वाढती ऊर्जा गरज आणि हवामान बदल या समस्यांवर मात करण्यासाठी जैवइंधने हा एक महत्त्वाचा पर्याय आहे. वनस्पती, शेतीतील अवशेष आणि सेंद्रिय कचऱ्यापासून तयार होणारी ही इंधने पर्यावरणपूरक भवितव्य घडवण्यास मदत करतात.
वाढती ऊर्जा गरज आणि हवामान बदल या समस्यांवर मात करण्यासाठी जैवइंधने हा एक महत्त्वाचा पर्याय आहे. वनस्पती, शेतीतील अवशेष आणि सेंद्रिय कचऱ्यापासून तयार होणारी ही इंधने पर्यावरणपूरक भवितव्य घडवण्यास मदत करतात.
आज जग दोन मोठ्या समस्यांना सामोरे जात आहे: वाढती ऊर्जा गरज आणि हवामान बदल. कोळसा, पेट्रोल आणि डिझेल यांसारखी जीवाश्म इंधने मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात, परंतु त्यातून कार्बन डायऑक्साइड आणि इतर प्रदूषक मोठ्या प्रमाणात निर्माण होतात. या वायूंमुळे जागतिक तापमानवाढ आणि पर्यावरणीय हानी वाढत आहे. त्यामुळे वैज्ञानिक आणि सरकारे स्वच्छ व नूतनीकरणक्षम ऊर्जा स्रोत शोधण्यावर भर देत आहेत. अशा पर्यायांमध्ये जैवइंधने (Biofuels) हा एक महत्त्वाचा पर्याय म्हणून समोर येत आहे.
जैवइंधने ही वनस्पती, शेतीतील अवशेष, शैवाळ (algae) आणि सेंद्रिय कचरा यांसारख्या जैविक पदार्थांपासून तयार होणारी इंधने आहेत. हे पदार्थ अल्प कालावधीत पुन्हा निर्माण होऊ शकतात, त्यामुळे जैवइंधने ही नूतनीकरणक्षम ऊर्जा मानली जातात. जैवइथेनॉल, बायोडिझेल, बायोगॅस आणि बायोहायड्रोजन ही त्याची काही प्रमुख उदाहरणे आहेत. जीवाश्म इंधनांच्या तुलनेत जैवइंधने हरितगृह वायूंचे उत्सर्जन कमी करण्यास मदत करतात आणि टिकाऊ ऊर्जा प्रणाली विकसित करण्यासाठी उपयुक्त ठरतात (International Energy Agency, 2023).
जैवइंधनांना त्यांच्या कच्च्या मालानुसार विविध पिढ्यांमध्ये विभागले जाते. पहिल्या पिढीतील जैवइंधने ही अन्नपिकांपासून तयार केली जातात. ऊस, मका, सोयाबीन आणि वनस्पती तेल यांचा त्यासाठी वापर केला जातो. उदाहरणार्थ, ऊसापासून जैवइथेनॉल तयार केले जाते, तर वनस्पती तेलांपासून बायोडिझेल तयार केले जाते. अनेक देशांमध्ये पेट्रोलमध्ये जैवइथेनॉल मिसळून वाहनांमधील प्रदूषण कमी करण्याचा प्रयत्न केला जातो. मात्र, अन्नपिकांचा इंधनासाठी वापर केल्याने अन्नसुरक्षा आणि शेतीयोग्य जमिनीच्या वापराबाबत चिंता निर्माण होते (Lee & Lavoie, 2023).
या समस्यांवर उपाय म्हणून दुसऱ्या पिढीतील जैवइंधनांचा विकास करण्यात आला आहे. ही इंधने अन्न नसलेल्या जैविक पदार्थांपासून तयार केली जातात. उदाहरणार्थ, भाताची पेंढी, गव्हाची पेंढी, मक्याचे खोड, तसेच जंगलातील अवशेष. या पदार्थांमध्ये लिग्नोसेल्युलोज नावाची जटिल रचना असते, ज्यात सेल्युलोज, हेमिसेल्युलोज आणि लिग्निन यांचा समावेश असतो. विशेष प्रक्रिया आणि एन्झाइम्सच्या मदतीने या पदार्थांचे विघटन करून त्यापासून जैवइथेनॉल तयार करता येते. यामुळे शेतीतील कचऱ्याचा उपयोग होतो आणि पर्यावरणीय प्रदूषणही कमी होते (Lee & Lavoie, 2023).
अलीकडील संशोधनामध्ये तिसऱ्या पिढीतील जैवइंधनांवर विशेष लक्ष दिले जात आहे. ही इंधने प्रामुख्याने शैवाळांपासून तयार केली जातात. सूक्ष्म शैवाळ (microalgae) आणि समुद्री शैवाळ (seaweeds) अतिशय वेगाने वाढतात आणि त्यामध्ये इंधन निर्मितीसाठी आवश्यक असलेले तेल आणि कार्बोहायड्रेट मोठ्या प्रमाणात असतात. महत्त्वाचे म्हणजे शैवाळ वाढण्यासाठी सुपीक जमीन आवश्यक नसते. ते खाऱ्या पाण्यात किंवा सांडपाण्यातही वाढू शकतात. त्यामुळे ते जैवइंधन निर्मितीसाठी अत्यंत टिकाऊ स्रोत मानले जातात (Davis et al., 2024).
संशोधनानुसार सूक्ष्म शैवाळांपासून पारंपरिक तेलबियांपेक्षा अधिक प्रमाणात तेल मिळू शकते. हे तेल बायोडिझेलमध्ये रूपांतरित करता येते. त्याचबरोबर उरलेल्या जैविक पदार्थांपासून जैवइथेनॉल किंवा बायोगॅसही तयार करता येतो. आणखी एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे शैवाळ प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान कार्बन डायऑक्साइड शोषून घेतात, ज्यामुळे वातावरणातील हरितगृह वायू कमी होण्यास मदत होते. 'Nature Energy' या जर्नलमध्ये प्रकाशित संशोधनानुसार शैवाळ आधारित जैवइंधने भविष्यातील स्वच्छ ऊर्जा प्रणालींमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावू शकतात (Davis et al., 2024).
चौथ्या पिढीतील जैवइंधने ही आधुनिक जैवतंत्रज्ञानावर आधारित आहेत. या पद्धतीत बॅक्टेरिया आणि यीस्ट यांसारख्या सूक्ष्मजीवांचे आनुवंशिक बदल करून त्यांची इंधन तयार करण्याची क्षमता वाढवली जाते. आधुनिक जीन संपादन तंत्रज्ञानाचा वापर करून वैज्ञानिक ब्यूटेनॉल आणि विमानवाहतुकीसाठी आवश्यक असलेली विशेष इंधने तयार करणारे सूक्ष्मजीव विकसित करत आहेत. विशेषतः विमानवाहतूक आणि जहाज वाहतूक क्षेत्रात ही इंधने अत्यंत उपयुक्त ठरू शकतात (Lark et al., 2022).
जैवइंधनांचे अनेक फायदे असले तरी काही आव्हानेही आहेत. मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करण्यासाठी खर्च जास्त येतो आणि जैविक पदार्थांचे इंधनामध्ये रूपांतर अधिक कार्यक्षम बनवण्यासाठी अजून संशोधनाची गरज आहे. तसेच या क्षेत्रात पायाभूत सुविधा, सरकारी धोरणे आणि उद्योग क्षेत्रातील गुंतवणूक महत्त्वाची आहे (International Energy Agency, 2023).
आज वैज्ञानिक जैवइंधन निर्मितीला कचरा व्यवस्थापन आणि कार्बन कॅप्चर तंत्रज्ञानाशी जोडण्यावरही काम करत आहेत. उदाहरणार्थ, सांडपाण्यात शैवाळ वाढवून पाण्याचे शुद्धीकरण करता येते आणि त्याच वेळी इंधनासाठी जैविक पदार्थही मिळतात. अशा प्रणालींमुळे 'परिपत्र अर्थव्यवस्था' (circular economy) विकसित होऊ शकते, ज्यात कचऱ्याचे रूपांतर ऊर्जेमध्ये केले जाते.
भविष्यात जैवइंधने जागतिक ऊर्जा प्रणालीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतील अशी अपेक्षा आहे. विशेषतः विमानवाहतूक, जहाज वाहतूक आणि जड वाहतूक क्षेत्रात त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होऊ शकतो. एकूणच, जैवइंधने स्वच्छ आणि टिकाऊ ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी महत्त्वाचा पर्याय ठरू शकतात. नूतनीकरणक्षम जैविक संसाधनांचा वापर आणि आधुनिक विज्ञानाच्या मदतीने जैवइंधने प्रदूषण कमी करण्यास, ऊर्जा सुरक्षितता वाढवण्यास आणि पर्यावरणपूरक भवितव्य घडवण्यास मदत करू शकतात.
डॉ. सुजाता दाबोळकर
