સમુદ્રતાપીય ઊર્જા-પરિવર્તન (Ocean Thermal Energy Conversion – OTEC)

સમુદ્રતાપીય ઊર્જા–પરિવર્તન (Ocean Thermal Energy Conversion – OTEC) : સમુદ્રના પાણીના તાપમાનમાં ફેરફારને લીધે ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવાની રીત. સમુદ્રની સપાટી પરના પાણીનું તાપમાન સૂર્યકિરણોની ગરમીને લીધે ઊંડાણમાં આવેલ પાણીની સરખામણીમાં વધુ હોય છે. આ ફેરફાર 50° સે. જેટલો હોય છે. અમુક જગ્યાએ તો આટલો તફાવત માત્ર 90 મીટરની ઊંડાઈમાં જ મળી જતો હોય છે. તફાવત માત્ર 20° સે. જેટલો હોય તોપણ આર્થિક રીતે તેનો ઉપયોગ ઊર્જા મેળવવામાં થઈ શકે તેમ છે.

સૌપ્રથમ ફ્રેન્ચ ઇજનેર જેક્વિસ-આર્સિન ડી આરસોન્વલને 1880માં આ શક્યતાનો વિચાર સ્ફુર્યો હતો. આ વિચારને મૂર્તિમંત કરવા માટે ‘ક્લોઝ્ડ સાઇકલ સિસ્ટિમ’ જરૂરી બને, જે તે વખતે હજુ વિકસેલ ન હતી; પરંતુ આજે OTECના પાઇલોટ પ્રોજેક્ટોમાં ‘ક્લોઝ્ડ સાઇકલ સિસ્ટિમ’નો ઉપયોગ થાય છે. આવી સિસ્ટિમમાં એમોનિયા (ammonia) જેવા રેફ્રિજરન્ટનો ગૌણ કાર્યકારી પ્રવાહી તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સમુદ્રની સપાટીના જળની ગરમી ‘હીટ એક્સચેન્જર’ (જે ‘ઇવેપરેટર’ તરીકે કાર્ય કરે છે) દ્વારા એ જ પ્રવાહી એમોનિયાને વરાળમાં ફેરવે છે. આ વરાળનું દબાણ વધે છે. આ વધુ દબાણવાળા વાયુનું પ્રસરણ (expansion) ટર્બાઇનમાં થતાં ટર્બાઇનને યાંત્રિક શક્તિ મળે છે. ટર્બાઇન સાથે જોડાયેલ જનરેટરમાંથી છેવટે વીજશક્તિ મળે છે. સમુદ્રની ઊંડાઈના ઠંડા પાણીનો બીજા ‘હીટ એક્સચેન્જર’માં ઉપયોગ કરી એમોનિયાની વરાળને ઠંડી પાડી પ્રવાહીના સ્વરૂપમાં ફેરવવામાં આવે છે. આ પ્રવાહી એમોનિયાનો ફરી ઉપયોગ થાય છે. આ રીતે આ સિસ્ટિમ ‘ક્લોઝ્ડ સિસ્ટિમ’ તરીકે કાર્ય કરે છે.

હવેના સંશોધનમાં એમોનિયાની ક્લોઝ્ડ સિસ્ટિમની જગ્યાએ પાણીની વરાળનો ‘ઓપન સિસ્ટિમ’ તરીકે ઉપયોગ કરવો તેવા પ્રયત્નો થઈ રહ્યા છે. આ પદ્ધતિમાં સમુદ્રના ગરમ પાણીનું અવકાશ-સ્થિતિ(ઓછા દબાણની સ્થિતિ)માં થોડા પ્રમાણમાં બાષ્પીભવન થાય છે. આ રીતે મેળવેલ વરાળ ઓછા દબાણવાળા સ્ટીમ-ટર્બાઇનમાં પસાર કરાતાં યાંત્રિક શક્તિ મળે છે; જેનો ઉપયોગ જનરેટર ચલાવવામાં થાય છે.

1970 અને 1980ના દાયકાઓમાં અમેરિકા, જાપાન અને બીજા અમુક દેશોએ આર્થિક રીતે પોષાય તેવા પુન:પ્રાપ્ય ઊર્જાસ્રોત માટે OTEC સિસ્ટિમ ઉપર અખતરાઓ શરૂ કર્યા. 1979માં અમેરિકન સંશોધકોએ સૌપ્રથમ 15 KW પાવર (આંતરિક ઉપયોગ માટેની શક્તિ બાદ કર્યા પછીનો ચોખ્ખો (net) પાવર મળે તેવો પ્લાન્ટ તૈયાર કર્યો. Mini OTEC યુનિટ તરીકે જાણીતો આ પ્લાન્ટ ‘closed cycle system’ પર કાર્ય કરતો અને હવાઈના દરિયાકાંઠાથી દૂર યુ.એસ. નેવીના બાર્જ પર લગાવવામાં આવ્યો હતો. 1981-82માં જાપાની કંપનીએ આ જ પ્રકારના પ્લાન્ટનું ટેસ્ટિંગ કર્યું. આ પ્લાન્ટ પૅસિફિક આઇલૅન્ડના નાઉરૂમાં મૂકવામાં આવ્યો. તે ચોખ્ખો 35 KW પાવર ઉત્પન્ન કરતો હતો. ત્યારપછી આ દિશામાં ‘હીટ એક્સચેન્જ’માં સુધારા કરવાનું તેમજ દરિયાઈ પાણીને લીધે સાધનોને કાટ ન લાગે તે માટે અવિરતપણે કાર્ય ચાલુ છે.

OTEC ટૅક્નૉલૉજીનું ભવિષ્ય ઘણું ઊજળું છે, ખાસ કરીને ઉષ્ણકટિબંધના દરિયાઈ વિકાસશીલ પ્રદેશો માટે  જ્યાં સમુદ્રના પાણીનું તાપમાન પ્રમાણમાં વધુ હોય છે ત્યાં. એવી એક ગણતરી છે કે ઉષ્ણકટિબંધના દરિયાનું પાણી સૌર કિરણોત્સર્ગ(Solar radiation)થી રોજની જેટલી ગરમી ચૂસે છે તે શક્તિ ખનિજ તેલના 170 બિલિયન બેરલ જેટલી થવા જાય છે. દરિયાની આ ઉષ્માશક્તિ વાપરવાથી તેના પાણીના તાપમાનમાં ઘટાડો થશે નહિ, પરંતુ માનવીને 10 મિલિયન મૅગાવૉટ જેટલી વીજળી સતત મળતી રહેશે. ઊર્જા-ક્ષેત્રે આને મહાન ઉપલબ્ધિ ગણવાની રહે.

ગાયત્રીપ્રસાદ હી. ભટ્ટ