चूंकि इलेक्ट्रिक वाहनों और उन्नत तकनीकों के रूप में स्वच्छ ऊर्जा की मांग लगातार बढ़ रही है, इसलिए लिथियम-आयन बैटरी अपरिहार्य हो गई हैं। हालांकि, इस प्रगति के साथ एक छिपी हुई लागत भी आती है: बैटरी अपशिष्ट। वास्तव में, बैटरी अपशिष्ट निवेशकों के लिए अगले 5 वर्षों में अरबों डॉलर का व्यवसाय अवसर प्रदान कर सकता है। यही कारण है कि एक्सिगो, एटेरो, बैटक्स, ली-सर्किल और कई अन्य भारतीय कंपनियों ने पहले ही संयंत्र स्थापित कर लिए हैं और रीसाइक्लिंग शुरू कर दी है!
बाजार चालक
1, लिथियम-आयन बूम: घातीय वृद्धि, उभरती चुनौतियाँ
लिथियम-आयन बैटरी बाजार में तेजी से वृद्धि हो रही है। 2023 में, वैश्विक बाजार का अनुमान $3.54 बिलियन था और 2033 तक इसके $24 बिलियन तक बढ़ने की उम्मीद है। नीति आयोग और PwC द्वारा संयुक्त रूप से प्रकाशित एक शोध रिपोर्ट के अनुसार, पिछले दशक में बैटरियों की यह मांग 25% की CAGR से बढ़ी है और 2023 तक इसके पाँच गुना बढ़ने की उम्मीद है। इलेक्ट्रिक वाहनों के बढ़ते चलन और मोबाइल फोन और लैपटॉप जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के इन शक्तिशाली बैटरियों पर निर्भर रहने के साथ, लिथियम-आयन बैटरी बाजार में सालाना ~$1300 बिलियन का बाजार अवसर है।
अकेले भारत में, वर्ष 2030 तक बाजार के 220 GWh तक पहुंचने की उम्मीद है, जो 1100 मीट्रिक टन अपशिष्ट के बराबर होगा, जो वर्ष 2022 के स्तर से 50% अधिक है।
- नीति परिदृश्य - सरकार की ओर से स्वच्छ ऊर्जा के लिए प्रयास
भारत सरकार (GOI) बैटरी सेल के लिए एक कुशल मूल्य श्रृंखला विकसित करने पर अपने प्रयासों पर ध्यान केंद्रित कर रही है, और अपनी योजनाओं और पहलों के माध्यम से लिथियम-आयन सेल के स्थानीय विनिर्माण को प्रोत्साहित कर रही है। इसका लक्ष्य सभी नए वाहनों के पंजीकरण में से 30% को इलेक्ट्रिक के रूप में रखना है। सरकार द्वारा की गई कुछ पहल इस प्रकार हैं -
- सीमा शुल्क में छूट - 2024 के बजट में, भारत सरकार ने 25 महत्वपूर्ण खनिजों पर सीमा शुल्क में पूरी तरह से छूट दी और फेरो-निकेल और ब्लिस्टर कॉपर पर मूल सीमा शुल्क को कम कर दिया, जो परमाणु ऊर्जा, नवीकरणीय ऊर्जा, अंतरिक्ष आदि जैसे क्षेत्रों के लिए आवश्यक तत्व हैं।
- इलेक्ट्रिक मोबिलिटी प्रमोशन स्कीम 2024 (ईएमपीएस 2024) - भारी उद्योग मंत्रालय द्वारा 500 करोड़ रुपये की पहल, 1 अप्रैल से 31 जुलाई, 2024 तक अपनाने को बढ़ावा देने के लिए इलेक्ट्रिक दोपहिया और तिपहिया वाहनों के लिए सब्सिडी की पेशकश। यह भारत के ईवी उद्योग को मजबूत करने के लिए आत्मनिर्भर भारत पहल के साथ संरेखित है।
- विस्तारित उत्पादक उत्तरदायित्व (ईपीआर) - एक नीति दृष्टिकोण जो उत्पादकों को बैटरी के पूरे जीवनचक्र में कुशलतापूर्वक निपटने की जिम्मेदारी सौंपता है। इन्हें यह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि बैटरी को उनके जीवन के अंत में एकत्र किया जाए और पंजीकृत रीसाइकिलर्स द्वारा रीसाइकिल किया जाए।
- भारत में इलेक्ट्रिक और हाइब्रिड वाहनों को तेजी से अपनाना और उनका निर्माण करना (FAME I, II) - FAME I योजना को 2015 में 895 करोड़ रुपये के बजट के साथ शुरू किया गया था, ताकि अन्य पारंपरिक वाहनों की तुलना में EV परिवहन को बढ़ावा दिया जा सके। FAME II की शुरुआत 2019 में 10,000 करोड़ रुपये के बजट के साथ हुई थी और इसका उद्देश्य इस तकनीक को अधिक से अधिक अपनाने के लिए इलेक्ट्रिक वाहनों के खरीदारों को सब्सिडी के रूप में प्रोत्साहन प्रदान करना था।
- लिथियम-आयन सर्वोच्च क्यों है: अद्वितीय प्रदर्शन
लिथियम-आयन बैटरियां अपने बेहतर प्रदर्शन के कारण हमारे इलेक्ट्रॉनिक्स को ऊर्जा प्रदान करने के लिए निर्विवाद विकल्प बन गई हैं:
- बेजोड़ ऊर्जा घनत्व: वे हल्के पैकेज में महत्वपूर्ण शक्ति पैक करने की उल्लेखनीय क्षमता का दावा करते हैं, जो उन्हें पोर्टेबल उपकरणों के लिए आदर्श बनाता है। इसका मतलब है कि उपभोक्ताओं के लिए लंबे समय तक संचालन और आकर्षक डिज़ाइन।
- विस्तारित चक्र जीवन: अपने पूर्ववर्तियों के विपरीत, लिथियम-आयन बैटरियां प्रतिस्थापन की आवश्यकता से पहले सैकड़ों से हज़ारों चार्ज चक्रों को सहन कर सकती हैं। इसका अर्थ है कि आपके उपकरणों के लिए अपशिष्ट कम होता है और जीवनकाल बढ़ता है।
- न्यूनतम स्व-निर्वहन दर: लिथियम-आयन बैटरियाँ लंबे समय तक उपयोग में न होने पर भी अपना चार्ज कुशलतापूर्वक बनाए रखती हैं। यह सुनिश्चित करता है कि आप लंबे समय तक भंडारण के बाद भी बैटरी खत्म होने की चिंता किए बिना अपना कैमरा या गेमिंग कंसोल उठा सकते हैं।
बैटरी रीसाइकिलिंग की तत्काल आवश्यकता
2-3 साल की सामान्य जीवन अवधि के साथ, लिथियम-आयन बैटरियों की एक बड़ी संख्या हर साल अपने जीवन के अंत तक पहुँचती है। 2030 तक, बैटरियों की वार्षिक रिटायरिंग मात्रा चौंका देने वाली 160 GWh तक पहुँच जाएगी, जो लगभग 138000 मीट्रिक टन कचरे के बराबर है।
आज, इस कचरे का केवल 5% ही पुनर्चक्रित किया जाता है। इस रास्ते पर चलते रहने से तीन गुना खतरा पैदा होता है:
- संसाधन की कमी: ब्लूमबर्गएनईएफ के अनुसार, कोबाल्ट, लिथियम और तांबे जैसे लिथियम-आयन बैटरी कच्चे माल की वैश्विक खपत 2030 तक 20 गुना बढ़ने की उम्मीद है। हालांकि, इनमें से अधिकांश तत्व बहुत तेजी से कम हो रहे हैं, और निकल जैसे तत्व, प्रचुर मात्रा में होने के बावजूद, पृथ्वी से निकालना मुश्किल है। निकल खनन परियोजना को गति देने के लिए भी एक बड़ा निवेश करना पड़ता है। यदि उपयोग की गई बैटरियों से प्राप्त सामग्री को रीसाइकिल किया जाता है, तो उसे बैटरी निर्माण प्रक्रिया में फिर से शामिल किया जा सकता है, जिससे संसाधन निष्कर्षण पर बोझ कम हो जाता है।
- आयात: भारत लिथियम, कोबाल्ट और निकल जैसे महत्वपूर्ण तत्वों की आपूर्ति के लिए चीन, ऑस्ट्रेलिया, डीआरसी आदि देशों से आयात पर अत्यधिक निर्भर है। इससे हमारे देश की आपूर्ति श्रृंखला स्थिरता कम हो जाती है और भारत के व्यापार संतुलन पर भी दबाव पड़ता है क्योंकि आयात बिल सालाना 24000 करोड़ रुपये जितना अधिक है। अध्ययनों से पता चलता है कि 2030 में लिथियम की मांग 2.4 मिलियन टन लिथियम कार्बोनेट को पार कर जाएगी, इसलिए भारत के लिए कच्चे माल पर आत्मनिर्भरता आवश्यक हो जाती है।
आर्थिक लाभ से परे:
- पर्यावरण संबंधी खतरे: लैंडफिल में लिथियम-आयन बैटरियों का अनुचित तरीके से निपटान पारिस्थितिकीय तबाही का कारण बन सकता है। लैंडफिल बैटरियों से जहरीले रसायन लीक हो सकते हैं, जिससे मिट्टी और जल स्रोत दूषित हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, यह अपशिष्ट खाद्य पौधों में अवशोषित और जमा हो सकता है और खाद्य श्रृंखला में प्रवेश कर सकता है, जिससे विभिन्न आनुवंशिक, प्रजनन और जठरांत्र संबंधी समस्याएं हो सकती हैं। पुनर्चक्रण इन खतरनाक सामग्रियों को लैंडफिल से बाहर रखता है और उन्हें हमारे पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने से रोकता है।
- मानव स्वास्थ्य जोखिम: औपचारिक पुनर्चक्रण विकल्पों के अभाव में, समुदाय प्रयुक्त बैटरियों के निपटान के लिए असुरक्षित तरीकों का सहारा लेते हैं। दिल्ली और मुंबई की झुग्गी-झोपड़ियाँ अनौपचारिक ई-कचरा प्रबंधन का खामियाजा भुगतती हैं। बच्चों सहित श्रमिक किसी भी सुरक्षात्मक उपकरण के अभाव में विषाक्त बैटरी अपशिष्ट को संभालते हैं, जिससे इस प्रक्रिया में शामिल लोगों के लिए गंभीर स्वास्थ्य जोखिम विकसित होने की संभावना बढ़ जाती है।
लिथियम-आयन बैटरी रसायन और उनके उपयोग
लिथियम-आयन बैटरियों के कई तरह के अनुप्रयोग हैं, जिनमें से प्रत्येक के लिए उनके रासायनिक मेकअप और इच्छित उपयोग के आधार पर एक अलग बैटरी रसायन की आवश्यकता होती है। पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार और ईवी सेगमेंट में बैटरी के उपयोग में बदलाव को ध्यान में रखते हुए, शून्य का इरादा LCO पर बड़ा उद्यम करना है। नीचे 6 सबसे आम लिथियम-आयन बैटरी रसायन दिए गए हैं-
बैटरी रसायन शास्त्र | लाभ | नुकसान | उपयोग |
LCO- लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड | उच्च विशिष्ट ऊर्जा, छोटे अनुप्रयोगों के लिए लंबी अवधि तक बिजली प्रदान करती है | उच्च-लोड अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त, महंगा, कम तापीय स्थिरता, कम विशिष्ट शक्ति | पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जैसे मोबाइल, लैपटॉप, कैमरा आदि। |
LMO- लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड | त्वरित चार्जिंग, उच्च धारा वितरण, बेहतर थर्मल स्थिरता, सुरक्षा | कम जीवन अवधि | बिजली उपकरण, चिकित्सा उपकरण ईवी |
एनएमसी- लिथियम मैंगनीज कोबाल्ट ऑक्साइड | उच्च ऊर्जा घनत्व, लंबा जीवन चक्र, कम लागत | कम वोल्टेज आउटपुट | ई.वी. और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स दोनों |
एलएफपी- लिथियम आयरन फॉस्फेट | टिकाऊपन, कम लागत, सुरक्षा, तापीय अपवाह से कम प्रभावित, दीर्घकालिक स्थिरता | कम विद्युत चालकता, कम विशिष्ट ऊर्जा | फोर्कलिफ्ट, नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण, बिजली संयंत्र, बैकअप बैटरी और ईवी |
एनसीए- लिथियम निकल कोबाल्ट एल्युमीनियम ऑक्साइड | उच्च ऊर्जा, सक्षम जीवन, उच्च-लोड अनुप्रयोगों के साथ प्रदर्शन | महंगा, सुरक्षा का मुद्दा | एयरोस्पेस और विमानन, पावर ग्रिड अनुप्रयोग, चिकित्सा उपकरण, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स और ईवी |
एलटीओ- लिथियम टाइटेनियम ऑक्साइड | त्वरित चार्जिंग, विविध ऑपरेटिंग तापमान, लंबा जीवन, सुरक्षित | कम ऊर्जा घनत्व, महँगा | ईवी और इसके चार्जिंग स्टेशन, पवन और सौर ऊर्जा भंडारण और अनुप्रयोग, एयरोस्पेस और सैन्य उपकरण |
लिथियम-आयन बैटरी बूम एक दोधारी तलवार बनाता है। जबकि विद्युत ऊर्जा और प्रौद्योगिकी के लिए महत्वपूर्ण है, उनका बढ़ता उपयोग बैटरी अपशिष्ट को तीव्र ध्यान में लाता है। यह हमें हमारी स्वच्छ ऊर्जा क्रांति पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर करता है, कि यह वास्तव में कितनी स्वच्छ है। रीसाइक्लिंग एक समाधान प्रदान करता है। यह संसाधनों को संरक्षित करता है, हमारे ग्रह की रक्षा करता है, और एक परिपत्र अर्थव्यवस्था बनाता है। इस उद्योग में काम पहले ही शुरू हो चुका है। आइए इस आग को और भी अधिक ईंधन दें, और लाभप्रद रूप से एक स्थायी भविष्य का निर्माण करने के लिए एक साथ आएं।
संदर्भ-
नीति आयोग और ग्रीन ग्रोथ इक्विटी फंड तकनीकी सहयोग सुविधा, भारत में उन्नत रसायन सेल बैटरी पुन: उपयोग और पुनर्चक्रण बाजार, मई 2022।