परिचय (Introduction)

हम सभी को अपने दैनिक जीवन के कार्यों के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। खाना पकाने से लेकर बिजली उत्पन्न करने तक, वाहनों को चलाने से लेकर उद्योगों को चलाने तक, हर जगह ऊर्जा का उपयोग होता है। ऊर्जा वह क्षमता है जिससे कार्य किया जाता है। इस अध्याय में, हम ऊर्जा के विभिन्न स्रोतों की पहचान करेंगे, उनके गुणों और उपयोगों का अध्ययन करेंगे, और यह भी समझेंगे कि वे पर्यावरण को कैसे प्रभावित करते हैं। हम ऊर्जा के नवीकरणीय और अनवीकरणीय स्रोतों के बारे में जानेंगे और यह भी देखेंगे कि ऊर्जा का संरक्षण क्यों महत्वपूर्ण है।

2. ऊर्जा क्या है? (What is Energy?)

ऊर्जा किसी कार्य को करने की क्षमता है। ऊर्जा के बिना कोई भी कार्य संभव नहीं है। हमारे आसपास ऊर्जा विभिन्न रूपों में मौजूद है, जैसे ऊष्मीय ऊर्जा, प्रकाश ऊर्जा, विद्युत ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा, यांत्रिक ऊर्जा, नाभिकीय ऊर्जा आदि। ऊर्जा का एक रूप से दूसरे रूप में रूपांतरण होता रहता है, लेकिन कुल ऊर्जा हमेशा संरक्षित रहती है।

3. ऊर्जा के उत्तम स्रोत के गुण (Characteristics of a Good Source of Energy)

एक उत्तम ऊर्जा स्रोत वह होता है जो कई मापदंडों पर खरा उतरता है। एक अच्छे ऊर्जा स्रोत में निम्नलिखित गुण होने चाहिए:

• प्रति एकांक आयतन या प्रति एकांक द्रव्यमान अधिक कार्य करे: इसका अर्थ है कि वह कम मात्रा में अधिक ऊर्जा प्रदान करे।
• आसानी से उपलब्ध हो: वह आसानी से प्राप्त किया जा सके।
• भंडारण और परिवहन में आसान हो: उसे एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाना और संग्रहित करना सरल हो।
• सस्ता हो: वह किफायती हो ताकि सभी के लिए सुलभ हो।
• सुरक्षित हो: उसके उपयोग में कोई जोखिम न हो।
• पर्यावरण को कम से कम प्रदूषित करे: उसके उपयोग से पर्यावरण को न्यूनतम क्षति हो।

4. ऊर्जा के स्रोत का वर्गीकरण (Classification of Sources of Energy)

ऊर्जा के स्रोतों को मुख्य रूप से दो आधारों पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

A. उपलब्धता के आधार पर (Based on Availability)

i. नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (Renewable Sources of Energy)

ये ऐसे ऊर्जा स्रोत हैं जो प्राकृतिक प्रक्रियाओं द्वारा लगातार बनते रहते हैं और जिनका उपयोग करने से वे समाप्त नहीं होते या बहुत धीमी गति से समाप्त होते हैं। इन्हें पुनः उत्पन्न किया जा सकता है।

उदाहरण:

• सौर ऊर्जा (Solar Energy): सूर्य से प्राप्त ऊर्जा।
• पवन ऊर्जा (Wind Energy): तेज हवाओं से प्राप्त ऊर्जा।
• जल विद्युत ऊर्जा (Hydroelectric Energy): बहते पानी से प्राप्त ऊर्जा।
• बायोमास ऊर्जा (Biomass Energy): जैविक पदार्थों जैसे पौधों और जानवरों के अपशिष्ट से प्राप्त ऊर्जा।
• भूतापीय ऊर्जा (Geothermal Energy): पृथ्वी के अंदर की गर्मी से प्राप्त ऊर्जा।
• महासागरीय ऊर्जा (Ocean Energy): इसमें ज्वारीय ऊर्जा, तरंग ऊर्जा और महासागरीय तापीय ऊर्जा शामिल है।

ii. अनवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (Non-renewable Sources of Energy)

ये ऐसे ऊर्जा स्रोत हैं जो प्रकृति में सीमित मात्रा में उपलब्ध हैं और जिनके बनने में लाखों वर्ष लगते हैं। एक बार उपयोग करने के बाद ये समाप्त हो जाते हैं और इन्हें आसानी से पुनः उत्पन्न नहीं किया जा सकता।

उदाहरण:

• जीवाश्म ईंधन (Fossil Fuels): कोयला (Coal): पौधों के अवशेषों से बनता है।
• पेट्रोलियम (Petroleum): समुद्री जीवों के अवशेषों से बनता है।
• प्राकृतिक गैस (Natural Gas): पेट्रोलियम के साथ पाया जाता है।
• नाभिकीय ऊर्जा (Nuclear Energy): यूरेनियम जैसे रेडियोधर्मी तत्वों के विखंडन से प्राप्त ऊर्जा।

B. उपयोग के आधार पर (Based on Usage / Convention)

i. पारंपरिक/पारंपरिक ऊर्जा स्रोत (Conventional Sources of Energy)

ये ऊर्जा के ऐसे स्रोत हैं जिनका उपयोग मनुष्य लंबे समय से अपनी ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए करता आ रहा है। ये आमतौर पर अनवीकरणीय होते हैं।

उदाहरण:

• जीवाश्म ईंधन (Fossil Fuels): कोयला, पेट्रोलियम, प्राकृतिक गैस।
• जल विद्युत ऊर्जा (Hydroelectric Energy): हालांकि यह नवीकरणीय है, इसका उपयोग लंबे समय से होता रहा है और इसे पारंपरिक स्रोतों में गिना जाता है।
• जैवमात्रा (Biomass) या जैव ईंधन (Biofuel): जैसे लकड़ी, गोबर के कंडे।

ii. गैर-पारंपरिक ऊर्जा स्रोत (Non-conventional Sources of Energy)

ये ऊर्जा के ऐसे स्रोत हैं जिनका उपयोग हाल ही में शुरू हुआ है या जिन्हें अभी भी विकसित किया जा रहा है। ये आमतौर पर नवीकरणीय होते हैं और पर्यावरण के लिए कम हानिकारक होते हैं।

उदाहरण:

• सौर ऊर्जा (Solar Energy)
• पवन ऊर्जा (Wind Energy)
• भूतापीय ऊर्जा (Geothermal Energy)
• महासागरीय ऊर्जा (Ocean Energy)
• जैव ईंधन (Biofuels) – आधुनिक रूप

5. ऊर्जा के प्रमुख स्रोत एवं उनका विस्तृत अध्ययन (Major Sources of Energy and Their Detailed Study)

A. जीवाश्म ईंधन (Fossil Fuels)

ये लाखों साल पहले पृथ्वी के नीचे दबे हुए पौधों और जानवरों के अवशेषों से बने हैं।
निर्माण: उच्च दाब और ताप के कारण जैविक पदार्थ कोयले, पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस में परिवर्तित हो गए।

उदाहरण: कोयला, पेट्रोलियम, प्राकृतिक गैस।

लाभ: ऊर्जा का सघन स्रोत, आसानी से उपलब्ध, परिवहन में अपेक्षाकृत आसान।

हानियाँ:

• अनवीकरणीय: सीमित मात्रा में उपलब्ध, समाप्त हो सकते हैं।
• प्रदूषण: जलाने पर कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसी हानिकारक गैसें निकलती हैं, जो वायु प्रदूषण, अम्लीय वर्षा और ग्रीनहाउस प्रभाव (वैश्विक तापन) का कारण बनती हैं।
• असंतुलन: कोयले और पेट्रोलियम को जलाने पर उत्पन्न कार्बन डाइऑक्साइड वैश्विक तापन का मुख्य कारण है.

B. तापीय विद्युत संयंत्र (Thermal Power Plants)

ये जीवाश्म ईंधन (मुख्यतः कोयला, पेट्रोलियम या प्राकृतिक गैस) को जलाकर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं।

कार्यविधि: ईंधन को जलाकर पानी को गर्म किया जाता है, जिससे भाप बनती है। यह उच्च दाब वाली भाप टरबाइन को घुमाती है, जिससे जनरेटर चलता है और बिजली पैदा होती है।

हानियाँ: ये भी वायु प्रदूषण और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के प्रमुख स्रोत हैं।

C. जल विद्युत ऊर्जा (Hydroelectric Energy)

बहते पानी की गतिज ऊर्जा का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करना।

कार्यविधि: नदियों पर बांध बनाकर पानी को रोका जाता है, जिससे पानी का स्तर बढ़ जाता है। ऊँचाई से गिरने वाला पानी टरबाइन को घुमाता है, जिससे बिजली बनती है।

लाभ:

• नवीकरणीय: पानी का स्रोत लगातार उपलब्ध है।
• प्रदूषण रहित: कोई जीवाश्म ईंधन नहीं जलता, इसलिए वायु प्रदूषण नहीं होता।
• सिंचाई और बाढ़ नियंत्रण में सहायक: बांधों का उपयोग सिंचाई और बाढ़ नियंत्रण के लिए भी होता है।

हानियाँ:

• पर्यावरणीय प्रभाव: बड़े बांधों के निर्माण से कृषि भूमि और मानव बस्तियां जलमग्न हो जाती हैं, जिससे पारिस्थितिक तंत्र और जैव विविधता प्रभावित होती है।
• विस्थापन: स्थानीय आबादी का विस्थापन होता है।
• भूमि क्षरण: बड़े पारिस्थितिक तंत्र नष्ट हो सकते हैं.

D. जैवमात्रा (Biomass) या जैव ईंधन (Biofuel)

पौधों और जानवरों के उत्पादों से प्राप्त ऊर्जा।

उदाहरण: लकड़ी, कृषि अपशिष्ट, गोबर, फसल अवशेष।

जैव गैस (Biogas): गोबर, फसल के डंठल, सब्जी के कचरे जैसे जैविक पदार्थों के अवायवीय अपघटन (ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में) से उत्पन्न गैस, जिसमें मुख्य रूप से मीथेन होती है।

लाभ: उत्तम ईंधन (कम धुआँ), अच्छी तापन क्षमता। अवशिष्ट स्लरी का उपयोग खाद के रूप में। ग्रामीण क्षेत्रों के लिए विशेष रूप से उपयोगी। कचरा निपटान की समस्या का समाधान।

हानियाँ: मीथेन एक ग्रीनहाउस गैस है।

E. पवन ऊर्जा (Wind Energy)

तेज हवाओं की गतिज ऊर्जा का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करना।

कार्यविधि: पवन चक्कियाँ (windmills) हवा की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलती हैं, जो जनरेटर चलाकर बिजली उत्पन्न करती हैं।

लाभ: नवीकरणीय: हवा का स्रोत हमेशा उपलब्ध है। प्रदूषण रहित: कोई जीवाश्म ईंधन नहीं जलता।

हानियाँ:

• अस्थिर: हर जगह और हर समय पर्याप्त हवा उपलब्ध नहीं होती।
• दृश्य प्रदूषण: बड़े पवन फार्म परिदृश्य को प्रभावित करते हैं।
• शोर: पवन चक्कियाँ शोर उत्पन्न करती हैं।
• पक्षी प्रभाव: उड़ते पक्षियों के लिए खतरा।

F. सौर ऊर्जा (Solar Energy)

सूर्य से प्राप्त ऊर्जा। यह ऊर्जा का सबसे प्रचुर और अक्षय स्रोत है।

उपयोग:

• सौर कुकर (Solar Cooker): सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके खाना पकाना। परावर्तक दर्पणों का उपयोग करके सूर्य के प्रकाश को एक बिंदु पर केंद्रित किया जाता है।
  लाभ: प्रदूषण रहित, ईंधन की बचत।
  हानियाँ: रात में या बादलों वाले दिनों में उपयोग नहीं किया जा सकता, खाना पकाने में अधिक समय लगता है।
• सौर जल तापक (Solar Water Heater): सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके पानी गर्म करना।
• सौर सेल (Solar Cells) या सौर पैनल (Solar Panels): ये अर्धचालक पदार्थ (जैसे सिलिकॉन) से बने होते हैं जो सीधे सूर्य के प्रकाश को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
  लाभ: दूरदराज के क्षेत्रों के लिए उपयोगी, रखरखाव कम, कोई प्रदूषण नहीं।
  हानियाँ: प्रारंभिक लागत अधिक, दक्षता अभी भी कम है, दिन के समय ही काम करते हैं।

G. महासागरीय ऊर्जा (Ocean Energy)

महासागरों से विभिन्न रूपों में ऊर्जा प्राप्त की जा सकती है।

• ज्वारीय ऊर्जा (Tidal Energy): ज्वार-भाटा (समुद्र में पानी के स्तर का उठना और गिरना) से उत्पन्न ऊर्जा।
  कार्यविधि: ज्वार के दौरान पानी को एक बांध में फंसाया जाता है और फिर कम ज्वार के दौरान इस पानी को टरबाइन के माध्यम से छोड़ा जाता है।
  लाभ: नवीकरणीय।
  हानियाँ: सीमित स्थान जहां बांध बनाए जा सकते हैं।
• तरंग ऊर्जा (Wave Energy): समुद्र की सतह पर तरंगों की गति से प्राप्त ऊर्जा।
  कार्यविधि: विशेष उपकरण तरंगों की गतिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
  लाभ: नवीकरणीय।
  हानियाँ: प्रौद्योगिकी अभी भी विकासशील अवस्था में है, उच्च लागत।
• महासागरीय तापीय ऊर्जा (Ocean Thermal Energy Conversion – OTEC): महासागर की सतह पर गर्म पानी और गहराई में ठंडे पानी के तापमान के अंतर का उपयोग करके ऊर्जा उत्पन्न करना।
  कार्यविधि: अमोनिया जैसे कम क्वथनांक वाले तरल पदार्थ को गर्म सतह के पानी से वाष्पीकृत किया जाता है, जो टरबाइन चलाता है। फिर इसे ठंडे गहरे पानी से संघनित किया जाता है।
  लाभ: नवीकरणीय।
  हानियाँ: प्रौद्योगिकी जटिल और महंगी, उच्च दक्षता के लिए कम से कम 20°C का तापमान अंतर आवश्यक है।

H. भूतापीय ऊर्जा (Geothermal Energy)

पृथ्वी के अंदर की गर्मी से प्राप्त ऊर्जा।

कार्यविधि: पृथ्वी की पपड़ी में गहरे गर्म स्थानों पर गर्म चट्टानों से पानी गुजरता है और भाप में बदल जाता है। इस भाप को पाइपों के माध्यम से सतह पर लाकर टरबाइन चलाकर बिजली उत्पन्न की जाती है।

लाभ: नवीकरणीय: पृथ्वी की आंतरिक गर्मी का स्रोत। प्रदूषण रहित: बहुत कम ग्रीनहाउस गैसें उत्सर्जित होती हैं।

हानियाँ: सीमित स्थान जहां यह संभव है।

I. नाभिकीय ऊर्जा (Nuclear Energy)

परमाणुओं के नाभिक के विखंडन (fission) या संलयन (fusion) से प्राप्त ऊर्जा।

कार्यविधि: भारी तत्वों (जैसे यूरेनियम-235) के नाभिक को न्यूट्रॉन से टकराकर तोड़ा जाता है। इस प्रक्रिया में भारी मात्रा में ऊर्जा मुक्त होती है, जिसका उपयोग पानी को गर्म करके भाप बनाने और टरबाइन चलाने के लिए किया जाता है।

लाभ:

• भारी मात्रा में ऊर्जा: कम मात्रा में ईंधन से बहुत अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है।
• ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन नहीं: प्रत्यक्ष रूप से कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन नहीं होता।

हानियाँ:

• रेडियोधर्मी अपशिष्ट: उत्पन्न अपशिष्ट अत्यधिक रेडियोधर्मी और खतरनाक होता है, जिसके सुरक्षित निपटान की समस्या होती है।
• उच्च लागत और सुरक्षा जोखिम: परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण महंगा होता है और दुर्घटना की स्थिति में गंभीर परिणाम हो सकते हैं (जैसे चेर्नोबिल और फुकुशिमा)।
• यूरेनियम की सीमित उपलब्धता: यूरेनियम एक अनवीकरणीय स्रोत है।

6. पर्यावरणीय प्रभाव (Environmental Impacts)

ऊर्जा के विभिन्न स्रोतों का उपयोग करने से पर्यावरण पर अलग-अलग प्रभाव पड़ते हैं:

• जीवाश्म ईंधन: वायु प्रदूषण, अम्लीय वर्षा, ग्रीनहाउस प्रभाव और वैश्विक तापन।
• जल विद्युत: पारिस्थितिक तंत्र का विनाश, विस्थापन।
• नाभिकीय ऊर्जा: रेडियोधर्मी अपशिष्ट।
• सौर/पवन ऊर्जा: न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव, लेकिन बड़े पैमाने पर भूमि उपयोग की आवश्यकता हो सकती है।

7. ऊर्जा संरक्षण (Energy Conservation)

ऊर्जा संरक्षण का अर्थ है ऊर्जा का कुशलतापूर्वक उपयोग करना और उसे व्यर्थ होने से बचाना।

क्यों महत्वपूर्ण है?

• अनवीकरणीय स्रोत सीमित हैं और समाप्त हो सकते हैं।
• ऊर्जा का अधिक उपयोग पर्यावरण को प्रदूषित करता है।
• लागत कम करने के लिए।

ऊर्जा बचाने के तरीके:

• सार्वजनिक परिवहन का उपयोग करना।
• ऊर्जा-कुशल उपकरणों का उपयोग करना (जैसे LED बल्ब)।
• घरों में उचित इन्सुलेशन (गर्मी/ठंड से बचाव)।
• जब उपयोग में न हो तो लाइट और पंखे बंद कर देना।
• नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का अधिकतम उपयोग करना।