બાયોચાર્ અને તેની કૃષિ તથા પર્યાવરણીય ઉપયોગિતા
#જીએસ-૩ #અર્થવ્યવસ્થા #કૃષિ #પર્યાવરણ #ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર #આબોહવા પરિવર્તન #ટકાઉ વિકાસ
ચર્ચામાં કેમ છે
- બાયોચાર્ ભારતીય કૃષિમાં પાક અવશેષોને સળગાવવા અને નબળી જમીનની ગુણવત્તા જેવી બે મોટી સમસ્યાઓનો વ્યવહારુ ઉકેલ પૂરો પાડે છે.
- પર્યાવરણની રક્ષા માટે ભારતને તાકીદે ટકાઉ અને આબોહવા-અનુકૂળ ખેતી પદ્ધતિઓની જરૂર છે.
- બાયોચાર્ ખેતી અને કાર્બનિક કચરાને એક ઉપયોગી સંસાધનમાં ફેરવીને જમીનને સમૃદ્ધ કરવામાં અને કાર્બનને શોષવામાં મદદ કરે છે.
બાયોચાર્ શું છે
- બાયોચાર્ એ વધારે છિદ્રાળુ, કાર્બનથી સમૃદ્ધ સામગ્રી છે જે સામાન્ય કોલસા જેવી દેખાય છે અને સ્પર્શમાં લાગે છે.
- તે ખેતીના નકામા અવશેષો, લાકડાના ટુકડા અને ફૂડ પ્રોસેસિંગના કચરા જેવા કાર્બનિક કચરાને ગરમ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
- આ ઉત્પાદન પદ્ધતિને પાયરોલિસિસ કહેવામાં આવે છે, જેનો અર્થ થાય છે 300°C થી 700°C તાપમાન પર ખૂબ જ ઓછા ઓક્સિજનવાળા વાતાવરણમાં બાયોમાસને રાંધવું.
- આ ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાથી સિંગેસ અને બાયો-ઓઇલ જેવા ઉપયોગી બાય-પ્રોડક્ટ્સ પણ બને છે જેનો ઉપયોગ સ્વચ્છ ઊર્જા માટે થઈ શકે છે.
- જમીનની અંદર, તેના નાના છિદ્રો પાણીને પકડી રાખવા માટે સ્પોન્જની જેમ કામ કરે છે અને મદદરૂપ સૂક્ષ્મજીવો માટે સુરક્ષિત ઘર બનાવે છે.
મહત્વ અને ઉપયોગિતા
- યોગ્ય પોષક તત્વોની ઉણપવાળા વિસ્તારોમાં થાકી ગયેલી, નકામી બનેલી જમીનમાં બાયોચાર્ નાખવાથી પાકની ઉપજ 10% થી 30% વધે છે.
- તે છોડને દુષ્કાળ અને હીટવેવ્સ સામે ટકી રહેવામાં મદદ કરવા માટે જમીનની ભેજ ધારણ કરવાની ક્ષમતાને 10% થી 25% સુધી વધારે છે.
- ભારત દર વર્ષે 500 મિલિયન ટન કરતાં વધુ પાકનો કચરો ઉત્પન્ન કરે છે.
- પાકના અવશેષોને બાયોચાર્ માં ફેરવવાથી ઉત્તર ભારતમાં ખુલ્લા ખેતરોમાં સળગાવવાનું બંધ થાય છે અને ગાઢ ધુમાડો તથા પાર્ટિક્યુલર મેટર ઘટે છે.
- તે શહેરી કચરાનું સંચાલન કરવામાં મદદ કરે છે કારણ કે તે ભારતના વાર્ષિક 62 મિલિયન ટન શહેરી કચરામાંથી 50% કરતાં વધુ હિસ્સો ધરાવતા બાયોડિગ્રેડેબલ મ્યુનિસિપલ સોલિડ વેસ્ટ અને સીવેજ સ્લજને લેન્ડફિલમાં જતા અટકાવે છે.
- બાયોચાર્ વાતાવરણીય કાર્બનને ઘન સ્વરૂપમાં ફસાવે છે જે મિથેન અથવા CO2 માં રૂપાંતરિત થવાને બદલે સદીઓ સુધી પૃથ્વીમાં રહે છે.
- બાયોચાર્ નો એક જ ટન 2.5 થી 3 ટન CO2 સમકક્ષ ને લોક કરી શકે છે, જે એક મજબૂત કુદરતી આબોહવા ઢાલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
- પ્રમાણિત બાયોચાર્ નો દરેક ટન આંતરરાષ્ટ્રીય નિયમો હેઠળ કાર્બન ક્રેડિટમાં 2 થી 2.8 ટન CO2-સમકક્ષ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
- આ ખેડૂતો, ગ્રામીણ સહકારી મંડળીઓ અને ગ્રામીણ સમુદાયોને સામગ્રી વેચીને કે ક્રેડિટનું ટ્રેડિંગ કરીને પૈસા કમાવવાની નવી રીત પ્રદાન કરે છે.
- ભારતમાં પાયરોલિસિસ દ્વારા બાયોચાર્ બનાવવાના પરિણામે વધારાના ઉત્પાદનો તરીકે લગભગ 20-30 મિલિયન ટન સિંગેસ અને 24-40 મિલિયન ટન બાયો-ઓઇલ બની શકે છે.
- પરિણામે મળતો સિંગેસ દર વર્ષે 8 થી 13 ટેરાવોટ-કલાક વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
- ઉત્પન્ન થયેલ બાયો-ઓઇલ ક્રૂડ ઓઇલની આયાત ઘટાડવા અને ઉત્સર્જનમાં 2% થી વધુ ઘટાડો કરવા માટે 12 થી 19 મિલિયન ટન ડીઝલ અથવા કેરોસીનને બદલી શકે છે.
- રાસાયણિક રીતે સારવાર કરાયેલ પ્રિસ્ટાઇન બાયોચાર્ ક્ર્રોમિયમ, આર્સેનિક અને સીસા જેવી જોખમી ભારે ધાતુઓને ફિલ્ટર કરીને ગંદા પાણીને શુદ્ધ કરે છે.
- કોંક્રીટમાં 2% થી 5% બાયોચાર્ ઉમેરવાથી મકાનો વધુ મજબૂત બને છે, ગરમી સામેની પ્રતિકારક શક્તિ 20% વધે છે અને દરેક ઘન મીટરમાં આશરે 115 કિગ્રા CO₂ ફસાઈ જાય છે.
ઘરેલુ અને વૈશ્વિક સફળતાની કહાનીઓ
- મહારાષ્ટ્રના અકોલા જિલ્લામાં મકાઈના ડુંડાના બાયોચાર્ નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા ક્ષેત્ર પરીક્ષણોએ કાળી માટીની ફળદ્રુપતા સફળતાપૂર્વક સુધારી અને કાર્બનિક કાર્બનમાં વધારો કર્યો.
- કેરળના અભ્યાસોએ સાબિત કર્યું કે નારિયેળના પાંદડાના ડુંડામાંથી બનાવેલ બાયોચાર્ એ વિવિધ ખેતી પદ્ધતિઓમાં એકંદર જમીનની ગુણવત્તામાં સુધારો કર્યો.
- IIT-ખારગપુરનો KISAN કિલ્ન પ્રોજેક્ટ નાના ખેડૂતોને તેમના કૃષિ કચરાને નફામાં ફેરવવામાં મદદ કરે છે.
- કેન્યા માં, ચોખાના ફોતરાંને બાયોચાર્ માં ફેરવવાથી જમીનમાં ફોસ્ફરસ અને pH સ્તર સુધારતી વખતે ઘણી પ્રમાણિત કાર્બન ક્રેડિટ્સ ઉત્પન્ન થઈ.
- થાઇલેન્ડ ની સરકારે જમીન સુધારણાના કામને પ્રોત્સાહિત કરવા માટે બાયોચાર્ પ્રમાણપત્રને તેની રાષ્ટ્રીય કાર્બન રજીસ્ટ્રી સિસ્ટમ સાથે જોડ્યું.
- બ્રાઝિલ એ શેરડીના બગાસમાંથી બનાવેલ બાયોચાર્ નો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ પાક વૃદ્ધિ અને મજબૂત કાર્બન સ્ટોરેજ પ્રાપ્ત કર્યું.
બાયોચાર્ વિશે
- બાયોચાર્ એ લાકડાના ટુકડા, પાકના ટુકડા, છાણ અને મ્યુનિસિપલ કચરામાંથી બનેલી કાર્બન અને નાના છિદ્રોથી ભરેલી ઘન સામગ્રી છે જે ખૂબ જ હળવાશથી તૂટે છે.
- તેનો મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય લાંબા ગાળાની કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન છે જેથી છોડ દ્વારા શોષાયેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ફસાવી શકાય જેથી તે વાતાવરણમાં પાછો ન આવી શકે.
- પાયરોલિસિસ પ્રક્રિયા નિયંત્રિત, ઓક્સિજન-મુક્ત ચેમ્બરમાં કાર્બનિક કચરાને ગરમ કરે છે.
- ઉત્પાદનની અંતિમ ગુણવત્તા ઉપયોગમાં લેવાતા મૂળ ફીડસ્ટોક અને ચોક્કસ ગરમ તથા ઠંડા કરવાની પગલાંઓ પર આધારિત છે.
- તેનું માઈક્રોસ્કોપિક નેટવર્ક ભૂગર્ભ ભૌતિક સ્પોન્જની જેમ કામ કરે છે.
- સામાન્ય સડતા છોડથી વિપરીત, તેના મજબૂત કાર્બન બોન્ડ્સ તેને બેક્ટેરિયાથી સુરક્ષિત કરે છે જેથી તે હજારો વર્ષો સુધી જમીનમાં સુરક્ષિત રહે.
- તેનું ચોક્કસ pH સંતુલન, રાખનું પ્રમાણ અને ખનિજ મૂલ્ય તે ઉત્પાદકે કેવી રીતે બનાવ્યું તેના આધારે બદલાય છે.
- તેની પાસે ઉચ્ચ કેટાયન એક્સચેન્જ ક્ષમતા છે જે તેને ઢીલા માટીના કણોને પકડવા અને મહત્વપૂર્ણ ખનિજોને પકડી રાખવા દે છે.
- તે કાયમી કાર્બન નિરાકરણ સાધન તરીકે કાર્ય કરે છે જે કડક વૈશ્વિક સુરક્ષા નિયમોને પૂર્ણ કરે છે.
પ્રિલિમ્સ ફોકસમાં
- બાયોચાર્ આધુનિક વર્ટીકલ ફાર્મિંગ સેટઅપ્સમાં વધતા માધ્યમના ભાગ રૂપે સેવા આપી શકે છે.
- વધતા મિશ્રણના ભાગ રૂપે, બાયોચાર્ નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ સૂક્ષ્મજીવોને ગુણાકાર કરવામાં અને વિકાસ કરવામાં મદદ કરે છે.
- તે માટી અને વધતા મિશ્રણને લાંબા સમય સુધી પાણી પકડી રાખવા દે છે.
- ખાંડ ઉદ્યોગમાંથી બગાસ ઊર્જા બનાવવા માટે બાયોમાસ ઇંધણ તરીકે સારી રીતે કામ કરે છે.
- ખાંડની મિલોમાંથી મોલાસીસનો ઉપયોગ સ્વચ્છ ઇથેનોલ ઉત્પન્ન કરવા માટે થઈ શકે છે.