कृषी कचऱ्याचा 2जी इथेनॉलमध्ये पुनर्वापर

लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमासमध्ये शेतीचे अवशेष, लाकूडतोडे आणि गवत यांसारख्या वनस्पती-आधारित पदार्थांचा समावेश आहे, ज्याचा जैवइंधन आणि इतर जैव-आधारित उत्पादनांसाठी व्यवहार्य कच्चा माल म्हणून शोध घेतला जात आहे. जागतिक स्तरावर उर्जेची मागणी वाढत असताना आणि कार्बन उत्सर्जन कमी करण्याची गरज अधिक निकडीची होत असताना, लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमासकडे जैवऊर्जा क्षेत्रात एक प्रमुख उपाय म्हणून पाहिले जात आहे. अक्षय इंधन आणि जैव-आधारित रसायनांसाठी शाश्वत कच्चा माल म्हणून लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमासची क्षमता वाढत असल्याने त्याची मागणी वाढत आहे. एकेकाळी केवळ उप-उत्पादने म्हणून पाहिले जाणारे लिग्नोसेल्युलोसिक कचरा आणि अवशेष आता इथेनॉल आणि बायोगॅस सारख्या जैवइंधनांच्या उत्पादनात मौल्यवान संसाधने म्हणून ओळखले जात आहेत.

लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास बाजारपेठ लक्षणीयरीत्या वाढण्याची अपेक्षा आहे, ज्यामध्ये लाकूड हे प्राथमिक स्त्राsत आणि जैवऊर्जा उत्पादन हे प्रमुख अनुप्रयोग म्हणून चालना मिळेल. लाकूड हे स्त्राsत विभागात वर्चस्व गाजवण्याचा अंदाज आहे, तर जैवऊर्जा उत्पादन हे लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमाससाठी एक अग्रगण्य अनुप्रयोग राहील. शाश्वत ऊर्जा उपाय आणि अक्षय संसाधनांची मागणी वाढत असल्याने या विभागांकडून एकूण बाजारपेठेच्या विस्ताराला चालना मिळण्याची अपेक्षा आहे. 2025 पर्यंत लाकूड लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास बाजारपेठेतील 38 टक्के हिस्सा व्यापेल अशी अपेक्षा आहे. लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमासचा सर्वात जास्त वापरला जाणारा स्रोत म्हणून, लाकूड अनेक फायदे देते, ज्यामध्ये त्याची विस्तृत उपलब्धता, उच्च ऊर्जा सामग्री आणि विविध औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी योग्यता यांचा समावेश आहे. बायोएनर्जी उत्पादन लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास बाजारपेठेतील 15 टक्के हिस्सा व्यापत आहे. लाकूड, कृषी अवशेष आणि समर्पित ऊर्जा पिके यासारख्या बायोमास सामग्रीचे जैवइंधन आणि बायोगॅसमध्ये रूपांतर करून वीज आणि उष्णता निर्माण केली जाते, ज्यामुळे जीवाश्म इंधनांना शाश्वत पर्याय मिळतो.

बाजाराची गतिमानता

लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास उद्योगाला चालना देण्यात संशोधन आणि विकास महत्त्वाची भूमिका बजावतो. पारंपारिक पेट्रोकेमिकल-व्युत्पन्न उत्पादनांसाठी शाश्वत पर्याय विकसित केल्याने कंपन्यांसाठी नवीन संधी निर्माण होण्याची शक्यता आहे. कचरा कमी करणे आणि संसाधन कार्यक्षमता वाढवणे हे उद्दिष्ट बाजाराच्या वाढीला चालना देईल अशी अपेक्षा आहे. अक्षय संसाधने आणि शाश्वत पद्धतींना प्रोत्साहन देणारी सहाय्यक धोरणे आणि नियम अधिक उत्पादकांना आकर्षित करतील अशी अपेक्षा आहे. जगभरातील बहुतेक कंपन्या लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास अनुप्रयोगांशी संबंधित संशोधन आणि विकासात गुंतवणूक करत आहेत. भारतात या क्षेत्रात खूप मोठी संधी आहे. बहुतेक कृषी अवशेष जाळण्यासाठी वापरले जातात, जे जैवइंधनात पुनर्निर्मित केले जाऊ शकतात. ते शेतकऱ्यांसाठी मौल्यवान आणि फायदेशीर आहे. पारंपारिक जीवाश्म इंधनांच्या शाश्वत आणि अक्षय पर्यायांमध्ये वाढत्या रसामुळे, लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास लोकप्रिय होत आहे. बायोमास वापर सामान्यत: कार्बन-तटस्थ मानला जातो कारण त्याच्या ज्वलनादरम्यान उत्सर्जित होणारा कार्बन डायऑक्साइड वनस्पतींनी त्यांच्या वाढीदरम्यान शोषलेल्या कार्बन डायऑक्साइडच्या प्रमाणाइतकाच असतो. यामुळे जीवाश्म इंधन जाळण्याच्या तुलनेत निव्वळ हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी होण्यास हातभार लागतो, ज्यामुळे लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास बाजारातील मागणी आणखी वाढते.

हवामान बदल, ऊर्जा सुरक्षा आणि पारंपारिक पेट्रोल आणि डिझेलवरील अवलंबित्व कमी करण्याच्या इच्छेमुळे सेल्युलोसिक इथेनॉल आणि प्रगत जैवइंधनांसह जैवइंधनांची मागणी वाढत आहे. लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास, त्याच्या उच्च सेल्युलोज सामग्रीसह, जैवइंधन उत्पादनासाठी एक प्रमुख कच्चा माल आहे, जो त्याच्या उच्च मागणीत आणखी योगदान देतो आणि जागतिक बाजारपेठ वाढवतो. लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमासचा वापर जैवऊर्जा, जैवइंधन, जैवरासायनिक, बायोप्लास्टिक्स, बांधकाम साहित्य आणि बरेच काही यासह विस्तृत अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो. त्याची बहुमुखी प्रतिभा ते विविध उद्योगांसाठी योग्य बनवते, ज्यामुळे त्याचा व्यापक अवलंब होत आहे. जैवतंत्रज्ञान, जैवरासायनिक अभियांत्रिकी आणि प्रक्रिया ऑप्टिमायझेशनमधील चालू प्रगतीमुळे लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास रूपांतरण तंत्रज्ञानाची कार्यक्षमता आणि खर्च-प्रभावीता सुधारली आहे. या प्रगतीमुळे बायोमास-आधारित प्रक्रिया अधिक स्पर्धात्मक आणि व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य बनल्या आहेत. 2025 मध्ये लिग्नोसेल्युलोसिक बायोमास उत्पादनांचा बाजार आकार 4.61 अब्ज अमेरिकन डॉलर्सचा आहे. 2035 मध्ये तो 9.76 अब्ज अमेरिकन डॉलर्सने वाढण्याची शक्यता आहे. 2025 ते 2035 दरम्यान वाढीचा सीएजीआर 7.8 टक्के असण्याचा अंदाज आहे.

प्रकल्पाची गरज

गेल्या दशकात, सरकारने इथेनॉल मिश्रित पेट्रोल कार्यक्रम, राष्ट्रीय जैवडिझेल अभियान आणि जैवडिझेल मिश्रण कार्यक्रम यासारख्या संरचित कार्यक्रमांद्वारे देशात जैवइंधनाला प्रोत्साहन देण्यासाठी अनेक हस्तक्षेप केले आहेत. मागील अनुभव आणि मागणी पुरवठ्याच्या स्थितीपासून शिकत, सरकारने किंमत, प्रोत्साहन, इथेनॉल उत्पादनासाठी पर्यायी मार्ग उघडणे, मोठ्या प्रमाणात आणि किरकोळ ग्राहकांना बायोडिझेलची विक्री, संशोधन आणि विकास इत्यादींवर लक्ष केंद्रित करून या कार्यक्रमांमध्ये सुधारणा केली आहे. या पावलांनी देशातील जैवइंधन कार्यक्रमावर रचनात्मक प्रभाव पाडला आहे. बायोइथेनॉल साखरयुक्त पदार्थ, स्टार्चयुक्त पदार्थ, सेल्युलोज आणि लिग्नोसेल्युलोज पदार्थ यासारख्या अनेक स्रोतांमधून तयार केले जाऊ शकते, ज्यामध्ये पेट्रोकेमिकल मार्गाचा समावेश आहे. तथापि, इथेनॉल मिश्रित पेट्रोल कार्यक्रमाच्या सध्याच्या धोरणानुसार, पेट्रोकेमिकल मार्गासह मोलॅसेस, सेल्युलोज आणि लिग्नोसेल्युलोज मटेरियल सारख्या गैर-अन्न खाद्य स्टॉकमधून बायोइथेनॉल खरेदी करण्याची परवानगी आहे.

या धोरणात “बी” जड मोलॅसेसपासून तसेच थेट उसाच्या रसापासून इथेनॉल उत्पादन करण्याची परवानगी आहे. या धोरणात जे मानवी वापरासाठी अयोग्य आहेत, जसे गहू, तुटलेले तांदूळ इत्यादी खराब झालेल्या अन्नधान्यांपासून इथेनॉल उत्पादन करण्याची परवानगी आहे. सध्या, इथेनॉल मिश्रित पेट्रोल कार्यक्रमासाठी इथेनॉल साखर उद्योगाच्या उप-उत्पादन म्हणून मोलॅसेस मार्गाने येते. या धोरणामुळे आयात कमी होईल, स्वच्छ पर्यावरणाला प्रोत्साहन मिळेल, आरोग्य फायदे मिळतील, कचरा व्यवस्थापन फायदे मिळतील, ग्रामीण पायाभूत सुविधा वाढतील आणि ग्रामीण भागातील शेती उत्पन्नात भर पडेल.

शेती कचरा हे एक उप-उत्पादन आहे, जे काही ठिकाणी जनावरांसाठी चारा म्हणून वापरले जाते. परंतु, बहुतेक शेतकऱ्यांना त्याची क्षमता कळत नाही. कचरा खड्ड्यात टाकला जातो आणि त्यावर आग लावली जाते. ही पद्धत केवळ वायू प्रदूषणात भर घालते आणि सर्वसाधारणपणे पर्यावरणासाठी हानिकारक आहे. सध्या, देशात स्थापित केलेल्या 1जी इथेनॉल प्लांटची एकूण क्षमता केवळ 2.5 अब्ज लिटर इंधन उत्पादनापर्यंत पोहोचते. दुसरीकडे, तेल-आधारित उद्योगांना दरवर्षी 5 अब्ज लिटरची मागणी आहे. 2जी इथेनॉल शेतीच्या कचऱ्यापासून येते; जे मुबलक प्रमाणात उपलब्ध आहे आणि ते एक नैसर्गिक उप-उत्पादन आहे. हा प्रकल्प पर्यावरणपूरक आहे आणि या प्रदेशातील शेतकऱ्यांसाठी फायदेशीर आहे. मध्य प्रदेशात खरीप हंगामात सोयाबीन हे मुख्य पीक आहे. 80 टक्क्यांहून अधिक जमीन सोयाबीन पिकाखाली आहे, त्यानंतर उडीद, मका आणि ज्वारीचा क्रमांक लागतो. सोयाबीन, मका आणि भाताच्या गवतामध्ये किण्वन दर जास्त असतो. शेतीतील कचऱ्याचा उत्पादक वापरासाठी पुनर्वापर केला जातो. या प्रदेशात वर्तुळाकार अर्थव्यवस्था उत्तम प्रकारे कार्य करते. शेतीतील कचरा शेतात साठवला जातो आणि नंतर तो हिवाळ्यात किंवा उन्हाळ्यात विकला जातो.

आर्थिक फायदे

भारतात, दरवर्षी सुमारे 70 दशलक्ष टन इंधन केवळ सार्वजनिक वाहतुकीसाठी वापरले जाते. जैवइंधन आणि डिझेलच्या राष्ट्रीय धोरणानुसार किमान 5 टक्के जैवइंधन डिझेलमध्ये मिसळले पाहिजे. 2020 पर्यंत हे प्रमाण 20 टक्केपर्यंत वाढवण्याची सरकारची योजना आहे. 1जी जैवइंधन प्रकल्पांमुळे, भारत या मागणीच्या फक्त 3 टक्केपर्यंतच भागवू शकेल. परंतु जर देशभरात असे जैवइंधन प्रकल्प उभारले गेले तर 2जी  इथेनॉल उत्पादनात वाढ झाल्याने मागणी वाढू शकते. प्रकल्पामुळे प्रकल्प क्षेत्रातील व्यवसायाच्या संधी वाढतील. प्रकल्पामुळे परिसरातील लघु आणि मध्यम उद्योग वाढतील. समावेशक वाढीच्या मॉडेलची अंमलबजावणी करण्याची संधी स्वयंरोजगार आणि रोजगारामुळे मिळते. प्रकल्पामुळे समावेशकता देखील वाढते, ज्यामुळे या प्रदेशातील गरिबी दूर होते.

पर्यावरणीय फायदे

जेव्हा राष्ट्रीय हरित न्यायाधिकरणाने कचरा जाळण्यावर बंदी घातली, तेव्हा त्यांनी असेही सुचवले की राज्य सरकारने असे व्यासपीठ उभारावे जिथे शेतकरी त्यांचा शेती कचरा पैशाच्या मोबदल्यात विकू शकतील. आता, या 2जी  इथेनॉल विकास प्रकल्पामुळे, शाश्वत, पर्यावरणपूरक पद्धतींची साखळी आणखी वाढली आहे. पुनर्वापर आणि पुनर्वापराचे हे सर्वोत्तम उदाहरण आहे आणि अधिक कचरा जाळण्याची गरज नाही. भारतातील शेती सुमारे 100 दशलक्ष टन शेती कचरा तयार करतात. जर हे सर्व 2जी  इथेनॉल जैवइंधन प्रकल्पात टाकले तर आपल्याकडे 25 अब्ज लिटर इथेनॉल असेल.

2जी इथेनॉल युनिटमध्ये प्रदूषणाची क्षमता कमी असते. प्रक्रिया सुधारण्यासाठी पाण्याचा वापर कमीत कमी केला जातो. आग आणि स्फोटाच्या धोक्याची काळजी घेण्यासाठी अग्निसुरक्षा आणि इतर सुरक्षा उपाययोजना केल्या जातात. स्थानिक रहिवाशांना प्रत्यक्ष आणि अप्रत्यक्ष रोजगाराच्या संधी वाढवल्या जातील. इतर समान तंत्रज्ञान पुरवठादारांच्या तुलनेत या उद्योगात उर्जेचा वापर सर्वात कमी असण्याची अपेक्षा आहे.

- डॉ. वसंतराव जुगळे