21 मई को, भारत ने दिन के दौरान 270.8 गीगावाट (जीडब्ल्यू) की अपनी उच्चतम मांग दर्ज की, 2019 में इसी विंडो से लगभग 90 गीगावॉट की वृद्धि हुई। अक्सर भारत की गर्मियों की चरम सीमा से मिलते हैंरात में मांग फिर से बढ़ जाती है, खासकर एयर कंडीशनर के इस्तेमाल के कारण। यह यह सुनिश्चित करने के लिए दीर्घकालिक ऊर्जा भंडारण की आवश्यकता को रेखांकित करता है कि कम सौर और पवन उत्पादन की लंबी अवधि के दौरान ग्रिड विश्वसनीय बना रहे।
भारत का वर्तमान ऊर्जा भंडारण रोडमैप केवल आंशिक समाधान प्रदान करता है। 2026 दीर्घकालिक राष्ट्रीय संसाधन पर्याप्तता योजना में वित्त वर्ष 2035-36 तक 80 गीगावॉट बैटरी ऊर्जा भंडारण और 94 गीगावॉट पंप जलविद्युत ऊर्जा भंडारण (पीएचईएस) की परिकल्पना की गई है। इसका मतलब है कि औसत डिस्चार्ज अवधि क्रमशः लगभग 4 और 6 घंटे है।
यह अल्पकालिक उतार-चढ़ाव को संबोधित करने के लिए पर्याप्त हो सकता है लेकिन प्रतिकूल मौसम की स्थिति, जैसे हीटवेव के दौरान पर्याप्त नहीं हो सकता है।
इस संदर्भ में, लंबी अवधि की ऊर्जा भंडारण (एलडीईएस) प्रौद्योगिकियां, जो घंटों के बजाय दिनों तक बिजली देने में सक्षम हैं, भारत के हरित ऊर्जा संक्रमण का लापता स्तंभ बन सकती हैं।
विविध परिदृश्य
एलडीईएस उन प्रौद्योगिकियों को संदर्भित करता है जो ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं और इसे 8 घंटे से लेकर दिनों, हफ्तों या मौसमों तक विस्तारित अवधि में बिजली या थर्मल ऊर्जा के रूप में निर्वहन करते हैं। नवीकरणीय उत्पादन प्रचुर मात्रा में होने पर ऊर्जा का भंडारण करके और चरम मांग या कम उत्पादन की अवधि के दौरान इसकी आपूर्ति करके, एलडीईएस नवीकरणीय-भारी ग्रिड का समर्थन करने के लिए विश्वसनीयता और लचीलापन प्रदान कर सकता है।
इसके अलावा, छोटी अवधि की ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के विपरीत, जो 8 घंटे से कम समय के लिए ऊर्जा का निर्वहन करती है और इंट्रा-डे मांग में उतार-चढ़ाव को सुचारू करती है, एलडीईएस लंबी अवधि के लिए आपूर्ति और मांग को संतुलित करने, ग्रिड की भीड़ को कम करने और ग्रिड लचीलापन और स्थिरता प्रदान करने के लिए आवश्यक सहनशक्ति प्रदान करता है।
कई एलडीईएस प्रौद्योगिकियां आज उपलब्ध हैं, जिनमें से प्रत्येक विकास और व्यावसायिक तैयारी के विभिन्न चरणों में हैं, जिनमें पीएचईएस, संपीड़ित-वायु ऊर्जा भंडारण (सीएईएस), थर्मल स्टोरेज, हाइड्रोजन-आधारित भंडारण और फ्लो बैटरी शामिल हैं।
इनमें से पीएचईएस अपने परिपक्व बुनियादी ढांचे और 70-80% की उच्च ऊर्जा दक्षता के कारण बेंचमार्क बना हुआ है। सीएईएस में बाजार की तैयारी का स्तर समान है लेकिन दक्षता 40-70% से थोड़ी कम है। थर्मल स्टोरेज अपनी लंबी डिस्चार्ज अवधि – लगभग 200 घंटे – और 55-90% की ऊर्जा दक्षता के लिए जाना जाता है। हालाँकि, शोधकर्ता अभी भी इसे विकसित कर रहे हैं।
यद्यपि रासायनिक ऊर्जा भंडारण, जैसे कि हाइड्रोजन, में 1,000 घंटे तक की उच्च निर्वहन अवधि होती है, लेकिन यह कुशल नहीं है। वैनेडियम प्रवाह बैटरी – इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण का एक उदाहरण – व्यावसायिक रूप से तैयार हैं, विभिन्न आकारों में आते हैं, और 10-24 घंटों की अवधि में 80-85% की दक्षता रखते हैं।
वैज्ञानिक आयरन-एयर बैटरी जैसे अधिक अत्याधुनिक समाधानों पर भी काम कर रहे हैं। कुल मिलाकर, एलडीईएस परिदृश्य विविध है और आगे देखने लायक है।
वैनेडियम प्रवाह बैटरी का एक योजनाबद्ध आरेख। | फोटो साभार: कविन टीनकुल (CC BY-SA)
दीर्घकालिक भंडारण की लागत
कोई प्रौद्योगिकी जितने लंबे समय तक ऊर्जा का निर्वहन करती है, उसकी अर्थव्यवस्था उतनी ही बेहतर होती है। साथ ही अधिक ऊर्जा भंडारण करने पर लागत भी अधिक आती है। इसलिए छह घंटे से अधिक की डिस्चार्ज अवधि के लिए, छोटी अवधि की ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ लागत प्रभावी साबित होने की संभावना नहीं है।
एलडीईएस काउंसिल एक अंतरराष्ट्रीय निकाय है जो एलडीईएस प्रौद्योगिकियों के नवाचार और व्यावसायीकरण में तेजी लाने के लिए उद्योग जगत के नेताओं, प्रौद्योगिकी डेवलपर्स, निवेशकों, नीति निर्माताओं और अन्य हितधारकों को एक साथ लाता है। इसने 2030 तक एलडीईएस लागत में उल्लेखनीय कमी का अनुमान लगाया है, जिससे यह आर्थिक रूप से व्यवहार्य भंडारण समाधान बन जाएगा।
के एक अध्ययन के अनुसार प्रशांत नॉर्थवेस्ट राष्ट्रीय प्रयोगशालाअमेरिकी ऊर्जा विभाग के तहत एक शोध निकाय, पीएचईएस और सीएईएस वर्तमान में सबसे अधिक लागत प्रभावी और व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य प्रौद्योगिकियां हैं, क्रमशः $0.12/kWh और $0.10/kWh।
हालाँकि, दोनों तकनीकों को विशिष्ट साइट स्थितियों की आवश्यकता होती है। पीएचईएस को अलग-अलग ऊंचाई पर दो जल भंडारों की आवश्यकता होती है ताकि अतिरिक्त बिजली उपलब्ध होने पर पानी को ऊपरी जलाशय में पंप किया जा सके और जरूरत पड़ने पर बिजली पैदा करने के लिए नीचे की ओर छोड़ा जा सके। इस प्रकार, साइट पर जलाशयों के लिए पर्याप्त भूमि होनी चाहिए, पानी को बल के साथ नीचे बहने के लिए इष्टतम ऊंचाई का अंतर होना चाहिए, और निश्चित रूप से पानी होना चाहिए।
इसी तरह, सीएईएस को बड़े भूमिगत स्थानों की आवश्यकता होती है, जैसे कि नमक की गुफाएँ या ख़त्म हो चुके गैस क्षेत्र, जो बिना किसी बड़े रिसाव के उच्च दबाव वाली हवा को सुरक्षित रूप से पकड़ सकें।
सूरज की रोशनी जैसे स्रोत से ऊर्जा का उपयोग हवा को संपीड़ित करने के लिए किया जाता है, जिससे इसे संभावित ऊर्जा मिलती है। संग्रहीत संभावित ऊर्जा को बाद में जनरेटर के माध्यम से बिजली में परिवर्तित किया जाता है। | फोटो साभार: RCraig09 (CC BY-SA)
जहां ऐसी साइटें उपलब्ध नहीं हैं, वहां अन्य एलडीईएस विकल्प, जैसे हाइड्रोजन, थर्मल स्टोरेज या वैनेडियम फ्लो बैटरी – जो विशिष्ट भूमि, पानी और भूमिगत स्थितियों पर कम निर्भर होते हैं, अधिक उपयुक्त हो सकते हैं।
एलडीईएस पर भारत की स्थिति
बिजली, प्राकृतिक गैस, दूरसंचार और अन्य सार्वजनिक उपयोगिता सेवाओं की देखरेख के लिए जिम्मेदार कैलिफ़ोर्निया के प्राथमिक उपयोगिता नियामक, कैलिफ़ोर्निया पब्लिक यूटिलिटीज़ कमीशन ने 2 गीगावॉट का एलडीईएस खरीद लक्ष्य निर्धारित किया है। इसने कहा है कि यह क्षमता 2031 और 2037 के बीच तैनात की जाएगी।
इसी तरह, निवेश को अनलॉक करने और तैनाती में तेजी लाने के लिए, यूके ने एलडीईएस के लिए एक वित्तीय ढांचा लॉन्च किया है जो निवेशकों के लिए एक सुरक्षा जाल प्रदान करता है। अन्य उपायों के अलावा, यह सुनिश्चित करेगा कि एलडीईएस परियोजनाओं को खराब बाजार स्थितियों में भी न्यूनतम राजस्व मिले।
प्रति ए 2026 रिपोर्ट केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण के अनुसार, भारत की PHES क्षमता लगभग 267 GW है। रिपोर्ट में यह भी कहा गया है कि भारत 2035-2036 तक 100.8 गीगावॉट की कुल क्षमता के साथ PHES परियोजनाएं स्थापित करने की योजना बना रहा है। इसमें से 11.6 गीगावॉट अभी निर्माणाधीन है।
2025 की शुरुआत में, भारत भी लॉन्च किया गया कर्नाटक के कुडगी में नेशनल थर्मल पावर कॉरपोरेशन (एनटीपीसी) में 160 मेगावाट कार्बन डाइऑक्साइड बैटरी भंडारण प्रणाली। यह तरल और गैस चरणों के बीच कार्बन डाइऑक्साइड का चक्रण करके काम करता है और इसका परिचालन जीवन 25 वर्ष से अधिक है। इसके बाद उद्घाटन किया गया देश का पहला एमडब्ल्यूएच-स्केल वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी सिस्टम – ग्रेटर नोएडा में एनटीपीसी में 3-मेगावाट सुविधा स्थापना।
प्रस्तावित रोडमैप
नीति और विनियम: जबकि दीर्घकालिक राष्ट्रीय संसाधन पर्याप्तता योजना पावर ग्रिड विश्वसनीयता बनाए रखने में ऊर्जा भंडारण की भूमिका को स्वीकार करती है, यह विशेष रूप से एलडीईएस की आवश्यकता को मान्यता नहीं देती है।
इस अंतर को दूर करने के लिए, एलडीईएस को ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को बढ़ावा देने के लिए विद्युत मंत्रालय के राष्ट्रीय ढांचे में शामिल किया जाना चाहिए, साथ ही ग्रिड संचालन में इसकी तैनाती और एकीकरण पर दिशानिर्देश भी शामिल किए जाने चाहिए।
इसी प्रकार, जबकि राष्ट्रीय विद्युत योजना बैटरी ईएसएस और पीएचईएस के लिए अनुमानित क्षमताओं की रूपरेखा तैयार करती है, यह एलडीईएस के लिए प्रौद्योगिकी-विशिष्ट आकलन या तैनाती मार्ग प्रदान नहीं करती है।
नवीकरणीय-समृद्ध बिजली प्रणाली में एलडीईएस के बढ़ते महत्व को देखते हुए, भविष्य की योजना के अभ्यास में एलडीईएस आवश्यकताओं का अनुमान शामिल होना चाहिए और भारत के चरम मौसम और भौगोलिक परिस्थितियों के लिए सबसे उपयुक्त प्रौद्योगिकियों की पहचान करनी चाहिए।
निवेश को अनलॉक करने के लिए तेज़ पर्यावरण और भूमि मंजूरी, ट्रांसमिशन संरेखण और स्पष्ट नियामक वर्गीकरण भी महत्वपूर्ण हैं।
बाज़ार विकास और वित्त: सब्सिडी और व्यवहार्यता-अंतराल वित्तपोषण सहित प्रोत्साहन संरचना, प्रौद्योगिकी-अज्ञेयवादी होनी चाहिए और डेटा केंद्रों के साथ सह-स्थान के अवसरों को प्रोत्साहित करना चाहिए। जैसे-जैसे बाजार परिपक्व होता है, ध्यान दीर्घकालिक राजस्व अनुबंधों, टैरिफ संरचनाओं और खरीद ढांचे पर स्थानांतरित होना चाहिए।
हितधारक जागरूकता: उपलब्ध एलडीईएस समाधानों के बारे में सभी हितधारकों के बीच जागरूकता पैदा करने के लिए गहन प्रयास किए जाने चाहिए और उनके ग्रिड उपयोग के मामलों को प्रस्तुत किया जाना चाहिए। इस प्रयास के हिस्से के रूप में, डिस्पैच केंद्रों को इष्टतम डिस्पैच, बहु-दिवसीय चार्ज-डिस्चार्ज निर्णय, सभी मौसमों में प्रभारी प्रबंधन और एलडीईएस के लिए उचित दिशानिर्देशों और प्रोटोकॉल के साथ भंडारण परिसंपत्तियों में समन्वय का समर्थन करने के लिए कौशल वृद्धि और प्रशिक्षण के लिए कर्मचारियों को तैनात करने के लिए निर्देशित किया जाना चाहिए।
हालांकि, एलडीईएस को शामिल करने की योजना के बिना, भारत के स्वच्छ ऊर्जा भविष्य को अनुकूल मौसम और बाजार स्थितियों पर निर्भर रहने के लिए मजबूर किया जा सकता है।
एडना कुरियन एक विश्लेषक हैं और अम्मू सुज़ाना जैकब एक शोध-आधारित थिंक-टैंक, सेंटर फॉर स्टडी ऑफ साइंस, टेक्नोलॉजी एंड पॉलिसी (सीएसटीईपी) में एनर्जी स्टोरेज समूह में एक वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक हैं।