षेत्रों में इन धातुओं के समग्र उपभोग को कम करने की आवश्यकता होगी।
यह शोध सामग्री की कमी को हल करने के बारेंे में कुछ सामान्य धारणाओं को भी चुनौती देता है। उदाहरण के लिए, जबकि कुछ लोगों ने तर्क दिया है कि यूरोप को दुर्लभ अर्धचालक (सेमीकंडक्टर) सामग्रियों को बचाने के लिए पतली फिल्म (thin-film) वाले सौर पैनलों का उपयोग बंद कर देना चाहिए, शोधकर्ताओं ने पाया कि इससे बहुत कम अंतर पड़ेगा। ये पैनल पहले से ही बाजार के एक बहुत छोटे हिस्से में हैं, और वे जो सामग्रियां उपयोग करते हैं वे अपेक्षाकृत आसानी से उपलब्ध हैं। इसके बजाय, ध्यान बड़ी वस्तुओं पर केंद्रित होना चाहिए: कारों के मोटर्स, पवन टरबाइनों के जनरेटर और भंडारण प्रणालियों में बैटरियां। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि सामग्री की कमी के संकट से बचना संभव है, लेकिन इसके लिए केवल अधिक खदानें बनाने की आवश्यकता से अधिक की जरूरत है। इसके लिए ऐसी नीतियों की आवश्यकता है जो कम सामग्री-गहन (material-intensive) तकनीकों के उपयोग को प्रोत्साहित करें। यदि यूरोप दुर्लभ सामग्रियों के साथ दक्षता को अधिकतम करने के वर्तमान रुझान का पालन करता रहता है, तो वह एक दीवार से टकरा जाएगा। लेकिन यदि वह अपनी ऊर्जा प्रणाली को सामग्री की कमी को ध्यान में रखकर डिजाइन करने का विकल्प चुनता है, तो वह दुनिया द्वारा प्रदान की जा सकने वाली सीमाओं के भीतर रह सकता है।
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