उष्णता पंप – औद्योगिक डीकार्बोनायझेशन बहुतेकदा अशा उपायांद्वारे तयार केले जाते जे खोल उत्सर्जन कमी करण्याचे वचन देतात, उदा. g

ग्रीन हायड्रोजन आणि कार्बन कॅप्चर. हे मार्ग अत्यावश्यक आहेत, विशेषत: कमी-कठीण क्षेत्रांसाठी, परंतु अजूनही मोठ्या प्रमाणावर दत्तक घेण्यापासून अनेक वर्षे दूर आहेत, 2025 मध्ये भारताच्या अंतिम ऊर्जा वापरापैकी जवळजवळ निम्म्या उद्योगाचा वाटा आहे, त्यापैकी बहुतेक जीवाश्म इंधनाशी संबंधित आहेत.

जेव्हा आपण प्रक्रिया उष्णता पाहतो तेव्हा कथा आणखी तीव्र होते. कमी-तापमानाची उष्णता आणि वाफेची आवश्यकता (250 अंश सेल्सिअसपेक्षा कमी) कापड, अन्न प्रक्रिया, रसायने, फार्मास्युटिकल्स आणि कागद आणि लगदा यासारख्या क्षेत्रातील विविध प्रक्रियांसाठी आधार बनते.

ही प्रक्रिया उष्णता आणि वाफेची मागणी मुख्यत्वे थर्मल असते आणि जीवाश्म इंधन जसे की कोळसा, तेल आणि वायूच्या ज्वलनाद्वारे पूर्ण केली जाते. हा मुद्दा दोन पातळ्यांवर गंभीर बनतो.

प्रथम, वाढती भू-राजकीय अनिश्चितता आणि अस्थिर देशांतर्गत पुरवठा साखळी या इंधनाची उपलब्धता बिघडवते. दुसरे, या उत्पादन उत्सर्जनाचा एक मोठा भाग सूक्ष्म, लघु आणि मध्यम उद्योगांमध्ये (एमएसएमई) प्रामुख्याने कापड, अन्न प्रक्रिया आणि कागद यासारख्या क्षेत्रांमध्ये केंद्रित आहे. हे असे क्षेत्र आहेत जेथे कोळसा, सरपण, बायोमास, गॅस आणि फर्नेस ऑइल पारंपारिक थर्मल सिस्टम जसे की बॉयलर, थर्मिक फ्लुइड हीटर्स, ड्रायर, बाष्पीभवन आणि गरम पाण्याची व्यवस्था इ.

म्हणूनच औद्योगिक उष्णतेचे डीकार्बोनायझेशन हा केवळ हवामानाचा प्रश्न नसून एक सामाजिक-आर्थिक विशेषाधिकार आहे जो हवा गुणवत्ता, किमतीची स्पर्धात्मकता, ऊर्जा सुरक्षा आणि कामगारांचे कल्याण यासारख्या इतर सह-फायद्यांसोबत जोडतो. ऊष्मा पंप एक उपाय म्हणून उष्णता पंप या संभाषणात औद्योगिक उष्णतेच्या या विशिष्ट सीमारेषेसाठी सर्वात व्यावहारिक, स्केलेबल आणि मॉड्यूलर तंत्रज्ञान म्हणून प्रवेश करतात.

बॉयलर्सच्या विपरीत, उष्णता पंप इंधन जाळून उष्णता निर्माण करत नाहीत. ते विजेचा वापर करून एका वाफेतून दुसऱ्या वाफेवर उष्णता हलवतात आणि अपग्रेड करतात.

म्हणूनच ते वापरत असलेल्या विजेपेक्षा ते अधिक उपयुक्त उष्णता देऊ शकतात. औद्योगिक उष्मा पंपांचे कार्यप्रदर्शन गुणांक 3 ते 5 असते, याचा अर्थ ते वापरलेल्या विजेच्या प्रत्येक युनिटसाठी तीन ते पाच युनिट उष्णता प्रदान करू शकतात. उच्च आउटपुट तापमानातही, जेथे कार्यक्षमता कमी होते, ते साध्या विद्युत प्रतिकार-आधारित हीटिंगपेक्षा अधिक कार्यक्षम राहू शकतात.

ही कार्यक्षमता त्यांच्या डिकार्बोनायझेशन मूल्याचा गाभा आहे. हे उष्णतेचे विद्युतीकरण करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या विजेचे प्रमाण कमी करते आणि ज्वलनापासून दूर जाण्याचे अर्थशास्त्र सुधारते. नूतनीकरणक्षम वीज स्पर्धात्मक दरात उपलब्ध असल्यास, उष्णता पंपावरील उष्णतेची प्रभावी किंमत आजच्या काळातही पारंपरिक इंधनांच्या तुलनेत आकर्षक बनते.

हे संक्रमण जटिल बनवते ते म्हणजे औद्योगिक उष्णता सध्या ज्या प्रकारे तयार केली जाते आणि वापरली जाते. सुरतमध्ये अभ्यासलेल्या एका सामान्य मध्यम आकाराच्या कापडाच्या फिनिशिंग युनिटमध्ये, सुमारे 92% ऊर्जा भार थर्मल होता, जो वाफेवर आणि औद्योगिक उष्णतेद्वारे इंडोनेशियन कोळसा आणि लिग्नाइटच्या मिश्रणाचा वापर करून वितरित केला जातो.

युनिटने साधारणपणे 0. 42 किलो इंडोनेशियन कोळसा प्रति मीटर प्रक्रिया केलेल्या फॅब्रिकचा वापर केला, जे नियमित ऑपरेशन्समध्ये अंतर्भूत असलेल्या इंधनाच्या वापराच्या सामग्रीची तीव्रता दर्शवते. असे असूनही, वाफेचा वापर अप्रत्यक्षपणे गरम पाणी निर्माण करण्यासाठी, जहाजाचे तापमान राखण्यासाठी किंवा उत्पादनास थेट गरम करण्याऐवजी पृष्ठभाग गरम करण्यासाठी केला जातो.

हे केंद्रीय अकार्यक्षमता दर्शवते. अशा कारखान्यांमधील पारंपारिक औद्योगिक थर्मल सिस्टीम बहुतेकदा सर्वाधिक उष्णतेच्या गरजेनुसार तयार केल्या जातात, ज्यात बॉयलरचा आकार सर्वाधिक मागणी पूर्ण करण्यासाठी असतो. परंतु बर्याच भारांना कमी-गुणवत्तेची उष्णता आवश्यक असते.

अशा परिस्थितीत, उच्च तापमान आणि दाबाने वाफ तयार होते, नंतर कमी-तापमान अनुप्रयोगांसाठी कमी किंवा वळवले जाते. तथापि, औद्योगिक उष्णता पंप वेगळ्या अभियांत्रिकी मानसिकतेचे अनुसरण करतात: सर्वात कमी-तापमान उष्णतेच्या मागणीसह प्रारंभ करा, नंतर आवश्यक असेल तेथेच उष्णता वाढवा.

हे लेगसी बॉयलर दृष्टिकोन उलट करते आणि योग्य अनुप्रयोगांमध्ये एकूण ऊर्जा वापर 40-60% कमी करू शकते. हे उजवे-आकाराचे तर्क विशेषतः ब्राउनफील्ड एमएसएमई क्लस्टर्समध्ये संबंधित आहे. बरेच बॉयलर जुने, मोठ्या आकाराचे, अशा सेटिंग्जमध्ये मॅन्युअली चालवले जातात आणि इष्टतम क्षमतेपेक्षा कमी चालतात.

प्रत्येक बॉयलरला एकाच मोठ्या विद्युत प्रणालीसह बदलणे सहसा व्यावहारिक नसते. परंतु उष्णता पंप मॉड्यूलर असू शकतात.

ते प्रथम विशिष्ट भार देऊ शकतात: प्री-हीटिंग बॉयलर फीडवॉटर, गरम पाण्याचा पुरवठा, डाईंग आणि वॉशिंग प्रक्रियेस समर्थन देणे, सांडपाण्यापासून कचरा उष्णता पुनर्प्राप्त करणे किंवा बाष्पीभवन आणि कोरड्या प्रवाहांमध्ये वाफेची मागणी कमी करणे. जेव्हा हीटिंग आणि कूलिंगचा एकत्रितपणे विचार केला जातो तेव्हा त्यांची भूमिका अधिक फलदायी बनते.

औद्योगिक उष्णता पंप एकाच वेळी गरम पाणी, वाफ किंवा गरम हवा तयार करू शकतात आणि उप-उत्पादन म्हणून थंड किंवा आर्द्रतायुक्त हवा तयार करू शकतात. फूड प्रोसेसिंग आणि डिजिटल टेक्सटाईल प्रिंटिंगमध्ये, जिथे प्रक्रिया स्थिरता आणि उपकरणांच्या कार्यक्षमतेसाठी नियंत्रित कूलिंगसह प्रक्रिया उष्णता आवश्यक असते, उष्णता पंप एकाच वेळी चिलर किंवा एअर कंडिशनरचा भार कमी करताना उपयुक्त उष्णता पुरवू शकतात. आरोग्य, सुरक्षितता, उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली कार्यक्षमतेच्या पलीकडे, उष्णता पंप कामगारांचे आरोग्य आणि सुरक्षितता देखील सुधारू शकतात.

कामाच्या ठिकाणी उष्णतेचा प्रादुर्भाव एक गंभीर व्यावसायिक आरोग्य जोखीम म्हणून उदयास येत आहे, विशेषत: कामगार-केंद्रित कारखाना वातावरणात जेथे अंतर्गत प्रक्रिया उष्णता संयुगे सभोवतालचे तापमान वाढवते. जागतिक स्तरावर, 2 पेक्षा जास्त.

आशिया आणि पॅसिफिकमध्ये सर्वाधिक एक्सपोजर दरांसह 4 अब्ज कामगार कामाच्या ठिकाणी अति उष्णतेच्या संपर्कात आहेत. दीर्घकाळापर्यंत कामाच्या ठिकाणी उष्णतेमुळे थकवा, हृदयविकाराचा झटका, हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी ताण, किडनीचे आजार, अपघाताचा धोका आणि कमी झालेल्या संज्ञानात्मक कार्यक्षमतेशी संबंधित आहे. समांतर, ज्वलन-आधारित प्रक्रिया उष्णता श्वसन आणि हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी आरोग्य धोके वाढविणारी हानिकारक वायु प्रदूषकांच्या उत्सर्जनात योगदान देते.

सार्वजनिक आरोग्याचे परिमाण महत्त्वपूर्ण आहे: जीवाश्म-इंधन-चालित वायू प्रदूषणामुळे 2022 मध्ये भारतात अंदाजे 1. 72 दशलक्ष अकाली मृत्यू झाले, औद्योगिक उष्णता प्रणाली या उत्सर्जनाचे प्रमुख स्त्रोत आहेत. या संदर्भात, औद्योगिक उष्णता पंप तंत्रज्ञानासारख्या विद्युतीकृत हीटिंग सिस्टमचा वापर वाढवणे, विशेषत: ज्या तापमान श्रेणींमध्ये ते तांत्रिकदृष्ट्या शक्य आहे त्यामध्ये हवेच्या गुणवत्तेत लक्षणीय सुधारणा करणे, हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करणे आणि वायू प्रदूषण आणि हवामान बदल या दोहोंशी संबंधित आरोग्य हानी कमी करणे शक्य आहे.

साइटवरील ज्वलन विस्थापित करून आणि हीटिंग आणि कूलिंगचे एकत्रीकरण सक्षम करून, उष्णता पंप कारखान्याच्या मजल्यांवर थर्मल आरामात सुधारणा करण्यासाठी स्पॉट आणि स्पेस कूलिंगसाठी संधी निर्माण करू शकतात. मग, जे समोर येते, ते केवळ तंत्रज्ञानातील बदल नाही तर प्रणालीचे संक्रमण आहे. इंडस्ट्रियल हीट पंप्सचे स्केलिंग चांगले प्रक्रिया एकत्रीकरण, कमी किमतीच्या विजेवर विश्वासार्ह प्रवेश आणि उद्योगांसाठी विशेषत: एमएसएमईसाठी काम करणाऱ्या वित्तपुरवठा मॉडेलद्वारे ते विद्यमान औद्योगिक परिसंस्थांमध्ये किती चांगल्या प्रकारे अंतर्भूत आहेत यावर अवलंबून असेल.

बरोबर केले, ते केवळ उत्सर्जन कमीच नाही तर औद्योगिक वाढीचे अधिक लवचिक, कार्यक्षम आणि सुरक्षित मॉडेल अनलॉक करू शकते. वृंदा गुप्ता वसुधा फाउंडेशनच्या सहयोगी संचालक आहेत आणि श्रीनिवास इथिराज हे वसुधा फाउंडेशनचे सहाय्यक व्यवस्थापक आहेत.