भारत ने पहली हाइड्रोजन-चालित ट्रेन लॉन्च की, लेकिन विशेषज्ञों को इसका व्यापक उपयोग नहीं दिख रहा है

शुक्रवार को भारत की पहली हाइड्रोजन-संचालित ट्रेन का शुभारंभ ऊर्जा-गहन रेलवे क्षेत्र के लिए जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता से बदलाव का प्रतीक होगा, लेकिन मुख्यधारा समाधान बनने के बजाय एक विशिष्ट भूमिका निभाने की संभावना है क्योंकि देश के अधिकांश ब्रॉड-गेज नेटवर्क पहले से ही विद्युतीकृत हैं, विशेषज्ञों के अनुसार।विशेषज्ञों ने कहा कि भारत के ऊर्जा परिवर्तन और जलवायु लक्ष्यों में हाइड्रोजन का दीर्घकालिक योगदान इस बात पर निर्भर करेगा कि क्या किफायती हरित हाइड्रोजन – जो नवीकरणीय बिजली का उपयोग करके उत्पादित किया जाता है – उपलब्ध है और क्या यह एक विशिष्ट मार्ग के लिए आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी साबित होता है।

भारत को शुक्रवार को पहली हाइड्रोजन-संचालित ट्रेन मिलने वाली है, जब प्रधान मंत्री नरेंद्र मोदी हरियाणा में जींद से सोनीपत तक यात्री सेवा का उद्घाटन करेंगे। दोनों शहरों के बीच 89 किमी की दूरी दो घंटे में तय की जाएगी, ट्रेन 12 मध्यवर्ती स्टेशनों पर रुकेगी।
रेल मंत्रालय ने एक बयान में कहा, 1,200 किलोवाट की हाइड्रोजन-ईंधन-सेल-प्रणोदन प्रणाली 10-कार ट्रेनसेट को शक्ति प्रदान करेगी, जो 75 किमी प्रति घंटे की अधिकतम गति से चलेगी।इसमें कहा गया है, “यह मील का पत्थर भारतीय रेलवे ने अपनी ट्रेनों को चलाने के तरीके के विकास में नवीनतम अध्याय को चिह्नित किया है, जो कोयले और भाप से स्वच्छ, ऊर्जा के अधिक टिकाऊ स्रोतों तक भारत की व्यापक यात्रा को दर्शाता है।”

शिव नादर विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हरप्रीत सिंह अरोड़ा ने पीटीआई-भाषा को बताया, “सरल शब्दों में, एक हाइड्रोजन-ईंधन-सेल-प्रणोदन प्रणाली ईंधन सेल के अंदर हवा से ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन के संयोजन से काम करती है। यह बिजली ट्रेन की मोटरों को शक्ति प्रदान करती है।”

नई दिल्ली स्थित थिंक टैंक सेंटर फॉर साइंस एंड एनवायरनमेंट में इलेक्ट्रिक मोबिलिटी प्रोग्राम के वरिष्ठ कार्यक्रम प्रबंधक मौसमी मोहंती ने कहा, “हाइड्रोजन ईंधन सेल ट्रेन मूल रूप से एक इलेक्ट्रिक ट्रेन है जो बोर्ड पर अपनी बिजली उत्पन्न करती है। ओवरहेड लाइनों से बिजली खींचने के बजाय, उच्च दबाव वाले टैंकों में संग्रहीत हाइड्रोजन ईंधन सेल के अंदर हवा से ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके बिजली पैदा करता है।”

उन्होंने कहा कि ईंधन सेल से एकमात्र प्रत्यक्ष उत्सर्जन जल वाष्प है।

हाइड्रोजन को एक “स्वच्छ ईंधन” माना जाता है क्योंकि इसके जलने से कार्बन डाइऑक्साइड, पार्टिकुलेट मैटर, सल्फर ऑक्साइड या नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसे कोई हानिकारक प्रदूषक पैदा नहीं होते हैं, जो आमतौर पर जीवाश्म ईंधन के जलने पर निकलते हैं। हाइड्रोजन के जलने से निकलने वाला जलवाष्प थोड़े समय के लिए वायुमंडल में रहता है, जो अंततः प्राकृतिक जल चक्र का एक हिस्सा बन जाता है।

मोहंती ने पीटीआई-भाषा को बताया, ”ट्रेन के लिए हाइड्रोजन ईंधन को अलग से उत्पादित किया जाता है, संपीड़ित किया जाता है, ईंधन भरने वाले स्टेशन तक पहुंचाया जाता है और ट्रेन में भंडारण टैंकों में भरा जाता है।”

बयान में कहा गया है कि ट्रेनसेट के लिए जींद में एक स्वदेशी हाइड्रोजन भंडारण और ईंधन भरने की सुविधा स्थापित की गई है।

मोहंती ने कहा, “हाइड्रोजन-ईंधन भरने वाले बुनियादी ढांचे में हाइड्रोजन उत्पादन या आपूर्ति सुविधाएं, संपीड़न प्रणाली, उच्च दबाव भंडारण टैंक, वितरण उपकरण और सुरक्षा प्रणालियां शामिल हैं। हाइड्रोजन को आमतौर पर उच्च दबाव में संपीड़ित किया जाता है, साइट पर संग्रहीत किया जाता है और विशेष वितरण प्रणालियों के माध्यम से ऑनबोर्ड टैंक में स्थानांतरित किया जाता है।”

मंत्रालय के बयान में कहा गया है कि सुरक्षा सुविधाओं में, ट्रेन और ईंधन भरने वाला संयंत्र हाइड्रोजन रिसाव और असामान्य गर्मी का पता लगाने के लिए उपकरणों से लैस है, साथ ही एक स्वचालित शट-ऑफ प्रणाली भी है जो किसी व्यक्ति की प्रतिक्रिया की प्रतीक्षा किए बिना, अपने आप हाइड्रोजन आपूर्ति में कटौती करने में सक्षम है।

इसमें कहा गया है कि पायलट का केबिन विशेष रूप से व्यक्ति को सुरक्षित रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें एक विशेष मोड है जो आपात स्थिति में ट्रेन को सुरक्षित रूप से ले जाने की अनुमति देता है।इस पहल के साथ, भारत जर्मनी, फ्रांस, चीन, संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान सहित उन चुनिंदा देशों में शामिल हो गया है, जिनके पास या तो विशिष्ट मार्गों पर हाइड्रोजन ट्रेनें सक्रिय हैं या स्वच्छ रेल परिवहन के लिए ईंधन की खोज कर रहे हैं। जर्मनी ने दुनिया की पहली हाइड्रोजन ट्रेन का नेतृत्व किया, जिसने 2018 में अपने लोअर सैक्सोनी राज्य में वाणिज्यिक सेवा में प्रवेश किया।

अरोड़ा ने कहा, “हाइड्रोजन से चलने वाली ट्रेन की शुरूआत भारत के ऊर्जा परिवर्तन के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह स्वच्छ, कम उत्सर्जन वाले परिवहन की दिशा में एक कदम का प्रतिनिधित्व करती है। यह जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करके और ग्रीनहाउस-गैस उत्सर्जन को कम करके भारत के जलवायु लक्ष्यों का समर्थन करती है, खासकर रेलवे जैसे क्षेत्रों में जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा की खपत करते हैं।”

30 दिसंबर, 2024 को संयुक्त राष्ट्र को सौंपी गई अपनी चौथी और नवीनतम द्विवार्षिक अद्यतन रिपोर्ट में, भारत ने 2020 के लिए अपनी ग्रीनहाउस-गैस सूची का वर्णन किया।

ऊर्जा क्षेत्र के उत्सर्जन में परिवहन क्षेत्र का हिस्सा 13% से अधिक है – जो देश के कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन का 92% है – जिसमें सड़क परिवहन का योगदान 94% और रेलवे का 1% है।

हालाँकि, “स्वच्छ-ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन की स्थिरता न केवल ईंधन पर निर्भर करती है, बल्कि इस पर भी निर्भर करती है कि इसका उत्पादन कैसे किया जाता है, बुनियादी ढाँचा जो इसके उपयोग का समर्थन करता है और जिन क्षेत्रों में इसे लागू किया जाता है। इसकी डी-कार्बोनाइजेशन क्षमता को पूरी तरह से महसूस करने के लिए, हरित हाइड्रोजन पर अधिक जोर दिया जाना चाहिए, जो नवीकरणीय बिजली का उपयोग करके जल इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से उत्पादित होता है,” वैश्विक प्रौद्योगिकी फर्म एसएलबी के उत्पाद विश्लेषक मैनक मुखर्जी ने कहा।

मोहंती ने कहा, “हाइड्रोजन तैनाती को हरित-हाइड्रोजन उत्पादन को प्राथमिकता देनी चाहिए, आपूर्ति श्रृंखला में रिसाव को कम करना चाहिए, ईंधन-सेल दक्षता में सुधार करना चाहिए और उन अनुप्रयोगों पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए जहां प्रत्यक्ष विद्युतीकरण संभव नहीं है।”

अमेरिका में मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा 2024 में किए गए एक अध्ययन में पाया गया कि हरित हाइड्रोजन का उपयोग रणनीतिक रूप से हेवी-ड्यूटी सड़क, रेल, विमानन और समुद्री परिवहन को बिजली देने के लिए किया जा सकता है, जहां बिजली के विकल्प भार और सीमा से बाधित होते हैं।

जर्नल “जूल” में प्रकाशित निष्कर्षों से पता चला है कि बिजली से चलने वाला परिवहन सीधे हाइड्रोजन या हरित हाइड्रोजन और कैप्चर किए गए कार्बन डाइऑक्साइड से बने इलेक्ट्रोफ्यूल का उपयोग करने की तुलना में लगभग तीन से आठ गुना अधिक कुशल है।

मुखर्जी ने कहा, “जर्मनी और फ्रांस के अनुभवों से पता चला है कि गैर-विद्युतीकृत क्षेत्रीय रेल लाइनों पर, जहां विद्युतीकरण तकनीकी रूप से कठिन या आर्थिक रूप से महंगा है, हाइड्रोजन-संचालित ट्रेनें कुछ हद तक डीजल ट्रेनों की पूरक हो सकती हैं। सफल तैनाती मार्ग उपयुक्तता, साझा पुनः ईंधन भरने के बुनियादी ढांचे और उत्सर्जन में कमी को अधिकतम करने के लिए हरित हाइड्रोजन के उपयोग जैसे कारकों पर निर्भर करेगी।”

मोहंती ने कहा, “यह देखते हुए कि भारत का 95% से अधिक ब्रॉड-गेज रेलवे नेटवर्क पहले से ही विद्युतीकृत है, मुख्यधारा समाधान बनने के बजाय हाइड्रोजन ट्रेनों की एक विशिष्ट भूमिका होने की संभावना है।”

इलेक्ट्रिक-मोबिलिटी विशेषज्ञ ने कहा, “जलवायु लक्ष्यों में उनका दीर्घकालिक योगदान किफायती हरित हाइड्रोजन की उपलब्धता पर निर्भर करेगा और क्या वे विशिष्ट मार्गों के लिए आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी साबित होंगे।”

रेलवे निश्चित मार्गों और शेड्यूल के कारण हाइड्रोजन परिनियोजन का परीक्षण करने का अवसर प्रस्तुत करता है, जिससे ईंधन भरने के बुनियादी ढांचे को स्थापित करना आसान हो जाता है।

अरोड़ा ने कहा, “इसके अलावा, उन्हें (ट्रेनों को) लंबी दूरी पर उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है, जिसे हाइड्रोजन कुशलतापूर्वक प्रदान कर सकता है।”

उन्होंने कहा, “हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं में आमतौर पर हाइड्रोजन को बिजली में परिवर्तित करने की दक्षता लगभग 50-60% होती है। इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से हाइड्रोजन उत्पादन की दक्षता आम तौर पर लगभग 60-70% होती है, जो इस्तेमाल की गई तकनीक और स्थितियों पर निर्भर करती है।”