इन्जिनियरिङ विधामा मैले अध्ययन अध्यापनका साथै जलविद्युत क्षेत्रमा अनुसन्धान पनि गरेको छु। स्कुलमा हुँदा पढेको थिएँ - नेपाल जलस्रोतमा संसारको दोस्रो धनी देश हो जसको ८४००० मेगावाट विद्युत उत्पादन गर्ने क्षमता छ।
नेपाल विद्युत प्राधिकरणमा काम गर्ने एक इन्जिनियरलाइ मैले यही वाक्य दोहोर्याउँदा हाँस्नुभयो। त्यो समयमा मैले हाँसोको विडम्बना बुझ्न सकिनँ। वास्तविकता यही हो आजको दिनसम्ममा उक्त बिजुली उत्पादन क्षमताको २% लाई पनि पार गर्न सकिएको छैन। देशका जनता र उर्जा उत्पादकहरू यस्तो स्रोतको उपयोग नभएको विषयमा चिन्तित छन्।
नेपालमा जलविद्युत विकासले राष्ट्रिय प्राथमिकता पाएको छ। २० हजार मेगावाटभन्दा बढीका जलविद्युत आयोजना विकासको केही स्तरअन्तर्गत छन्। पूर्वानुमानित घरेलु माग उत्पादन क्षमताभन्दा कम भएलगत्तै, केही वर्षयता, नेपालको जलविद्युत क्षेत्रको स्थिरता माथिको छलफलमा अचानक वृद्धि भएको छ। हाइड्रोजनबाट रासायनिक मल उत्पादन नेपालको लागि सम्भावित व्यवसायको रूपमा विकसित हुँदैछ। जसले जलविद्युत, खाद्य सुरक्षा, स्थानीय रोजगारी, व्यापार घाटा र अन्य धेरै समस्यालाई निर्मुल गर्न योगदान पुर्याउन सक्छ।
हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलाइजर भनिने मेसिन प्रयोग गरेर पानीबाट प्रशोधन गरिन्छ, जसले विद्युतीय प्रवाहको प्रयोगले पानीलाई यसको घटक, हाइड्रोजन र अक्सिजनमा विभाजित गर्दछ। नवीकरणीय ऊर्जा वा कार्बन मुक्त बिजुली स्रोतको प्रयोग गरी उत्पादित ग्यासमा कार्बन फुटप्रिन्ट शून्य हुन्छ, उक्त ग्यासलाई हरित हाइड्रोजन भनिन्छ। जलविद्युतबाट हरित हाइड्रोजन उर्जाको उत्पादन र आपुर्ति भविष्यमा नेपालका लागि एक नवीन र सुनौलो व्यवसाय हुनसक्दछ। अहिलेको परिस्थितिमा जब सारा संसार हाइड्रोजन आधारित अर्थ व्यवस्थातर्फ लम्किदैँछ, नेपालजस्तो विकासोन्मुख देश एक्लै पछि रहन स्वभाविक हुँदैन। त्यसैले यस प्रविधिको अध्ययनका लागि नेपाली शैक्षिक संस्थाहरूमा वैज्ञानिक अन्वेषण र अनुसन्धान हुनुपर्ने आवश्यकता छ।
जलवायु परिवर्तनको बढ्दो असर, आजसम्मको जलविद्युत उत्पादन क्षमताको अनुत्तरित प्रश्न र आसन्न आर्थिक परिवर्तनलाई मध्यनजर गर्दै नेपालले जलविद्युतसँग संयोजन गर्न सकिने वैकल्पिक स्रोतको उत्पादनमा विशेष जोड दिनुपर्ने अवश्यकता देखिन्छ।
जलविद्युतको पर्याप्तता भएको राष्ट्रको अर्थतन्त्रमा सकारात्मक प्रभाव ल्याउनको निम्ति ग्रिन हाइड्रोजनको उत्पादन सबैभन्दा समय सान्दर्भिक र व्यवहारिक हुने सम्भावना देखिन्छ। शिक्षाविद् भएका नाताले हामी सधैँ भविष्य सम्भवित ऊर्जा उत्पादन प्रक्रियाको सोध र अनुसन्धानमा खटिन जरूरी छ। तसर्थ काठमाडौं विश्वविद्यालयमा हामीले सम्भावित जलविद्युत उद्योगको चुनौतीलाई सम्बोधन गर्न जलविद्युत र अन्य नवीकरणीय स्रोतबाट ग्रिन हाइड्रोजन उत्पादनका गतिविधि सुरू गरेका छौं।
यहाँ धेरै अन्तर्राष्ट्रिय दाता र निजी क्षेत्रले जलविद्युत विकास परियोजनामा लगानी गरेका छन्। ती सबैलाई जलविद्युत विकासको दिशामा सही कदम चालेको रूपमा लिन सकिन्छ। यता प्राधिकरण भने राति ऊर्जा खेर गइरहेको कारण चिन्तित छ। धेरै निजी बिजुली उत्पादक आर्थिक संकटको सामना गर्दै छन्। आफ्नो वित्तीय स्थिति कमजोर हुँदै गएको घोषणा गर्दै छन्। हामीले चिन्तन गर्ने समय आएको छ- कसरी इन्जिनियरिङ अध्ययन गरिरहेका विद्यार्थीलाई नेपालको विद्युत क्षेत्रमा उज्ज्वल भविष्यतर्फ उत्प्रेरित गर्न सकिन्छ?
आर्थिक दृष्टिकोणले जलविद्युतबाट हाइड्रोजनबारे सोच्दा सधैँ छोटो अवधिमा लगानीको मुनाफाबारे सोच्नु हुँदैन किनभने केही छोटो अवधिमा आर्थिक सम्भाव्यता हुन नसक्ने कुरा लामो अवधिमा आर्थिक रूपान्तरणको स्रोत हुन सक्छ।
आज हामीले विश्वविद्यालयमा विकास गरेको टर्बाइन टेष्टिङ ल्याबमा अन्तर्राष्ट्रिय स्तरको परीक्षण र अनुसन्धान सञ्चालन गर्नसक्ने क्षमताको विकास गरेका छौं, जसले विश्वभरिका वैज्ञानिक समुदायलाई पनि योगदान पुर्याएको छ।
नेपाली सन्दर्भमा जलस्रोतको सबैभन्दा राम्रो उपयोग यसलाई ऊर्जामा परिवर्तन गर्नु थियो। यो समयमा आइपुग्दा हामीले आफ्नै स्तरमा जलविद्युत परियोजनाको विकास र सञ्चालन क्षमताको विस्तार गरेका छौं। अहिलेसम्म हामी अधिकतम समय यी प्रोजेक्ट कसरी चलाउने र कसरी विकास गर्ने भनेर कुरा गरिरहेका छौं। उदाहरणका लागि हामी टर्बाइन टेस्टिङ ल्याबमार्फत ‘सेडिमेन्ट इरोजन’ सम्बन्धी समस्याका समाधान गर्दै थियौं। यो समाधानले परियोजना कुनै पनि समस्या सहज रूपमा चलाउनका लागि टेवा पुग्नेछ। तर प्रश्न अझै बाँकी छ- जलविद्युत उत्पादन नै गन्तव्य हो वा यो केवल समृद्धिको वाहन हो? बिजुली नभएर लोडसेडि हुँदा हामी भन्ने गर्थ्यौं- ठिक छ, यदि हामीसँग जलविद्युत पर्याप्त भयो भने त्यो हाम्रो लागि प्रसस्त हुनेछ।
अब हामीसँग पर्याप्त जलविद्युत भयो। हामीले जलविद्युतलाई नेपालको गन्तव्य नठानेर समृद्धि लागि एक वाहन रूपमा पहिचान गरेका छौं।
विश्व हाइड्रोजन माग प्रक्षेपण। स्रोत: हाइड्रोजन काउन्सिल
नेपाली लगानीकर्ताहरू जलविद्युत परियोजनामा लगानी गर्न इच्छुक छन् तर लगानीकर्ताले अब नयाँ समस्याको सामना गर्दै छन्। हामी कसरी जलविद्युत उत्पादनलाई अर्थव्यवस्थाको रूपान्तरण गर्न र जनताको जीवनशैली सुधार गर्न प्रयोग गर्न सक्दछौं? सामान्यत: यस विषयमा छलफल हामीले कसरी आफ्नो अर्थव्यवस्था सुधार गर्न विद्युत निर्यात गर्न सक्छौं वा कसरी खाना पकाउन र अन्य उपयोगिता उद्देश्यहरूको लागि इन्धन प्रतिस्थापन गर्न सक्छौं भन्ने विषयमा केन्द्रित रहन्छन्। तर विस्तृत विश्लेषण गर्दा प्रश्न उठ्छ- के हाम्रो लागि उपलब्ध यी विकल्पमात्र छन्? हामीले उत्पादन गरेको बिजुलीले कसरी यहाँ स्रोतको सही परिचालन गर्नसक्छ? प्राकृतिक, कृषि वा मानव संशाधनमा टेवा पुर्याउने काम गर्न सक्छ? हामीले अब विदयुत ग्रिडमा नयाँ भारको प्रवेश गराउनु आवश्यक छ। नेपाल विद्युत प्राधिकरण र स्वतन्त्र ऊर्जा उत्पादक पनि यही विषयमा निरन्तर लागिपरेका छन। हाम्रो सोच र प्रयास अहिले त्यही प्रसंगमा भइरहेको छ र अब हामी केही फरक तरिकाले सोच्न थालेका छौं: किन हामी हाइड्रोपावरबाट हाइड्रोजन उत्पादन गर्दैनौं? विशेष गरी खेरजाने ऊर्जाबाट। हाइड्रोजनको प्रयोग समाजमा विभिन्न उद्देश्यमा र वैकल्पिक इन्धनको रूपमा हुन सक्छ। यसले नेपाललाई खासगरी कृषि मल उत्पादनमा आत्मनिर्भर बनाइ कृषि विकासमा सहयोग पुर्याउन सक्छ। यी कुरामा आज हामी विदेशमा निर्भर छौं। यो विषयमा अब फरक दृष्टिकोणको विकास गर्ने समय आएको छ। कृषिप्रधान देश भनेर चिनिने हाम्रो देश कृषि स्रोतमा विदेशीमा निर्भर हुन शोभनीय हुँदैन।
कोभिड-१९ ले हाम्रो समाजले वर्तमानमा प्रयोग गर्ने उर्जाबाट कार्बन फुटप्रिन्टको उन्मुलनको आवश्यकता पहिल्याएको छ। सारा संसार हाइड्रोजन आधारित अर्थ व्यवस्थातर्फ लम्किँदै गरेको अवस्थामा हिमाली भेगमा रहेका मुलुक पछि पर्नु हुँदैन।
स्थानीयस्तरमा विश्वविद्यालयमा यस प्रविधिमा वैज्ञानिक अन्वेषण र अनुसन्धान गर्न आवश्यक छ। यो प्रविधिले अन्तर्राष्ट्रिय स्तरमा धेरै उच्च विकासका चरण हासिल गरेको हुनाले, हाम्रो लागि सुरूवाती चरण ज्ञान स्थानान्तरण र स्थानीय परिस्थिति अनुकूल गर्ने हुनेछ। यो प्रयास तुरून्त सुरू भयो भने प्रविधि स्थानान्तरण धेरै छोटो अवधिमै सम्पन्न हुनेछ।
विश्वभरका वैज्ञानिक र इन्जिनियरले अक्टोबर ८ मा ‘हाइड्रोजन र फ्युल सेल दिवस’ मनाउँदछन्, जुन हाइड्रोजनको आणविक तौल (१.००८) को अंकसँग समान छ। यस अवसरमा काठमाडौं विश्वविद्यालयस्थित ग्रिन हाइड्रोजेन ल्याबले 'नेपालमा दिगो हरित हाइड्रोजन अर्थतन्त्रका लागि राष्ट्रिय नीति' शीर्षकमा छलफलको आयोजना गरिरहेको छ। हाम्रो विश्वास छ कि यो नेपालमा हाइड्रोजन र फ्युल सेल दिवसको पहिलो उत्सव हुनेछ। यस कार्यक्रमको उद्देश्य शिक्षाविद्, उद्योगी, नीति निर्माता र राजनीतिज्ञहरुलाई साझा मञ्चमा ल्याउने र नेपालमा ग्रीन हाइड्रोजन टेक्नोलोजीको उत्पादन, यातायात र प्रयोगका लागि राष्ट्रिय स्तरको नीतिबाट मध्यस्थता गर्ने सम्भावित साधन र विधिहरूको छलफल गर्ने हुनेछ। जहाँ धेरैजसो देशहरू यस भावी उर्जा वाहकमा आफ्नो नीति विकास गरेका छन् वा गर्ने क्रममा छन्। नेपालमा छलफल सुरू गर्न यो उचित समय हो।
सामान्यत: स्थानीय बजारमा हाइड्रोजनको मूल्य प्रतिकिलो रु. १००० रहेको छ। हामीले यो अतिरिक्त विद्युतबाट उत्पादन गर्न सक्यौं भने नेपालले प्रतिस्पर्धात्मक आधारमा भारतीय बजारमा हाइड्रोजन निर्यात गर्न सक्दछ। हामीलाई केवल एक कर्पोरेट स्तरको कम्पनी विकासको आवश्यकता छ। जुन कम्पनीले यस व्यवसायलाई बुझ्न र कार्यान्वयन गर्न सक्छ। यसभन्दा पहिले सरकारले सिमेन्ट कारखानामा प्रोत्साहन सुरू गरेको थियो र अहिले सरकारले यस क्षेत्रबाट धेरै कर र सुविधा संकलन गर्दै आएको छ। जसरी यसभन्दा पहिले सरकारले साना जलविद्युत संयन्त्रको सबै प्रकारमा लगानी गरेको थियो अहिले यो व्यवसाय निजी क्षेत्रले लिएको छ। हामीलाई हाइड्रोजन व्यापारको क्षेत्रमा पनि सोही प्रवृत्ति पालना हुनेछ भन्ने विश्वास छ। हाइड्रोजन खेर गैरहेको बिजुलीको साथ उत्पादन गर्न सकिन्छ। यसले हाइड्रोपावर प्लान्टको राम्रो स्थिरता र उच्च क्षमतामा सञ्चालन गर्न सहयोग गर्नेछ। यस्तो व्यवस्थाद्वारा मथिल्लो तामाकोशीजस्तो विशाल परियोजनाले ५-१० मेगावाट हाइड्रोजन उत्पादन प्लान्टलाई ऊर्जा प्रदान गर्न सक्छ। त्यसो हुँदा यो हाइड्रोजन नि:शुल्क ऊर्जा लागतमा उत्पादन हुन्छ।
अहिलेसम्म नेपाल इन्धन आयात गर्ने देश हो। यस अवधारणाको साथ हामी नेपालबाट इन्धनको रूपमा हाइड्रोजन निर्यात गर्ने दिशामा अघि बढ़न सक्छौं। अध्ययनले देखाउँछ कि सन् २०५० सम्ममा यातायातका लागि प्रयोग हुने सवारीहरूको संख्या विश्वव्यापी २.५ बिलियन पार गर्दै अहिलेभन्दा दोब्बर हुनेछ। आर्थिक वृद्धि र बढेको कार्बन उत्सर्जन बीचको सम्बन्ध तोड्न एक ऊर्जा संक्रमण आवश्यक छ। उत्सर्जन नियन्त्रणका लक्ष्यहरू प्राप्त गर्न, सफा ऊर्जाको उत्पादन र प्रयोगमा प्रतिमान बदलिनु आवश्यक छ। हाइड्रोजन ऊर्जा, जैविक उर्जा र ब्याट्रीमा-आधारित यातायात प्रणालीहरूको प्रतिस्पर्धी समाधानको रूपमा आउँदैछ। हरित हाइड्रोजन नेपालको यातायात क्षेत्रको लागि भविष्यको इन्धन हुन सक्छ, जसले आयातित जैविक उर्जाको निर्भरता र यसद्वारा प्रेरित प्रदुषण कम गर्दछ।
यो थाहा पाउँदा अचम्म लाग्न सक्छ कि खिम्ती पावर प्लान्टले प्राधिकरणलाई प्रति वर्ष १ करोड युनिट बिजुली नि:शुल्क दिने गर्छ। यो पावर हाउसमा २ मेगावाटको इलेक्ट्रोलाइजर सुविधा स्थापना गर्न र हाइड्रोजन बेच्ने पैसा तिर्न पर्याप्त ऊर्जा हो। धेरै निजी उत्पादकले लघु जलविद्युत परियोजनामा आफ्नो चासो देखाएका छन्। १-१० मेगावाटका रुग्ण परियोजनाहरूमा ग्रिड समिकरणको प्राविधिक समस्या भएको कारण घाटामा चलिरहेका छन। यी परियोजनामा वैकल्पिक समाधान प्रदान गरिएन भने पुँजी खेर जाने सम्भावना प्रवल छ। हालै गरिएको सरकारी व्यवस्थाअनुसार प्रत्येक जलविद्युत परियोजनाले न्यूनतम १०% आरक्षित क्षमता राख्नु पर्नेछ र यो क्षमता ग्रिडमा माग नभएसम्म प्रयोग गरिने छैन। यसैले लगानी गरिएको पुँजीलाई आय उत्पादनका लागि केही वैकल्पिक साधनको आवश्यक पर्दछ।
यस्तै परियोजनामा हाइड्रोजन उत्पादन इकाइ स्थापना गर्न सक्यौं भने नेपालका धेरै अन्य जलविद्युत विकासकर्ताको यो विषयमा ध्यानाकर्षण हुनेछ। २०२१ भित्र नेपालमा वर्षामा मात्र ४०० मेगावाट अतिरिक्त क्षमता हुनेछ भन्ने प्रक्षेपण छ। यदि हामीले यसलाई हाइड्रोजन उत्पादनको लागि प्रयोग गर्ने लक्ष्य राख्यौं भने यो उत्पादन नि: शुल्क बिजुलीसरह हुनेछ। सन् २०३० मा नेपालमा ३००० भन्दा बढी मेगावाट जलविद्युत उत्पादन हुनेछ जसको निर्यात वा स्थानीय प्रयोगको लागि अहिलेसम्म कुनै योजना बनेका छैनन्। नेपालले सिकेका पाठ अन्य देशहरूमा कार्यान्वयन गर्न सकिन्छ जस्तै लाओस, म्यानमार, पेरु, आदि जहाँ जलविद्युत माग र आपुर्ति सन्तुलनका लागि लागि वैकल्पिक लोडको आवश्यकता छ।
समुदायका लागि लघु जलविद्युतद्वारा (रात्री समयमा) र सौर्यद्वारा (दिनको समयमा) उत्पादित ऊर्जा हाइड्रोजन रूपमा भण्डारण गर्न सकिन्छ। बिजुलीको प्रयोगबाट पानीबाट हाइड्रोजन उत्पादन गर्ने व्यावसायिक इलेक्ट्रोलाइजरहरू प्रविधि परिपक्व भएको छ। एलपिजी ग्यास जस्तै हाइड्रोजन सुरक्षित तरिकामा बोतलबन्द र ओसारपसार गर्न सकिन्छ। एउटा अन्त-प्रयोगको रूपमा एक अस्पताल वा स्कुलमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। जहाँ १ किलो हाइड्रोजनले ३० युनिट बिजुली उत्पादन गर्न सक्छ। ग्रामीण नेपालको भविष्य हाइड्रोजन समाज हुन सक्दछ जहाँ प्रत्येक परिवारमा केही हाइड्रोजन टंकी र १-३ किलोवाटको फ्युल सेल जेनरेटरको प्रयोग हुनसक्छ। प्रकाश, ताप, कुकिङ र निजी यातायातका लागि सबै घरेलु ऊर्जा हाइड्रोजनद्वारा चलाउन सकिन्छ। समुदायले केन्द्रीय इलेक्ट्रोलाइजर र हाइड्रोजन भण्डारण र रिफिलिङ सुविधाको साथ एक सौर्य ऊर्जा-लघु जलविद्युत स्टेशनको स्वामित्व लिनसक्छ। फ्युल सेलबाट निर्बाध बिजुलीको आपूर्तिसँगै उद्यमीहरूले दूध, खाद्य प्रशोधन र अन्य सानो बिक्री उद्योग चलाउन सक्छन्। यो सम्भावित सपना हो। उद्देश्य भएको सहयोगी साझेदार भए यो सपनालाई सम्भव बनाउन सक्छ।
ग्रीन हाइड्रोजन ल्याबका टिम सदस्य।
नगरपालिका फ़ोहर प्रयोग गरी हरित हाइड्रोजन उत्पादन गर्न ठूलो बायोग्यास प्लान्टको रूपान्तरण गर्न सम्भावना पनि रहेको छ। अनुसन्धानले अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत जस्तै बायोमासबाट पनि हाइड्रोजन उत्पन्न गर्न सकिने सम्भावनाहरू देखाएको छ।
नेपाल अहिले गरीबीविरूद्धको लडाइँमा छ। तीन दशक अघि देश उच्च शिक्षाको जग निर्माणमा रहेको बेला काठमाडौं विश्वविद्यालयमार्फत् डा.सुरेशराज शर्माको नेतृत्वमा डा.सीताराम अधिकारी तथा डा.भद्रमान तुलाधर सहितका संस्थापक सर्जकहरूबाट हाम्रा लागि विज्ञान प्रविधि तथा अनुसन्धानका लागि बलियो आधार तयार भयो । उहाँहरूसँगै हामीले अनुसन्धानसम्बन्धी चेतना र विकास गर्ने कौशल सिक्दै गयौं। पुस्तान्तरण पछि हामीले विज्ञान र प्रविधिले देशलाई सुसज्जित गर्न सक्ने नेतृत्वको जिम्मेवारी पायौं र अहिले विशेषत इन्जिनियरिङ र प्रविधिका उल्लेख्य विधाहरूमा नेपाल मात्र नभएर देश बाहिर पनि स्थापित गर्ने शौभाग्य पायौं ।
गरीबीको घेराबाट नेपाली समाजलाई बाहिर निकाल्ने मौका जलविद्युतको उपयोग गर्दै उर्जा, उद्योग र कृषि क्षेत्रको अर्को लडाइँ अत्यावश्यक भैसकेको छ। यस लडाइँमा युवा पुस्तालाई विकासको क्रान्तिमा सहभागी गराई नयाँ नेतृत्व पनि तयार गर्नुछ। एक दशकभन्दा बढी समयदेखि मसँग काँधमा काँध मिलाएर नेपालको जलविद्युत विकासमा सहयात्रा गर्ने डा.विराजसिंह थापाले ऊर्जावान् नयाँ इन्जिनियर वैज्ञानिकलाई साथ लिइ नेपालमा नै हरित हाइड्रोजन क्रान्तिको नेतृत्व लिई दिगो विकासमा आफूहरूलाई समाहित गरिसक्नु भएको छ। नेपालमा हाइड्रोजन इकोसिस्टमको परिकल्पना उमेर ढल्किसकेकोबाट होइन, भविष्यमा सुन्दर सपना देख्ने ग्रिन हाइड्रोजन ल्याबका युवाहरूको हो। छलफलका लागि यो सही समय हो। पहिलो चरणमा विश्वविद्यालय स्तरमा प्रविधि हस्तान्तरण, प्रविधि-अनुसन्धान, विकास र ज्ञान व्यवस्थापनको उद्देश्य बोकेको अनुसन्धान इकाइको आरम्भ हुन सक्छ।
यसको उचित र सफल व्यवस्थापनका लागि हालको सरकारी नियमनकारी निकायमार्फत आवश्यक नीति तथा नियम तर्जुमा गरी यस प्रविधिको अध्ययनका लागि विश्वविद्यालय तथा शैक्षिक संस्थामा वैज्ञानिक अन्वेषण र अनुसन्धान गर्न लगाई यसलाइ कानुनी स्वरूप दिन अब ढिला गर्न हुँदैन।
(थापा काठमाडौं विश्वविद्यालयको मेकानिकल इन्जिनियरिङ विभागका प्राध्यापक हुन्।)
