अक्षय ऊर्जा संग्रहण : इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर का उपयोग 20 लाख घरेलू बैटरी का काम करके अरबों बचाता है

(डेविड रोशे, अनुसंधान निदेशक – सामरिक ऊर्जा सहयोग, प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय सिडनी)

सिडनी, पांच जून (द कन्वरसेशन) ऑस्ट्रेलिया का ऊर्जा परिवर्तन का काम अच्छी तरह से चल रहा है। करीब 30 लाख घरों में रूफटॉप सोलर है और मध्यम आकार की इलेक्ट्रिक कारों की बिक्री बढ़ रही है।

लेकिन एक तरफ नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा संचालित पूरी तरह से बिजली वाले घरों की दिशा में काम करते हुए, क्या हमने एक महत्वपूर्ण सक्षम तकनीक, साधारण इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर की अनदेखी की है?

लगभग आधे ऑस्ट्रेलियाई परिवार इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर का उपयोग करते हैं, जबकि बाकी गैस का उपयोग करते हैं। तो इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर के बारे में इतना बढ़िया क्या है?

इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर गर्म पानी के रूप में बड़ी मात्रा में ऊर्जा को स्टोर करने का एक सस्ता तरीका प्रदान करते हैं। 300 लीटर टैंक वाला एक हीटर दूसरी पीढ़ी के टेस्ला पावरवॉल जितनी ऊर्जा स्टोर कर सकता है – जबकि इसपर आने वाली लागत उसका एक अंश मात्र होता है।

यूटीएस इंस्टीट्यूट फॉर सस्टेनेबल फ्यूचर्स में हमारे शोध में पाया गया है कि आस्ट्रेलियाई घरेलू इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर का उपयोग उस तरह की 20 लाख से अधिक घरेलू बैटरी के रूप में ज्यादा ऊर्जा स्टोर करने के लिए कर सकते हैं।

यह अंततः हमारे ऊर्जा बिलों पर प्रति वर्ष छह अरब आस्ट्रेलियाई डॉलर से अधिक की बचत कर सकता है और हमें शुद्ध-शून्य कार्बन उत्सर्जन के करीब ला सकता है।

हमारी रिपोर्ट, जो आज प्रकाशित हुई है और ऑस्ट्रेलियन रिन्यूएबल एनर्जी एजेंसी (एआरईएनए) द्वारा वित्तपोषित है, अनुशंसा करती है कि, 2030 तक उत्सर्जन को आधा करने और 2050 तक शुद्ध शून्य तक पहुँचने के लिए, हमें तत्काल गैस वॉटर हीटर को ‘स्मार्ट’ इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर से बदलने की नीतियों की आवश्यकता है। ग्रिड में बिजली की आपूर्ति और मांग में बदलाव के जवाब में स्मार्ट हीटर चालू और बंद किए जा सकते हैं।

इसका मतलब है कि ये हीटर अतिरिक्त ‘ऑफ-पीक’ नवीकरणीय ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं, विशेष रूप से सौर ऊर्जा से, और इस तरह हमें एक ही बार में दो प्रमुख समस्याओं को हल करने में मदद मिलती है। वे ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने और अंततः समाप्त करने में मदद कर सकते हैं। और वे लचीली मांग प्रदान करके हमारे बिजली ग्रिड को और अधिक स्थिर बना सकते हैं जो अक्षय स्रोतों से उतार-चढ़ाव वाली आपूर्ति को संतुलित करने में मदद करता है।

उत्सर्जन में कटौती

इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर के तीन मुख्य प्रकार हैं। एक पारंपरिक ‘प्रतिरोध’ हीटर पानी को सीधे गर्म करने के लिए बिजली का उपयोग करता है। सौर वॉटर हीटर सूर्य के प्रकाश और बिजली का उपयोग करते हैं, लेकिन ये नई ‘हीट पंप’ इकाइयों के उभरने के कारण कम लोकप्रिय हो गए हैं।

ये हवा से गर्मी इकट्ठा करते हैं और इसे पानी में ‘पंप’ करते हैं। एक ऊष्मा पम्प प्रतिरोध हीटर की तुलना में तीन से चार गुना कम बिजली का उपयोग करता है।

2010 में, एक प्रतिरोध इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर ने आमतौर पर इसके गैस समकक्ष की तुलना में लगभग चार गुना अधिक उत्सर्जन का उत्पादन किया। हीट पंप उत्सर्जन गैस के समान ही थे। ऐसा इसलिए है क्योंकि इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर बहुत अधिक बिजली का उपयोग करते हैं, और इसका अधिकांश भाग कोयले को जलाने से आता है।

जैसे-जैसे हम नवीनीकरण से अधिक बिजली पैदा करते हैं, यह तस्वीर नाटकीय रूप से बदल रही है।

ऑस्ट्रेलिया के ऊर्जा बाजार संचालक, एईएमओ, स्वच्छ-ऊर्जा भविष्य के लिए नियमित रूप से अद्यतन मार्ग प्रकाशित करते हैं। सबसे संभावित परिणाम में, ‘चरण-परिवर्तन परिदृश्य’, गैस 2030 तक सबसे अधिक ग्रीनहाउस-गहन जल-तापन विकल्प बन जाएगा।

2040 तक, एक बार नवीकरणीय बिजली प्रणाली में परिवर्तन काफी हद तक पूरा हो जाने के बाद, प्रतिरोध और ताप पंप वॉटर हीटर से उत्सर्जन उनके गैस समकक्षों की तुलना में बहुत कम होगा।

वॉटर हीटर 15 साल या उससे अधिक समय तक चल सकते हैं। इसलिए अगले दो दशकों के लिए हमारे घरों में हीटर का स्टॉक इस बात पर निर्भर करता है कि हम आज क्या इंस्टॉल करते हैं। इसलिए गैस हीटरों को बिजली के हीटरों से बदलना हमारे ऊर्जा संक्रमण में तत्काल प्राथमिकता होनी चाहिए।

हमारे काम ने कई परिदृश्यों की खोज की, जिनमें से प्रत्येक में जल-ताप प्रौद्योगिकियों का एक अलग मिश्रण था। एक व्यवसाय-हमेशा की तरह की आधार रेखा थी जहाँ गैस वॉटर हीटर प्रचलित थे। वैकल्पिक परिदृश्यों में अगले 10-20 वर्षों में गैस को समाप्त कर दिया जाता है।

हमने पाया कि गैस को इलेक्ट्रिक वॉटर हीटिंग से बदलने से न केवल हमें शुद्ध-शून्य उत्सर्जन प्राप्त करने में मदद मिलेगी, बल्कि इससे हमारे पैसे भी बचेंगे।

गैस महंगी है और बहुत सस्ती होने की संभावना नहीं है। प्रचुर मात्रा में नवीनीकरण सस्ती बिजली की अधिकता प्रदान करते हैं जो वॉटर हीटर सोखने में मदद कर सकते हैं। इस अवसर को अपनाने से 2040 तक हमारे ऊर्जा बिलों पर प्रति वर्ष छह अरब डॉलर से अधिक की बचत हो सकती है।

ग्रिड स्थिरता को बढ़ावा देना

बिजली पैदा करने के लिए सौर और पवन अब तक की सबसे सस्ती प्रौद्योगिकियां हैं। लेकिन एक स्थिर बिजली व्यवस्था को बनाए रखने के लिए, हमें नवीकरणीय स्रोतों से घटती-बढ़ती आपूर्ति के साथ मांग का मिलान करने की आवश्यकता है। बैटरी आंशिक समाधान प्रदान करती हैं, लेकिन फिर भी अपेक्षाकृत महंगी होती हैं।

इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर बड़ी मात्रा में ऊर्जा को स्टोर करने का एक सस्ता तरीका प्रदान करते हैं और ग्रिड की जरूरतों के लिए मांग में लचीलापन प्रदान करते हैं।

हमारे शोध में पाया गया है कि सामान्य परिस्थितियों की तुलना में, एक ऐसा परिदृश्य जो स्मार्ट इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर का उपयोग करके मांग में लचीलेपन पर जोर देता है, दैनिक लचीली मांग क्षमता का अतिरिक्त 30 जीडब्ल्यूएच प्रदान कर सकता है।

यह नेशनल इलेक्ट्रिसिटी मार्केट में 20 लाख से अधिक होम बैटरी के बराबर है, जो पूर्वी और दक्षिणी ऑस्ट्रेलिया को बिजली की आपूर्ति करता है।

पानी गर्म करने के लिए भविष्य में वापस

1950 के दशक के बाद से, ‘ऑफ-पीक गर्म पानी’ ने ऑस्ट्रेलियाई बिजली प्रदाताओं को घरेलू वॉटर हीटरों को दिन के दौरान और रात में मांग और आपूर्ति के बेहतर मिलान के लिए बंद करते देखा है। बदले में, ग्राहकों को भारी छूट वाली कीमतें मिलीं।

हाल के दशकों में हम ऑफ-पीक इलेक्ट्रिक गर्म पानी से दूर चले गए हैं, क्योंकि प्रोत्साहन कम हो गए हैं और प्राकृतिक गैस से जुड़े अधिक घर हैं।

जैसा कि हम अपने गर्म पानी को विद्युतीकृत करते हैं, हमें किस तकनीक को अपनाना चाहिए: प्रतिरोध या ऊष्मा पम्प? उत्तर दोनों है।

हमारे शोध ने अत्यधिक लचीले प्रतिरोध वॉटर हीटर बनाम अत्यधिक कुशल लेकिन कम लचीले ताप पंपों के बीच अंतर का पता लगाया।

हीट पम्प कम बिजली का उपयोग करते हैं और चलाने में कम लागत आती है। जहां बिजली की कीमतें अधिक हैं या बिजली का प्रवाह सीमित है, वहां ताप पंपों का उपयोग करना समझ में आता है। हालांकि, उनकी अग्रिम लागत अधिक है और सभी घरों के लिए उपयुक्त नहीं हैं। कई अपार्टमेंट, उदाहरण के लिए, उपयुक्त बाहरी स्थान तक पहुंच की कमी है।

और क्योंकि वे कम बिजली का उपयोग करते हैं, ताप पंप कम लचीली मांग प्रदान करते हैं। नवीकरणीय ऊर्जा के रूप में, विशेष रूप से सौर, हमारे ग्रिड को तेजी से शक्ति प्रदान करते हैं, प्रतिरोध इलेक्ट्रिक हीटरों की अतिरिक्त ‘ऑफ-पीक’ नवीकरणीय ऊर्जा को अवशोषित करने की क्षमता एक बड़ा लाभ है।

सही नीतियों और बाजार सुधारों के साथ, हम सभी को एक ऐसी प्रणाली से लाभ होगा जो एक बार फिर ग्राहकों को सस्ती ऑफ-पीक बिजली के बदले नेटवर्क ऑपरेटरों को हमारे वॉटर हीटर को बंद करने और आवश्यकतानुसार चालू करने में सक्षम बनाती है।

द कन्वरसेशन एकता एकता