સળગતો બરફ, જેનાથી કદાચ ઉત્પન્ન કરી શકાશે વીજળી

જાપાનની આસપાસ સમુદ્રની તળેટીની નીચે મિથેનના ભંડારો જમા છે જે બરફના પીંજરામાં ફસાયેલા છે.

કેટલીક જગ્યાઓ ઉપર આ ભંડારની ઉપર જમા થયેલો કાદવ દૂર થયો છે જેનાથી આ સફેદ બરફના કેટલાક ટુકડા સમુદ્રની સપાટી ઉપર આવી ગયા છે.

આ બિલકુલ બરફ જેવા દેખાય છે. એને હથેળી ઉપર મૂકીએ તો ઝણઝાણાટી અનુભવાય છે પરંતુ એને દીવાસળી ચાંપિયે તો એ પીગળતા નથી બલકે સળગી ઊઠે છે.

સમુદ્રતળમાંથી કાઢીને આના મિથેનને ઈંધણ રૂપે ઉપયોગમાં લેવા માટે મોટા મોટા આંતરરાષ્ટ્રીય સંશોધન કાર્યક્રમ અને કંપનીઓ કામે લાગી ગઈ છે.

જો બધુ જ આયોજન મુજબ થયું તો આગલો દશકો પૂરો થતાં પહેલાં આ બળી શકે એવા બરફને કાઢવાનું કાર્ય શરૂ થઈ શકે છે. પરંતુ અત્યાર સુધીની સફર સરળ નહોતી.

એમાં કોઈ સંદેહ નથી કે મિથેન હાઇડ્રેટ ઈંધણનો મુખ્ય સ્રોત હોઈ શકે છે.

તાજેતરના અનુમાનો મુજબ કાર્બનનું કુલ પ્રમાણ અન્ય અવશેષ ઈંધણ (તેલ, ગૅસ અને કોલસા)ના એક તૃતિયાંશ હોઈ શકે છે.

ઘણા દેશ મુખ્યત્વે જાપાન એને કાઢવા ઇચ્છે છે. સમસ્યા આ ગૅસને કાઢવાની અને તેને સમુદ્રમાંથી બહાર લાવવાની છે.

યૂએસ જિયોલૉજિકલ સર્વેના ગૅસ હાઇડ્રેટ પ્રોજેક્ટની પ્રમુખ કૈરોલીન રપેલ કહે છે, "અમે નીચે જઈને ત્યાંથી આ બરફ જેવા ભંડારનું ખનન નથી કરવાના."

બધો જ આધાર ભૌતિક વિજ્ઞાન ઉપર છે. મિથેન હાઇડ્રેટ દબાણ અને તાપમાન પ્રત્યે એટલા સંવેદનશીલ છે કે સામાન્ય રીતે ખોદાણ કરીને તેને ધરતી ઉપર લાવવો શક્ય નથી.

આ સમુદ્ર તળથી કેટલાય સો મીટર નીચે બને છે, જ્યાં ધરતી કરતાં વધુ દબાણ હોય છે અને તાપમાન શૂન્ય ડીગ્રી સેલ્સિયસની આસપાસ.

સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં બહાર લાવવાથી આ બરફ તૂટી જાય છે અને ઉપયોગ કરતાં પહેલાં જ મિથેન બહાર આવી જાય છે. પરંતુ આની બીજી રીત પણ છે.

રપેલ કહે છે, "તમે સમુદ્રની તળેટીના ભંડારને મિથેન છોડવા માટે તૈયાર કરી શકો છો, પછી જે ગૅસ બહાર આવે તેને કાઢી શકો છો."

જાપાન સરકારના ફંડથી ચાલી રહેલા એક રિસર્ચ પ્રોગ્રામમાં બરાબર આમ જ કરવાનો પ્રયત્ન કરવામાં આવી રહ્યો છે.

ઘણાં વર્ષોની શરૂઆતની રિસર્ચ પછી 2013માં મિથેન હાઇડ્રેટ ભંડારના કેટલાક સ્પૉટ નક્કી કરવામાં આવ્યા છે.

જાપાનના ઑઈલ, ગૅસ અને મેટલ્સ નેશનલ કૉર્પોરેશનમાં મિથેન હાઇડ્રેટ રિસર્ચ અને ડેવલપમૅન્ટ ગ્રૂપના કમિશનર કોઝી યામામોટાનો દાવો છે કે "દુનિયામાં પહેલીવાર આવું થયું."

પરીક્ષણનો દોર

વૈજ્ઞાનિક જાપાનના પૂર્વ કિનારા ઉપર નનકાઈ ખાડીની તળેટીમાં મિથેન હાઇડ્રેટના ભંડારમાં ડ્રીલ કરીને ત્યાંથી ગૅસ કાઢવામાં સફળ થયા છે.

ભંડારની ઉપર દબાણ ઘટાડીને તે ગૅસને મુક્ત કરવામાં અને તેને એકત્ર કરવામાં સફળ થયા છે.

આ પરીક્ષણ છ દિવસ સુધી ચાલ્યું, પછી એ કૂવામાં રેત ભરાઈ ગઈ અને વિતરણ અટકી ગયું.

2017માં નનકાઈ ખાડીમાં જ બીજું પરીક્ષણ થયું. આ વખતે સંશોદકોએ બે કૂવા બનાવ્યા.

પહેલા કૂવામાં ફરીથી રેતી વાળી સમસ્યા આવી. પરંતુ બીજો કૂવા કોઈ પણ તકનીકી સમસ્યા વગર 24 દિવસ સુધી ચાલ્યો.

આ પરીક્ષણો ઓછા દિવસો સુધી ચાલ્યાં પરંતુ એ જાણકારી મળી કે જાપાનમાં ઉપયોગી કાર્બન-આધારિત પ્રાકૃતિક સંસાધન છે અને તેને કાઢવાની સંભાવનાઓ છે.

હવાઈના નેચરલ એનર્જી ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં મિથેન હાઇડ્રેટ ઉપર કામ કરી ચૂકેલા સંશોધન વિશ્લેષક આઈ ઓયામા જણાવે છે કે લોકોની પ્રતિક્રિયાઓ મિશ્ર હતી.

કેટલાક લોકોએ આ વાત પસંદ કરી કે જાપાન ઊર્જાને મુદ્દે આત્મનિર્ભર થઈ જશે.

પરંતુ કેટલાક અન્ય લોકોને ચિંતા થઈ કે આ તકનીકથી ટેક્ટોનિક પ્લેટની સીમા પાસે સમુદ્રની તળેટીમાં હિલચાલ થશે.

"લોકો તળેટીમાં કંઈ પણ કરવાથી ડરી ગયા. આ જગ્યા અસ્થિર મનાય છે અને અહીંયા ભૂકંપ આવતા રહે છે."

ડર એ છે કે મિથેન હાઇડ્રેટના ભંડારમાં એક જગ્યાએ દબાણ ઓછું કરવાથી આખા ભંડાર અસ્થિર થઈ શકે છે.

રપેલ કહે છે, "લોકો ચિંતિત છે કે અમે ગૅસ હાઇડ્રેટથી મિથેન કાઢવા લાગીશું અને એવી સ્થિતિમાં પહોંચી જઈશું જ્યાં અમે તેને અટકાવી નહીં શકીએ."

સમસ્યા બે છે - પહેલી એ કે સમુદ્રમાં ઘણા બધા મિથેન મુક્ત ગૅસ થઈ જશે જે પર્યાવરણમાં ગ્રીનહાઉસ ગૅસની માત્રા વધારી દેશે.

બીજી સમસ્યા એ છે કે મિથેન હાઇડ્રેટથી મિથેન નીકળશે તો તેમાંથી ઘણું બધું પાણી પણ નીકળશે.

સમુદ્રની તળેટીની નીચે જામેલા કાંપમાં પાણીની માત્ર વધશે તો તે અસ્થિર થઈ જશે.

કેટલાક પર્યાવરણવિદોને ડર છે કે આનાથી સુનામી પણ આવી શકે છે.

સુનામીનું જોખમ!

રુપેલ કહે છે કે મિથેન હાઇડ્રેટના ભૌતિક ગુણ આમાંથી ઘણાં સંભવિત જોખમો ઉપર વિરામ લગાવી દે છે.

ભંડારમાંથી મિથેન મુક્ત કરાવવા માટે ઊર્જાની જરૂર પડે છે. દબાણ ઓછું કર્યા વગર અથવા તાપમાન વધાર્યા વગર મિથેન હાઇડ્રેટના ભંડારમાંથી ગૅસ કાઢવો એ સંભવ નથી.

જો આવું કંઈ કરવામાં ના આવે તો ભંડારમાં મિથેન હાઇડ્રેટ સ્થિર બની રહે છે.

રુપેલના અનુસાર, "સમસ્યા હકીકતમાં ઊંધી છે. તમે ગૅસ કાઢવાની પ્રક્રિયા શરૂ કરી શકો છો, પરંતુ આ કામ ચાલુ રાખવા માટે તમારે વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે."

"બેલગામ પ્રતિક્રિયાની કોઈ સંભાવના નથી. વળી, જાપાન મિથેન હાઇડ્રેટના ઉત્પાદનના પહેલાં પર્યાવરણ ઉપર થનારી અસરનું અધ્યયન કરવામાં જોતરાયેલો છે."

યામામોટો કહે છે કે 2013ના પહેલા પરીક્ષણ અને 2017ના બીજા પરીક્ષણના આંકડાઓમાંથી આવા કોઈ સંકેત નથી મળતા કે આ તકનીક સમુદ્રની તળેટીને અસ્થિર કરી દેશે.

પરંતુ જાપાનમાં પ્રાકૃતિક આપદાઓના લાંબા ઇતિહાસને જોતા લોકો કોઈ પ્રકારનું જોખમ લેવા નથી માંગતા.

યામામોટો કહે છે, "અમને લાગે છે કે ગૅસ હાઇડ્રેટનું ઉત્પાદન પર્યાવરણ માટે સુરક્ષિત છે. તેમ છતાં જનતાને આની નકારાત્મક અસરની બાબતે ચિંતા છે."

જ્યાં સુધી સમુદ્રતળની નીચે જમા ભંડારની વાત છે તો એક અન્ય પ્રકારના મિથેન હાઇડ્રેટ ભંડારને સંશોધકોનું ધ્યાન ખેંચ્યું છે.

જાપાનના પશ્ચિમમાં જાપાન સાગરના તળથી થોડું જ નીચે છીછરા ભંડારને કાઢવાનો પણ પ્રયત્ન થઈ રહ્યો છે. આ છીછરા ભંડાર સુધી પહોંચવાના જુદા જોખમ છે.

યૂએસ જિયોલૉજીકલ સર્વેના ગૅસ હાઇડ્રેટ પ્રોજેક્ટના સીનિયર વૈજ્ઞાનિક ટીમ કૉલેટ કહે છે, "આ બહુ જ સક્રિય જૈવિક પરિવેશ છે. ઘણાં જીવ સંપૂર્ણપણે મિથેન ઉપર આધારિત છે."

આ પરિવેશ વિશિષ્ટ જીવોથી ભરેલા છે. બૅક્ટેરિયાથી માંડીને મોટા ટ્યૂબવોર્મ અને કરચલા મિથેનને ઊર્જાના સ્રોત તરીકે ઉપયોગમાં લે છે.

દુનિયાના અન્ય ભાગોમાં જ્યાં મિથેન ઉપર જીવતા રહેતા જીવો રહે છે, ત્યાં તેમને દુર્લભ પ્રાકૃતિક પરિવેશના રૂપમાં સંરક્ષિત કરવામાં આવ્યા છે.

જામેલી જમીનની નીચે

મિથેન હાઇડ્રેટ કાઢવાના જાપાનના મુખ્ય પ્રયાસ સમુદ્રની તળેટી વાળા ભંડારમાં નથી, બલકે જાપાન એ જગ્યાએથી મિથેન કાઢવા ઇચ્છે છે જ્યાં એ સ્થાયી રૂપે જામેલી અવસ્થામાં છે.

ધ્રુવીય વિસ્તારોમાં જમીનની ઉપર જામી ગયેલા પથ્થરો અને માટીના પોપડામાં અને ઊંચા ઠંડા પહાડમાં મિથેન હાઇડ્રેટના ભંડાર છે.

જાપાની સંશોધક અલાસ્કાના ઉત્તર ઢાળમાં મિથેન હાઇડ્રેટ કાઢવાના મહત્ત્વાકાંક્ષી પ્રોજેક્ટમાં મદદ કરી રહ્યા છે.

ડિસેમ્બરમાં જાપાનના નેશનલ રીસર્ચ કાર્યક્રમના સંશોધક યૂએસ જિયોલૉજિકલ સર્વે અને યૂએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઑફ ઍનર્જીની સાથે મળીને પ્રોડક્શન ટેસ્ટ સાઇટ ઉપર કામ શરૂ કરશે.

મિથેન હાઇડ્રેટનો આ સ્રોત બહુ અલગ છે, પરંતુ એને કાઢવાની રીત લગભગ એકસરખી છે.

કૉલેટ કહે છે, "જામી ગયેલી સપાટીની નીચે દબાયેલા ભંડારમાં દબાણ અને તાપમાનની પરિસ્થિતિ લગભગ એવી જ છે જેવી નનકાઈની ખાડીમાં છે."

"જ્યાં સુધી અમારી જાણકારી છે, આર્કટિક અને સમુદ્રી પરિસ્થિતિઓ બહુ જ અલગ છે, પરંતુ ભંડારના ભૌતિક ગુણ અને કાદવમાં તે કેવી રીતે મળે છે એ સમાન છે."

અલાસ્કામાં ઉપયોગમાં લેવાતી ઉત્પાદનની તકનીકને પછીથી સમુદ્રી વાતાવરણમાં પણ ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. છતાં પણ પડકારો મોટા છે.

ધરતી હોય કે સમુદ્રની અંદર, લાંબા સમય સુધી ક્યાંય પણ મિથેન હાઇડ્રેટનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું નથી. કૉલેટ કહે છે, "અમે હજુ પણ અનુસંધાનની અવસ્થામાં છીએ."

મિથેન હાઇડ્રેટ ભંડારથી ગૅસ કાઢવાની મુશ્કેલીઓ અને તેની સાથે જોડાયેલી ચિંતાઓને જોતા જાપાન આ ક્ષેત્રે મોટું રોકાણ કરવાનું જોખમ લઈ રહ્યો છે.

જાપાનની પાસે પોતાના કાર્બન-આધારિત ઊર્જા સ્રોત નથી. ઘરેલુ ઊર્જાના અન્ય વિકલ્પો પણ સીમિત છે. આ સ્થિતિમાં મિથેનનો મુશ્કેલ સ્રોત પણ તેના માટે આકર્ષક છે.

યામામોટો કહે છે, "જાપાન ભારે માત્રામાં પ્રાકૃતિક ગૅસની આયાત કરે છે, પરંતુ આ બહુ જ મોઘું છે. જો અમારી પાસે અમારો સ્રોત હોય તો જાપાનની ઊર્જા સુરક્ષામાં મદદ મળશે."

ઊર્જા સુરક્ષા

મિથેન હાઇડ્રેટ મૂળ સ્વરૂપે પ્રાકૃતિક ગૅસનો જ બીજો સ્રોત છે અને આને પેટાવવાથી જળવાયું પરિવર્તન થશે.

કૉલેટ કહે છે, "ગૅસ હાઇડ્રેટ પણ એક અવશેષ ઈંધણ છે. અવશેષ ઈંધણો સાથે જોડાયેલા તમામ સામાજિક અને પર્યાવરણ સંબંધી સમસ્યાઓ આની ઉપર પણ લાગુ પડે છે."

મિથેન હાઇડ્રેટ જો જાપાનના ઊર્જા ભવિષ્યમાં કોઈ ભૂમિકા નિભાવે છે તો આ અવશેષ ઈંધણથી રિન્યુએબલ ઊર્જા તરફ સંક્રમણમાં પુલનું કામ કરશે.

પ્રાકૃતિક ગૅસ અવશેષ ઈંધણોમાં સૌથી ઓછા કાર્બનનું ઉત્સર્જન કરનારાં ઈંધણ છે. કોલસા અથવા તેલની સામે આમાં ઓછા કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઉત્સર્જન થાય છે.

છતાં પણ આ એક કાર્બન-આધારિત ઈંધણ છે અને તેને બાળવાથી એ જળવાયું પરિવર્તનમાં યોગદાન આપે છે.

કોઝી યામામોટો કહે છે, "આપણે રિન્યુએબલ એનર્જી તરફ જવાની આવશ્યકતા છે. પરંતુ સંપૂર્ણપણે જવામાં ઘણો સમય લાગશે."

રપેલ ટ્રાન્ઝીશન ઈંધણના રૂપમાં ગૅસ હાઇડ્રેટને અગત્યનો માને છે. તેમનું કહેવું છે કે જો જાપાન આ ભંડારોથી કારગર પ્રકારે મિથેન ઉત્પાદન કરવામાં સફળ થશે તો આ તેને ભવિષ્યની ઊર્જા સુધી લઈ જશે.

ભવિષ્યમાં આની ભૂમિકા એટલી ઉપયોગી બનશે, તે એ વાત ઉપર આધાર રાખશે કે કેટલી ઝડપે મિથેન હાઇડ્રેટનું વ્યવસાયિક ઉત્પાદન શરૂ થાય છે.

જાપાન સરકારના નવા સ્ટ્રેટેજિક ઍનર્જી પ્લાન મુજબ 2023થી 2027ની વચ્ચે મિથેન હાઇડ્રેટનું વ્યવસાયિક ઉત્પાદન શરૂ થવાની આશા સેવાઈ રહી છે.

આ લક્ષ્ય થોડું મહત્ત્વાકાંક્ષી દેખાય છે. ટોક્યો યુનિવર્સિટીના ફ્રંટિયર રિસર્ચ ફૉર ઍનર્જી એન્ડ રિસોર્સીઝના રિસર્ચર જૂન માત્સુશિમા 2030થી 2050 દરમિયાન ઉત્પાદન શરૂ થવાનું અનુમાન લગાવી રહ્યા છે. .

તેઓ કહે છે, "મિથેન હાઇડ્રેટના વ્યવસાયિક ઉત્પાદનમાં હજુ લાંબી સફર કાપવાની છે."

રપેલ કહે છે કે લાંબા સમય સુધી ઉત્પાદનનું પરીક્ષણ કોઈ પણ તકનીકી સમસ્યા અથવા બજેટની તકલીફો વગર સફળ થાય છે કે નહીં, એની ઉપર પણ ઘણું બધું આધાર રાખે છે.

રપેલનું અનુમાન છે કે 2025 સુધીમાં કેટલાક મહિનાઓથી માંડીને કેટલાક એક વર્ષ સુધી લાંબુ પરીક્ષણ કરવામાં આવશે.

સીમિત સમય સુધી ઉપયોગી

જાપાન રિન્યુએબલ એનર્જી તરફ આગળ વધી રહ્યો છે. તે કાર્બન ઉત્સર્જન ઘટાડી રહ્યો છે.

જેમ-જેમ રિન્યુએબલ એનર્જીની તકનીક બહેતર અને સસ્તી થઈ રહી છે, તેમ-તેમ અવશેષ ઈંધણ (મિથેન હાઇડ્રેટ સહીત)ની ભૂમિકા ઓછી થઈ રહી છે.

ગૅસ હાઇડ્રેટના ભંડારમાંથી મિથેન કાઢવામાં જેટલો વધુ સમય લાગશે, એના ઉપયોગની અવધી એટલી જ ઓછી હશે.

કૉલેટ કહે છે, કે એક બીજી સંભાવના એ પણ છે કે એક નવા અવશેષ ઈંધણ સુધીની પહોંચ સુલભ બની જવાથી રિન્યુએબલ ઍનર્જીમાં સંક્રમણ ધીમું થઈ જશે.

કાર્બનનો આ સ્રોત વ્યવસાયિક ધોરણ ઉપર કાઢવામાં આવનાર અવશેષ ઈંધણના છેલ્લા નવાં રૂપોમાનું એક હોઈ શકે છે.

અવશેષ ઈંધણ સમાપ્ત થવાની સંભાવનાની વચ્ચે આ જ એક ઈંધણ છે જેનો વિકાસ હજુ નથી થઈ શક્યો.

મિથેન હાઇડ્રેટ કાઢવાની દોડ રસપ્રદ છે. સંશોધકો એક એવા લક્ષ્ય ઉપર કામ કરી રહ્યા છે જેને વિશે સંભાવના છે કે તેઓ જ્યાં સુધી લક્ષ્ય સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી રિન્યુએબલ ઊર્જા તેને અપ્રસ્તુત બનાવી દે.

મિથેન હાઇડ્રેટનું જીવન સીમિત પણ હોઈ શકે છે. હવે જોવાનું એ છે કે શું જાપાન અને અન્ય દેશ એના નાકમાં થઈ જતા પહેલા વ્યાપક ધોરણે તેના સુધી પહોંચી શકે છે કે નહીં.

તમે અમને ફેસબુક, ઇન્સ્ટાગ્રામ, યુટ્યૂબ અને ટ્વિટર પર ફોલો કરી શકો છો