नवीकरणीय ऊर्जा पर आधारित बिजली ग्रिड के लिए बैटरी भंडारण की आवश्यकता

पाठ्यक्रम: GS3/ ऊर्जा एवं अवसंरचना

सन्दर्भ

• केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण (CEA) की एक रिपोर्ट के अनुसार, भारत में 2030 तक लगभग 34 गीगावाट (GW) या 136 गीगावाट प्रति घंटा (GWh) क्षमता की बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियां स्थापित होने की उम्मीद है।

पृष्ठभूमि

• भारत का लक्ष्य है कि 2030 तक उसकी आधी बिजली क्षमता नवीकरणीय स्रोतों से आए और अधिशेष एवं घाटे वाली बिजली उत्पादन के दौरान ग्रिड लचीलापन बनाए रखने में ऊर्जा भंडारण महत्वपूर्ण है।
• पारंपरिक ऊर्जा स्रोत लगातार उत्पादन प्रदान करते हैं, लेकिन नवीकरणीय ऊर्जा की परिवर्तनशीलता प्रेषण में 3-5% त्रुटि का कारण बन सकती है।
• भारत की 2030 तक नियोजित 500 गीगावाट क्षमता के लिए, 3% की त्रुटि 15 गीगावाट की कटौती कर सकती है, जिससे ग्रिड अस्थिर हो सकता है।

सहायक सेवाएँ

• ऐसे बुनियादी ढांचे के अभाव में जो बड़ी मात्रा में बिजली का भंडारण कर सके, इसका उत्पादन और उपयोग एक साथ किया जाना चाहिए। 
• सहायक सेवाएँ बिजली की आपूर्ति और मांग को संतुलित करने के लिए त्वरित, वास्तविक समय समायोजन प्रदान करती हैं। 
• सहायक सेवाओं के तीन प्रकार हैं;
  • प्राथमिक सेवाएँ वास्तविक समय (एक सेकंड से भी कम) में उतार-चढ़ाव का जवाब देती हैं, जिससे वे अक्षय ऊर्जा-भारी ग्रिड में असंतुलन को दूर करने में सबसे अधिक प्रासंगिक बन जाती हैं। उन्हें केवल जलविद्युत और बैटरी भंडारण (जिस पर बाद में और अधिक) के माध्यम से प्रदान किया जा सकता है।
  •  द्वितीयक सेवाएँ 10-15 मिनट के अंदर उतार-चढ़ाव का जवाब देती हैं। इनमें गैस-आधारित क्षमताएँ शामिल हैं। 
  • तृतीयक सेवाओं को प्रतिक्रिया देने में लगभग 20-30 मिनट लगते हैं,

बैटरी भंडारण की आवश्यकता

• इस समय भारत के ऊर्जा पोर्टफोलियो में नवीकरणीय ऊर्जा का हिस्सा लगभग 10% है। 
• जैसे-जैसे भारत का ग्रिड नवीकरणीय ऊर्जा पर अधिक से अधिक निर्भर होता जा रहा है, बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (BESS) की तैनाती आवश्यक हो गई है।
•  BESS ग्रिड आकस्मिकताओं पर सबसे तेज़ प्रतिक्रिया देता है, और एक सेकंड से भी कम समय में स्टैंडबाय से पूर्ण शक्ति में परिवर्तित हो सकता है। 
• यह आवृत्ति नियंत्रण, वोल्टेज विनियमन, भीड़भाड़ से राहत, पीक शेविंग, पावर स्मूथिंग और पीक क्षमता समर्थन जैसी आवश्यक सेवाएँ प्रदान कर सकता है, जो इसे आधुनिक ग्रिड में एक अमूल्य संपत्ति बनाता है।

चुनौतियां

• कच्चे माल की कमी: भारत में बैटरी निर्माण के लिए आवश्यक लिथियम, कोबाल्ट और निकल जैसी महत्वपूर्ण सामग्रियों का पर्याप्त भंडार नहीं है।
• ऊर्जा घनत्व और जीवनकाल: वर्तमान बैटरी प्रौद्योगिकियाँ दीर्घकालिक भंडारण के लिए ऊर्जा घनत्व की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती हैं या महत्वपूर्ण गिरावट के बिना लंबे समय तक चक्रण का सामना नहीं कर सकती हैं, जिससे समग्र दक्षता प्रभावित होती है।
• नियामक बाधाएँ: BESS की तैनाती के लिए स्पष्ट नियामक ढाँचे और प्रोत्साहनों की कमी इसके अपनाने को धीमा कर देती है, जिससे इसे मौजूदा ग्रिड में एकीकृत करना कठिन हो जाता है।

आगे की राह

• सरकार ने 4,000 मेगावाट घंटे की बैटरी स्टोरेज प्रणाली विकसित करने के लिए 3,760 करोड़ रुपये आवंटित करते हुए व्यवहार्यता अंतर वित्तपोषण योजना की घोषणा की।
• उन्नत ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों के सह-विकास और व्यावसायीकरण के लिए उद्योग जगत के नेताओं और स्टार्ट-अप के साथ साझेदारी करना नवाचार और स्केलिंग समाधानों को आगे बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण होगा।
• इसके अतिरिक्त कुशल और स्केलेबल बैटरी रीसाइक्लिंग सुविधाओं को विकसित करने से मूल्यवान सामग्रियों को पुनर्प्राप्त करने और बैटरी अपशिष्ट के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने में सहायता मिलेगी, जिससे एक परिपत्र अर्थव्यवस्था का समर्थन होगा।

Source: IE