మన భూమి చల్లగుండ

రోజురోజుకీ భూతాపం పెరుగుతోంది. ఇది భూ వాతావరణాన్ని గణనీయంగా దెబ్బతీస్తోంది. ధ్రువ ప్రాంతాల్లో మంచు వేగంగా కరుగుతోంది. సముద్ర మట్టాలు పెరుగుతున్నాయి. మహా సముద్రాలు ఆమ్లమయం అవుతున్నాయి. నిజానికి వాతావరణ మార్పు కొత్తేమీ కాదు. గతంలో చాలాసార్లు జరిగాయి. అవన్నీ నెమ్మదిగా.. ప్రకృతి సిద్ధమైన కారణాలతోనే సాగాయి. కానీ ప్రస్తుత వాతావరణ మార్పు అలా కాదు. చాలా వేగంగా సాగుతోంది. అదీ మానవ కల్పిత గ్రీన్‌హౌజ్‌ వాయువుల ఉద్గారాలతో. వీటిల్లో ప్రధానమైనవి కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌, మీథేన్‌. ఈ ఉద్గారాలు చాలావరకు శిలాజ ఇంధనాలను మండించటంతోనే పుట్టుకొస్తున్నాయి. కాబట్టే స్వచ్ఛ ఇంధనాల వైపు శాస్త్రవేత్తలు, ఇంజినీర్లు దృష్టి సారిస్తున్నారు. ఎన్నెన్నో వినూత్న ఆవిష్కరణలను సృష్టిస్తున్నారు. అలాంటి వాటిల్లో కొన్ని ఇవీ..

సౌర కాల్వలు

అటు విద్యుత్తు ఉత్పత్తి. ఇటు నీటి ఆదా. ఇలా రెండిందాలా సౌర ఫలకాలను వినియోగించుకుంటే? ఈ ఆలోచనే కాల్వల మీద సౌర ఫలకాలను అమర్చే పద్ధతి రూపకల్పనకు దారితీసింది. ఇప్పుడు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఊపందుకుంటోంది గానీ దీనికి మనదేశంలో 2012లోనే శ్రీకారం చుట్టారు. గుజరాత్‌లో కెనాల్‌ సోలార్‌ పవర్‌ ప్రాజెక్టులో భాగంగా నర్మదా నది కాల్వల మీద 331 కిలోమీటర్ల పొడవున సౌర ఫలకాలను అమర్చారు. దీని ద్వారా ఒక మెగావాట్‌ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయాలన్నది లక్ష్యం. అంతేకాదు, ఇది ఏటా 90లక్షల లీటర్ల నీరు ఆవిరి కాకుండానూ చూస్తుంది. కాల్వల మీద సౌర ఫలకాలు ఏర్పాటు చేయటం వల్ల మరో ప్రయోజనం విద్యుత్‌ ఉత్పత్తి పెరగటం. కింద చల్లటి నీరు ఉండటం వల్ల ఫలకాల ఉష్ణోగ్రత సుమారు 5.5 సెల్షియస్‌ డిగ్రీల వరకు తగ్గుతుంది. దీంతో విద్యుత్‌ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం ఇనుమడిస్తుంది. గుజరాత్‌ ప్రాజెక్టు ఇతర రాష్ట్రాలకూ స్ఫూర్తినిచ్చింది. మరో 8 రాష్ట్రాల్లో వీటిని అమలు చేస్తున్నారు. ప్రస్తుతం అమెరికాలోని కాలిఫోర్నియాలోనూ సౌర కాల్వల పద్ధతిని అమలు చేయనుండటం గమనార్హం. మొత్తం 4వేల మైళ్ల పొడవున కాల్వల మీద వీటిని అమర్చటం ద్వారా 6,500 కోట్ల గ్యాలన్ల నీరు ఆదా చేయాలని భావిస్తున్నారు. ఇది 50వేల ఎకరాల పంట పొలాలకు లేదా 20 లక్షల మందికి అవసరమైన నీటి అవసరాలను తీర్చగలదని అనుకుంటున్నారు.

ఉప్పును కరిగించి..

బొగ్గును మండించి విద్యుత్తు తయారుచేయటం తెలిసిందే. మరి ఉప్పుతో? ఆశ్చర్యంగా అనిపించినా బొగ్గు మాదిరిగానే ఉప్పుతోనూ విద్యుత్తు తయారుచేయొచ్చు. కేంద్రీకృత సౌర విద్యుత్తుతో దీన్ని సుసాధ్యం చేస్తున్నారు. అద్దాల ద్వారా సూర్యరశ్మిని కేంద్రీకృతం చేయటం దీనిలోని కీలకాంశం. సూర్యరశ్మి కేంద్రీకృతమైనప్పుడు పుట్టుకొచ్చే వేడిని ఉప్పు మీద పడేలా చేస్తారు. అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉప్పు కరుగుతుంది. దీని నుంచి వచ్చే ఆవిరితో విద్యుత్‌ జనరేటర్లు తిరిగి విద్యుత్తు తయారవుతుంది. దీన్ని బ్యాటరీల్లో నిక్షిప్తం చేసుకుంటే ఎక్కడైనా వాడుకోవచ్చు. కాస్త ఖరీదైనదే అయినా ఇదీ స్వచ్ఛ ఇంధనంగా బాగా ఉపయోగపడగలదని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు. దీన్ని మరింత మెరుగు పరచటం మీదా దృష్టి సారించారు. ప్రస్తుతం కేంద్రీకృత సౌర విద్యుత్తు కోసం ఉపయోగిస్తున్న లవణాలు అత్యధిక వేడిలో అంత స్థిరంగా ఉండటం లేదు. అందుకని వేడి ఇసుకతో ప్రయోగాలు నిర్వహిస్తున్నారు. వేడి పదార్థాలను నిల్వ చేసి మబ్బులు పట్టినప్పుడు, రాత్రి వేళల్లో విద్యుత్తు తయారు చేయాలనే ప్రయత్నాలూ ఆరంభించారు.

ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాలతో ఇంటి విద్యుత్తు

ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాలు (ఈవీ) బ్యాటరీలతో నడుస్తాయి కదా. ఇవి మన ఇంటి విద్యుత్‌ అవసరాలనూ తీరిస్తే? వాహనం నుంచి ఇంటికి (వీ2హెచ్‌) ఛార్జింగ్‌ చేసే పరిజ్ఞానంతో మున్ముందు ఇలాంటి రోజులే రానున్నాయి. పెద్ద బ్యాటరీలతో కూడిన ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాలు ఛార్జ్‌ కావటమే కాదు.. ఇవి ఛార్జ్‌ అయిన బ్యాటరీల నుంచి ఇంటికి కూడా విద్యుత్‌ సరఫరా చేస్తాయి. అంటే ఇవి రెండు విధాలుగా ఉపయోగపడతాయన్నమాట. ఒకవైపు ఛార్జింగ్‌ అవుతాయి, మరోవైపు విద్యుత్తు అందిస్తాయి. ఇలాంటి పరిజ్ఞానం ప్రస్తుతం కొన్ని వాహనాల్లోనే ఉంది. కానీ ఈ పరిస్థితి వేగంగా మారుతోంది. ఉదాహరణకు- ఫోర్డ్‌ కంపెనీ కొత్త ఎఫ్‌-150 లైట్నింగ్‌ ట్రక్‌నే చూడండి. ఇది ఒక్క ఛార్జింగ్‌తోనే ఒక ఇంటికి సగటున మూడు రోజులకు సరిపడిన విద్యుత్తును సరఫరా చేయగలదు. టెస్లా మోడల్‌ ఎస్‌, నిసాన్‌ లీఫ్‌ వంటి సెడాన్‌ రకం ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాలు 80-100 కిలోవాట్‌-అవర్‌ విద్యుత్తును నిల్వ చేసుకోగలవు. మామూలు రిఫ్రిజిరేటర్‌ ఐదు గంటల పాటు పనిచేయటానికి ఒక కిలోవాట్‌-అవర్‌ విద్యుత్తు సరిపోతుంది. దీని ప్రకారం చూస్తే- ఒక ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనం బ్యాటరీ ఒక ఇంటికి రెండు మూడు రోజులకు సరిపడిన విద్యుత్తును సరఫరా చేయగలదనే అర్థం. అందుకే ఇప్పుడు అమెరికాలో కొందరు ‘పీక్‌ షేవింగ్‌’ కోసం ఈవీలను వాడుకుంటున్నారు. అంటే పగటిపూట గ్రిడ్‌ల మీద ఆధారపడకుండా ఇంటి విద్యుత్తును బ్యాటరీ ఛార్జింగ్‌ కోసం వాడుకుంటున్నారు. ఇక విద్యుత్తు డిమాండ్‌ ఎక్కువగా ఉండే సమయాల్లో మాత్రం ఈవీ బ్యాటరీల నుంచి విద్యుత్తును తీసుకొని డబ్బును ఆదా చేసుకుంటున్నారు.

భూ ఉష్ణ విద్యుత్‌తో లిథియం ఉత్పత్తి

పునర్వినియోగ ఇంధనంతో గ్రీన్‌హౌజ్‌ వాయువుల ఉద్గారాలకు కళ్లెం వేయాలనుకోవటం మంచిదే. కానీ వాహనాల దగ్గర్నుంచి భవనాల వరకూ అన్నింట్లోనూ పునర్వినియోగ ఇంధనాన్ని వాడుకుంటేనే ఇది సాధ్యమవుతుంది. ఇందులో బ్యాటరీల పాత్ర కీలకం. కానీ బ్యాటరీల కొరతే ఆటంకంగా నిలుస్తోంది. ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాల వంటి వాటిల్లో వాడేవి చాలావరకు లిథియం-అయాన్‌ బ్యాటరీలే. అందుకే లిథియం కొరతను తీర్చటానికి అమెరికా భూవిజ్ఞాన శాస్త్రవేత్తలు, ఇంజినీర్లు భూ ఉష్ణ విద్యుత్‌ కేంద్రాల మీద దృష్టి సారిస్తున్నారు. భూమి అంతర్భాగంలోని వేడి ఆధారంగా విద్యుత్‌ను సృష్టించే క్రమంలో వేడి ఉప్పునీరు మిగిలిపోతుంది. ఉప్పు శాతం ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల దీన్ని తిరిగి భూగర్భంలోకే పంపిస్తుంటారు. ఇందులో ఉప్పే కాదు.. లిథియం కూడా ఉంటుంది. దీన్ని వెలికి తీయటంపై సాల్టన్‌ సీ వద్ద ఉన్న భూ ఉష్ణ విద్యుత్‌ కేంద్రాల్లో పరిశోధకులు ప్రయోగాలు చేపట్టారు. ఇవి సఫలమైతే పెద్ద మొత్తంలో లిథియంను సంగ్రహించటం ఖాయమని భావిస్తున్నారు.
ః ఇటీవల ఎంఐటీ పరిశోధకులు కొత్తరకం థర్మోఫొటోవోల్టాయిక్‌ (టీపీవీ) కణాలను రూపొందించారు. ఉష్ణం నుంచి విద్యుత్తును తయారుచేసే ఇవి 40% అధిక సామర్థ్యంతో పనిచేస్తుండటం గమనార్హం. ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న టీపీవీ కణాలు కేవలం 32% సామర్థ్యంతోనే పనిచేస్తున్నాయి. ఎందుకంటే వీటిని తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలోనే వినియోగిస్తున్నారు. అదే కొత్త టీపీవీ కణాలు 1900-2400 డిగ్రీల సెల్షియస్‌ ఉష్ణోగ్రతను వెలువరించే పదార్థాల నుంచీ విద్యుత్తును తయారుచేస్తాయి. వీటిని ‘థర్మల్‌ బాటరీ’ల వంటి గ్రిడ్‌లకు అమర్చుకోవచ్చు.

గాలి నుంచి కార్బన్‌ సంగ్రహణ

గాలి నుంచి కర్బనాన్ని సంగ్రహించటం మరో వినూత్న ఆవిష్కరణ. గత రెండు శతాబ్దాలుగా మనం బోలెడంత కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌ను వాతావరణంలోకి వదులుతున్నాం. శిలాజ ఇంధనాల వాడకాన్ని ఆపినా ఇది అంత వేగంగా తగ్గుముఖం పట్టేది కాదు. అందుకే వాతావరణంలోంచి కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌ను తొలగించాల్సిన అవసరముందని నివేదికలు సూచిస్తున్నాయి. గాలిలోంచి నేరుగా కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌ను ఒడిసిపట్టే పరిజ్ఞానాలు ఉన్నాయి గానీ అవన్నీ ఖర్చుతో కూడుకున్నవి. అందుకే కొలంబియా యూనివర్సిటీ పరిశోధకులు గాలి నుంచి కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌ను సంగ్రహించే పరిజ్ఞానాన్ని పునర్వినియోగ విద్యుత్తు తయారీకి, కర్బన నిల్వకు ముడిపెట్టటం ద్వారా ఖర్చును తగ్గించటంపై దృష్టి సారించారు. ఉదాహరణకు- సముద్రంలో మునిగి ఉన్న పర్వతాల మీద గాలి మరలను స్థాపించి, వీటితో పవన విద్యుత్తును తయారు చేయటంతో పాటు కర్బనాన్ని ఒడిసి పట్టాలనేది ఒక ప్రయత్నం. గాలి నుంచి కర్బనాన్ని సంగ్రహించే అతి పెద్ద కేంద్రాన్ని గత సంవత్సరం ఐస్‌లాండ్‌లో నెలకొల్పారు. ఇది భూ ఉష్ణ విద్యుత్తు సాయంతో పనిచేస్తుంది. ఒడిసి పట్టిన కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌ను నీటిలో కలిపి, భూగర్భంలో అగ్నిపర్వతాల వద్ద శిలాద్రవంలో కలుపుతారు. రసాయనిక చర్యల ద్వారా ఇది గట్టిపడి కార్బొనేట్‌గా మారుతుంది. భూ ఉష్ణ విద్యుత్‌ కేంద్రాలతో పోలిస్తే పవన విద్యుత్‌ కేంద్రాలు ఎక్కువ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తాయి. కాబట్టి ఈ పరిజ్ఞానాన్ని తీరానికి సమీపంలో సముద్రంలో ఏర్పాటు చేసే పవన విద్యుత్‌ కేంద్రాలతో అనుసంధానం చేయాలని భావిస్తున్నారు. దీంతో చవకగా గాలి నుంచి కార్బన్‌ను సంగ్రహించటం సాధ్యమవుతుంది. పర్యావరణానికీ మేలు కలుగుతుంది. మనదేశంలో ఐఐటీ గువహటి, ఎన్‌టీపీసీ సంయుక్తంగా విద్యుత్‌ కేంద్రాల నుంచి కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌ను గ్రహించే కర్మాగారాన్ని స్థాపించాలనీ నిర్ణయించాయి.