नई सुपर सोलर सेल (पेरोवस्काइट) से जापान के ऊर्जा परिवर्तन में तेजी आने की उम्मीद है – सेकिशुई केमिकल के साथ जापान की सौर रणनीति – चित्र: Xpert.Digital
भविष्य की ऊर्जा प्रौद्योगिकी: पेरोवस्काइट सेल के साथ जापान की अभूतपूर्व उपलब्धि
उन्नत सौर ऊर्जा: ऊर्जा परिवर्तन की दिशा में जापान का मार्ग
पेरोवस्काइट सोलर सेल (PSC) के विकास के साथ जापान सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रगति कर रहा है, जिनमें देश के ऊर्जा परिदृश्य को मौलिक रूप से बदलने की क्षमता है। इस नवोन्मेषी प्रौद्योगिकी से न केवल जापान के महत्वाकांक्षी जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने में सहायता मिलने की उम्मीद है, बल्कि जीवाश्म ईंधन और परमाणु ऊर्जा पर उसकी निर्भरता को कम करने में भी मदद मिलेगी। अपने लचीले, हल्के और अत्यधिक कुशल गुणों के कारण, ये सुपर सोलर सेल 2040 तक 20 परमाणु रिएक्टरों के बराबर बिजली उत्पादन क्षमता प्राप्त कर सकते हैं, जिससे जापान के ऊर्जा परिवर्तन में महत्वपूर्ण योगदान मिलेगा।.
क्रांतिकारी पेरोवस्काइट प्रौद्योगिकी
पेरोव्स्काइट सोलर सेल पारंपरिक सोलर सेल से मौलिक रूप से भिन्न होते हैं और सौर ऊर्जा के उपयोग के तरीके में एक क्रांति लाने का वादा करते हैं। पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित सोलर पैनलों के विपरीत, पीएससी अपनी उच्च अनुकूलन क्षमता, कम वजन और निर्माण में लचीलेपन के लिए जाने जाते हैं। ये गुण उन्हें घनी आबादी वाले जापान के लिए विशेष रूप से मूल्यवान बनाते हैं, जहां सीमित स्थान के कारण पारंपरिक सोलर पैनल अक्सर अव्यावहारिक होते हैं।.
पेरोवस्काइट सौर सेल की बहुमुखी प्रतिभा से अनुप्रयोगों की बिल्कुल नई संभावनाएं खुल जाती हैं। अपने अर्ध-पारदर्शी और हल्के डिज़ाइन के कारण, इन्हें इमारतों की दीवारों और खिड़कियों, कारों की छतों और स्ट्रीटलाइट्स पर लगाया जा सकता है, जिससे इन सतहों का उपयोग ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जा सकता है। यह लचीलापन विशेष रूप से सीमित स्थान वाले शहरों में महत्वपूर्ण है, जहां अतिरिक्त भूमि की आवश्यकता के बिना ऊर्जा उत्पादन को अधिकतम करना अत्यंत आवश्यक है।.
दक्षता के मामले में, पेरोव्स्काइट सौर सेल ने उल्लेखनीय प्रगति की है। 26.1 प्रतिशत की दक्षता के साथ, वे अब पारंपरिक सिलिकॉन सिंगल-क्रिस्टल पैनलों के बराबर हैं, और यह आंकड़ा लगातार बढ़ रहा है, जबकि सिलिकॉन तकनीक अपनी सीमाओं तक पहुंच चुकी प्रतीत होती है। सिलिकॉन पैनलों के साथ PSCs के संयोजन की संभावना विशेष रूप से आशाजनक है, क्योंकि यह वर्तमान में 35 प्रतिशत से अधिक दक्षता प्राप्त करने में सक्षम है। इसके अलावा, PSCs की लचीलता पवन और सौर ऊर्जा को मिलाकर हाइब्रिड सिस्टम विकसित करने में सक्षम बनाती है, जिससे नवीकरणीय ऊर्जा की दक्षता में और सुधार हो सकता है।.
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आयोडीन उत्पादन के माध्यम से जापान को प्राप्त रणनीतिक लाभ
पेरोवस्काइट सौर सेल के विकास में जापान की स्थिति को मजबूत करने वाला एक प्रमुख कारक विश्व में आयोडीन का दूसरा सबसे बड़ा उत्पादक होना है। पेरोवस्काइट सौर सेल के उत्पादन में आयोडीन एक आवश्यक घटक है। इस संसाधन लाभ से जापान एक स्वतंत्र आपूर्ति श्रृंखला स्थापित कर सकता है और अपने घरेलू उद्योग के लिए विकास के आशाजनक अवसर प्रदान कर सकता है। इस प्राकृतिक संसाधन का उपयोग करके, जापान पेरोवस्काइट सौर सेल की विशाल मात्रा के निर्माण के लिए काफी हद तक आत्मनिर्भर उत्पादन श्रृंखला बना सकता है।.
जापान की महत्वाकांक्षी सौर ऊर्जा योजना
जापान सरकार ने पेरोवस्काइट तकनीक के उपयोग के लिए एक महत्वाकांक्षी योजना का अनावरण किया है। देश का लक्ष्य वित्त वर्ष 2040 तक 20 गीगावाट सौर ऊर्जा क्षमता स्थापित करना है, जो लगभग 20 परमाणु रिएक्टरों के उत्पादन के बराबर है। इस क्षमता के साथ, जापान न केवल अपने सक्रिय परमाणु रिएक्टरों को बंद कर सकेगा, बल्कि जीवाश्म ईंधन आधारित बिजली संयंत्रों के चरणबद्ध तरीके से बंद होने के साथ-साथ भविष्य की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए नए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण से भी बच सकेगा।.
यह पहल एक व्यापक ऊर्जा योजना का हिस्सा है। 13 मार्च, 2025 को, जापानी सरकार ने बढ़ती बिजली की मांग को पूरा करने के लिए 2040 तक बिजली उत्पादन में नवीकरणीय ऊर्जा की हिस्सेदारी को 50 प्रतिशत तक बढ़ाने के उद्देश्य से एक मूलभूत ऊर्जा नीति के मसौदे को अंतिम रूप दिया। जापान ने अक्टूबर 2021 में अपनी ऊर्जा योजना को पहले ही अद्यतन कर दिया था, जिसमें नवीकरणीय ऊर्जा को मुख्य लाभार्थी के रूप में दर्शाया गया था। छठी "रणनीतिक ऊर्जा योजना" में पहली बार 2030 से जापान में सौर, पवन और जलविद्युत के साथ-साथ बायोमास को ऊर्जा उत्पादन के मुख्य स्रोतों के रूप में स्थापित करने का लक्ष्य निर्धारित किया गया है, जिसमें ऊर्जा उत्पादन में 36 से 38 प्रतिशत की नियोजित हिस्सेदारी होगी।.
सेकिशुई केमिकल की प्रमुख भूमिका
जापान की सौर ऊर्जा रणनीति को लागू करने में सेकिशुई केमिकल एक प्रमुख भूमिका निभा रही है। जापान विकास बैंक (डीबीजे) के सहयोग से, सेकिशुई ने 2025 की शुरुआत में एक नई कंपनी की स्थापना की, जो सेकिशुई केमिकल के लाइसेंस के तहत पेरोव्स्काइट सौर सेल विकसित, निर्मित और बेचेगी। इस परियोजना की कुल लागत 310 अरब येन (1.97 अरब डॉलर) से अधिक होने का अनुमान है, जिसमें से आधी धनराशि सरकारी अनुदान से प्राप्त की गई है।.
सेकिशुई ने चरणबद्ध निवेश रणनीति की योजना बनाई है, जिसकी शुरुआत 2027 तक 100 मेगावाट उत्पादन लाइन के निर्माण के लिए 90 अरब येन के निवेश से होगी, जिसके बाद 2030 तक गीगावाट श्रेणी की उत्पादन लाइन स्थापित की जाएगी। इस परियोजना के लिए, कंपनी पश्चिमी जापान के सकाई में स्थित शार्प संयंत्र में उपकरण खरीदेगी और उनका उपयोग करेगी। लक्ष्य 2030 वित्तीय वर्ष तक मुख्य रूप से पेरोव्स्काइट सौर कोशिकाओं सहित नवीन सेल की 1 गीगावाट प्रति वर्ष उत्पादन क्षमता प्राप्त करना है।.
कंपनी ने अपनी तकनीक के लिए स्पष्ट अनुप्रयोग क्षेत्र पहले ही परिभाषित कर दिए हैं: कंपनी ने कहा, "हम सिस्टम के हल्के और लचीले गुणों का लाभ उठाकर इसके उपयोग को बढ़ावा देना चाहते हैं, विशेष रूप से सार्वजनिक क्षेत्र में, उदाहरण के लिए, खेल हॉलों में जो आपदाओं के समय निकासी केंद्रों के रूप में कार्य करते हैं।" दीर्घकालिक रूप से, सेकिशुई की योजना बड़े पैमाने पर उत्पादन के माध्यम से लागत कम करके और साथ ही मांग बढ़ाकर अपने व्यवसाय का विस्तार करने की है, और निजी क्षेत्र में कारखानों और गोदामों की छतों और बाहरी दीवारों पर ध्यान केंद्रित कर रही है।.
निवेश और उत्पादन योजनाएँ
सेकिशुई केमिकल की योजना 2030 तक पेरोव्स्काइट सौर सेल के लिए प्रति वर्ष 1 गीगावाट की उत्पादन क्षमता स्थापित करने की है। कंपनी इस परियोजना में कुल मिलाकर लगभग 2 बिलियन अमेरिकी डॉलर का निवेश करेगी, जिसमें से आधी लागत जापानी सरकार वहन करेगी।.
पहला चरण 2025 से 2027 तक प्रति वर्ष 100 मेगावाट की क्षमता वाली उत्पादन लाइन का निर्माण करना है। इसके लिए, सेकिशुई केमिकल 90 अरब येन (लगभग 570 मिलियन अमेरिकी डॉलर) का निवेश कर रही है और ओसाका में शार्प के एक पूर्व संयंत्र के कुछ हिस्सों का उपयोग कर रही है।.
सरकारी समर्थन और साझेदारी
जापानी सरकार इस परियोजना का सक्रिय रूप से समर्थन करती है:
- आर्थिक मामलों के मंत्रालय ने हरित परिवर्तन के लिए आपूर्ति श्रृंखलाओं का विस्तार करने के कार्यक्रम के तहत सेकिशुई केमिकल को अनुदान प्रदान किया है।.
- जापान के सरकारी स्वामित्व वाले डेवलपमेंट बैंक ऑफ जापान (डीबीजे) की नवस्थापित कंपनी सेकिशुई सोलर फिल्म में 14% हिस्सेदारी है, जो विनिर्माण सुविधा स्थापित करेगी।.
प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग
सेकिशुई केमिकल पतले, लचीले पेरोव्स्काइट सौर सेल के रोल-टू-रोल निर्माण में विशेषज्ञता रखती है। वर्तमान सेल के गुणधर्म इस प्रकार हैं:
- दक्षता: 15%
- शेल्फ लाइफ: 10 वर्ष
- रोल की चौड़ाई: 30 सेंटीमीटर
भविष्य के लक्ष्यों में 20% की दक्षता और 20 वर्ष का जीवनकाल शामिल है। हल्के और लचीले सौर सेल शुरू में व्यायामशालाओं जैसे सार्वजनिक भवनों की छतों पर लगाए जाएंगे। बाद में, कारखानों और गोदामों की छतों और दीवारों पर भी इन्हें लगाने की योजना है।.
दीर्घकालिक लक्ष्य
जापानी सरकार का लक्ष्य है कि 2040 तक नए प्रकार के सौर सेल लगभग 20 गीगावाट बिजली उत्पादन में योगदान दें। सेकिशुई केमिकल 2030 तक गीगावाट-स्तरीय उत्पादन स्थापित करने के इस सरकारी लक्ष्य को प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की योजना बना रही है।.
पेरोव्स्काइट सौर सेल में अभूतपूर्व प्रगति: पहले से कहीं अधिक सस्ते और टिकाऊ
अपार संभावनाओं के बावजूद, पेरोव्स्काइट सौर सेल अभी भी कई चुनौतियों का सामना कर रहे हैं। सिलिकॉन की तुलना में इनका सीमित जीवनकाल और उच्च प्रारंभिक लागत, पीएससी के लिए दो सबसे बड़ी चुनौतियाँ हैं। हालांकि, प्रौद्योगिकी में लगातार सुधार हो रहा है और शोधकर्ता बेहतर पैसिवेशन तकनीक और अधिक स्थिर सामग्री संयोजनों जैसे समाधानों पर काम कर रहे हैं।.
2024 में एक उल्लेखनीय उपलब्धि हासिल हुई जब एक चीनी निर्माता ने पहली बार व्यावसायिक पेरोव्स्काइट सेल प्रस्तुत किए जो बिना किसी प्रदर्शन हानि के 12 वर्षों तक चलने के लिए डिज़ाइन किए गए थे, और निर्माता ने दस साल की वारंटी भी प्रदान की। 25 वर्षों की अवधि में, प्रदर्शन में गिरावट अचानक होने के बजाय रैखिक होने की उम्मीद है, जिससे पूर्वानुमान में सुधार होगा।.
लागत के संबंध में भी सकारात्मक रुझान उभर रहा है। पूर्वानुमानों के अनुसार, जापान में लागत वर्तमान 20 येन (लगभग 12 यूरो सेंट) से घटकर 2040 तक 10 येन (लगभग छह यूरो सेंट) प्रति वाट हो जाएगी। लागत में यह कमी प्रौद्योगिकी की प्रतिस्पर्धात्मकता को और बढ़ाएगी और इसके व्यापक उपयोग को बढ़ावा देगी।.
जर्मनी में भौतिक विज्ञानी फेलिक्स लैंग ने पेरोवस्काइट अर्धचालकों के एक उल्लेखनीय गुण की खोज की: उनकी स्व-उपचार क्षमता। यह खोज पेरोवस्काइट सौर कोशिकाओं के जीवनकाल को काफी हद तक बढ़ा सकती है और सौर कोशिकाओं और एक्स-रे उपकरणों के सुधार में योगदान दे सकती है, जिनका उपयोग पृथ्वी और अंतरिक्ष दोनों में किया जा सकता है।.
जापान का सौर पुनर्जागरण
एक समय जापान सौर पैनल उत्पादन में विश्व का अग्रणी देश था, लेकिन चीनी निर्माताओं से प्रतिस्पर्धा के कारण इसकी बाजार हिस्सेदारी एक प्रतिशत से भी कम हो गई है। पीएससी तकनीक के साथ, जापान वैश्विक बाजार में अपनी मजबूत स्थिति को पुनः प्राप्त करने का लक्ष्य रखता है। यह 1973 के तेल संकट के बाद के उस दौर की याद दिलाता है, जब जापान के सार्वजनिक और निजी क्षेत्रों ने नवीकरणीय ऊर्जा अनुसंधान और विकास में सहयोग किया था, और सौर पैनलों के लिए इसकी वैश्विक बाजार हिस्सेदारी अस्थायी रूप से 50% से अधिक हो गई थी, लेकिन बाद में कम कीमतों के साथ चीनी कंपनियों ने इसे पीछे छोड़ दिया।.
मार्च 2011 में जापान में हुए परमाणु हादसे के बाद से देश के सौर ऊर्जा क्षेत्र का तेजी से विकास हुआ है। आज सौर ऊर्जा उत्पादन कुल ऊर्जा उत्पादन में लगभग 10 प्रतिशत का योगदान देता है, जबकि 2014 में यह मात्र 1.9 प्रतिशत था। वर्तमान ऊर्जा योजना का लक्ष्य 2030 तक इस हिस्सेदारी को 36 से 38 प्रतिशत तक बढ़ाना है, जिसमें बिजली आपूर्ति श्रृंखला (PSC) प्रौद्योगिकी 2040 तक इन आंकड़ों को पार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी।.
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जापान में नवीकरणीय ऊर्जाओं का विविधीकरण
जापान की ऊर्जा रणनीति में पेरोवस्काइट सौर सेल प्रमुख भूमिका निभा रहे हैं, वहीं देश ऊर्जा मिश्रण में विविधता लाने और ऊर्जा सुरक्षा बढ़ाने के लिए अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में भी निवेश कर रहा है। जापान का लक्ष्य हाइड्रोजन आधारित समाज बनना है और उसने 2017 से हाइड्रोजन रणनीति अपनाई है, जो 2050 तक कार्बन उत्सर्जन कम करने के लक्ष्य का भी समर्थन करती है। जापानी सरकार ने 15 वर्षों की अवधि में हाइड्रोजन मूल्य श्रृंखला में लगभग 15 ट्रिलियन येन (लगभग 107 बिलियन अमेरिकी डॉलर) का निवेश करने की योजना बनाई है।.
इसके अलावा, पर्यावरण मंत्री शिंजीरो कोइज़ुमी ने घोषणा की कि मंत्रालय भूतापीय ऊर्जा के विकास में तेजी लाने में अग्रणी भूमिका निभाएगा। प्रशासनिक सुधार मंत्री तारो कोनो ने 2030 तक जापान में भूतापीय ऊर्जा संयंत्रों की संख्या दोगुनी करने का लक्ष्य घोषित किया। अनुकूल फीड-इन टैरिफ और नवीकरणीय ऊर्जा को बढ़ावा देने से भूतापीय परियोजनाओं की संख्या में वृद्धि होने की उम्मीद है।.
इसके अलावा, जापान दीर्घकालिक ऊर्जा स्रोत के रूप में संलयन ऊर्जा की संभावनाओं का पता लगा रहा है। देश संलयन ऊर्जा के विकास में तेजी लाने के लिए यूरोपीय संघ और अमेरिका के साथ सहयोग कर रहा है, जिसमें निजी निवेश और सहयोग महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहे हैं। मार्च 2024 के अंत में, 21 कंपनियों ने प्रौद्योगिकी और मानकों को संयुक्त रूप से आगे बढ़ाने के उद्देश्य से जापान संलयन ऊर्जा परिषद (संक्षेप में जे-फ्यूजन) की स्थापना की।.
वैश्विक ऊर्जा परिवर्तन के लिए निहितार्थ
पेरोवस्काइट सौर सेल में जापान का व्यापक निवेश वैश्विक ऊर्जा परिदृश्य पर दूरगामी प्रभाव डाल सकता है। यदि इस तकनीक को औद्योगिक पैमाने पर सफलतापूर्वक लागू किया जाता है, तो यह अन्य देशों, विशेष रूप से घनी आबादी वाले देशों के लिए एक आदर्श बन सकती है, जहां पारंपरिक सौर ऊर्जा संयंत्रों के लिए सीमित स्थान उपलब्ध है।.
जापान सरकार को विश्वास है कि पेरोवस्काइट सौर सेल में उसका निवेश सफल होगा। अपने घरेलू बाजार में आपूर्ति करने के बाद, जापान इस नवोन्मेषी तकनीक को अन्य देशों में निर्यात करने की योजना बना रहा है, जो वैश्विक ऊर्जा परिवर्तन में योगदान दे सकता है और प्रौद्योगिकी क्षेत्र में अग्रणी के रूप में जापान की स्थिति को मजबूत कर सकता है।.
पेरोवस्काइट सौर सेल का विकास विभिन्न क्षेत्रों में अपनी तकनीकी नेतृत्व क्षमता को पुनः प्राप्त करने की जापान की व्यापक रणनीति का एक हिस्सा है। नवीकरणीय ऊर्जा के अलावा, जापान सॉफ्टवेयर-परिभाषित वाहनों (एसडीवी) जैसी अन्य भविष्य की प्रौद्योगिकियों में भी भारी निवेश कर रहा है, जिसका लक्ष्य 2030 तक वैश्विक बाजार में 30 प्रतिशत हिस्सेदारी हासिल करना है।.
जापान के ऊर्जा भविष्य के लिए सौर ऊर्जा में एक महत्वपूर्ण प्रगति
पेरोवस्काइट सौर सेल में जापान का निवेश उसके ऊर्जा परिदृश्य के परिवर्तन में एक महत्वपूर्ण कदम है। 2040 तक 20 परमाणु रिएक्टरों के बराबर क्षमता स्थापित करने की महत्वाकांक्षी योजना इस नवोन्मेषी प्रौद्योगिकी में देश के विश्वास और ऊर्जा परिवर्तन में इसके योगदान को दर्शाती है।.
पेरोवस्काइट तकनीक अपनी लचीलता, हल्केपन और दक्षता के कारण विशेष लाभ प्रदान करती है, खासकर जापान जैसे घनी आबादी वाले देश के लिए। हालांकि टिकाऊपन और लागत संबंधी चुनौतियां अभी भी बनी हुई हैं, अनुसंधान और विकास में निरंतर प्रगति यह दर्शाती है कि इन बाधाओं को दूर किया जा सकता है। 2030 तक गीगावाट उत्पादन के लक्ष्य के साथ चरणबद्ध कार्यान्वयन रणनीति महत्वाकांक्षी दीर्घकालिक लक्ष्यों की नींव रखती है।.
पेरोवस्काइट सौर सेल का व्यापक उपयोग न केवल जापान को अपने जलवायु लक्ष्यों को प्राप्त करने और जीवाश्म ईंधन और परमाणु ऊर्जा पर अपनी निर्भरता कम करने में मदद कर सकता है, बल्कि सौर प्रौद्योगिकी के अग्रणी प्रदाता के रूप में उसकी स्थिति को भी पुनर्स्थापित कर सकता है। घरेलू आयोडीन उत्पादन का रणनीतिक उपयोग और पर्याप्त सरकारी निवेश इस दूरदर्शी प्रौद्योगिकी में सफलता प्राप्त करने के लिए जापान के दृढ़ संकल्प को रेखांकित करते हैं।.
तकनीकी नवाचार और आर्थिक रणनीति दोनों को समाहित करने वाले इस व्यापक दृष्टिकोण के साथ, जापान वैश्विक ऊर्जा परिवर्तन में अग्रणी के रूप में अपनी स्थिति मजबूत कर रहा है और भविष्य के लिए सतत ऊर्जा उत्पादन का एक आशाजनक मार्ग प्रदर्शित कर रहा है। इस योजना की सफलता न केवल जापान के लिए बल्कि सतत ऊर्जा भविष्य प्राप्त करने के वैश्विक प्रयासों के लिए भी अत्यंत महत्वपूर्ण हो सकती है।.
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Konrad Wolfenstein
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