Ethanol & Vehicle : इथेनॉलचा अट्टाहास; वाहनधारकांना मनस्ताप!
1 min read
Ethanol & Vehicle : भारतात इथेनॉल ब्लेंडेड पेट्रोल (EBP – Ethanol Blended Petrol)चा निर्णय सन 2001 मध्ये आणि अधिकृत घाेषणा 2003 साली झाली असली तरी सुरुवात मात्र 2013-14 पासून करण्यात आली. त्यावेळी पेट्राेलमध्ये 1.53 टक्के इथेनाॅल (Ethanol) मिसळले जायचे. सन 2013-14 ते 2025-26 या 12 वर्षात पेट्राेलमधील इथेनाॅलचे प्रमाण 20 टक्क्यांवर पाेहाेचले आहे. मात्र, या इथेनाॅल मिश्रित पेट्राेलचा (Petrol) वाहनांवर काय परिणाम हाेताे? त्याअनुषंगांने वाहनांच्या इंजिनमध्ये सुधारणा अथवा बदल करायचे की नाही? या विषयावर आजवर धाेरणकर्ते व सत्ताधाऱ्यांनी विचार केला नाही. अलीकडे वाहने लवकर सुरू न हाेणे, चालू वाहने मध्येच बंद पडणे, इंजिन चाेकअप व खराब हाेणे या समस्यांचे प्रमाण वाढत असल्याने वाहनधारकांना मनस्ताप व आर्थिक भुर्दंड सहन करावा लागत आहे. त्यातूनच पेट्राेलमधील इथेनाॅलचा मुद्दा ऐरणीवर आला आहे. यामागची शास्त्रीय कारणे नेमकी काेणती आहेत?
♻️ इथेनाॅल आहे तरी काय?
रंगहीन, ज्वलनशील व विशिष्ट वास असलेल्या या सेंद्रिय रासायनिक संयुगाला अल्कोहोल किंवा इथाईल अल्कोहोल संबाेधले जाते. उसाचा रस, मळी, साखर, मका, तांदूळ, ज्वारी, सडकी फळे ज्यात स्टार्च व साखरेचे प्रमाण आहे, त्यांचे यिस्टद्वारे फर्मेंटेशन करून उर्ध्वपातन पद्धतीने अल्काेहाेल तयार केले जाते. त्या अल्काेहाेलमधील पाण्याचे प्रमाण शून्य केले की इथेनाॅल तयार हाेते. या इथेनाॅलचा वापर मद्य, औषधे, साैंदर्य प्रसाधने, सॅनिटायझरमध्ये केला जाताे. ते ज्वलनशील व कार्बन डायऑक्साइड, कार्बन मोनॉक्साइड व इतर घातक वायूंचे उत्सर्जन कमी करत असल्याने त्याचा जैवइंधन (Biofuel) म्हणून वापर सुरू झाला.
♻️ इथेनाॅलचे गुणधर्म
शुद्ध इथेनाॅलमध्ये (Pure or Absolute Ethanol) अल्काेहाेलचे प्रमाण 99.5 टक्के असते. आर्द्रताशोषक अर्थात हायड्रोस्कोपिक (Hygroscopic) हा अत्यंत महत्त्वाचा व वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म आहे. हवेतील किंवा सभोवतालची आर्द्रता (पाण्याची वाफ/ओलावा), पाण्याचे रेणू (Water molecules) स्वतःकडे वेगाने आकर्षित करणे व ती शोषून (Strong Affinity for Water) घेणे म्हणजे हायड्रोस्कोपिक! त्यातील पाण्याचे प्रमाण हळूहळू 4.4 टक्क्यांवर पाेहाेचले की त्यांच्या रेणूंमध्ये मजबूत हायड्रोजन बाँडिंग (Hydrogen bonding) तयार होते. त्यामुळे इथेनाॅलचे आकारमान घटते. ओलावा शाेषून घेतलेले इथेनाॅल पेट्राेलपासून वेगळे हाेते, याला फेज सेपरेशन (Phase Separation) म्हणतात. ते पेट्राेलपेक्षा जड असल्याने खाली बसते आणि पेट्राेल वर राहते. काचेच्या भांड्यात अथवा प्लास्टिकच्या बाटलीत फेज सेपरेशन स्पष्ट दिसून येते. खाली बसलेले इथेनाॅल स्वत:साेबत पाण्याचा अंश घेऊन आधी वाहनांच्या इंजिनमध्ये जाते. पाण्याचे अंश आत साचून राहते आणि इंजिन बंद पडण्याची समस्या निर्माण व्हायला सुरुवात हाेते. इंधन म्हणून पाण्याचा वापर केले जाणारे वाहनांचे इंजिन जगात आजवर कुणीही विकसित केले नाही. पाण्यासोबत असलेल्या या तीव्र आकर्षणामुळे इथेनॉल व पाणी यांचे अझिओट्रोप (Azeotrope) तयार होते. इथेनाॅल व पाणी एकाच तापमानाला उकळत असल्याने त्यांना सहजपणे वेगळे करता येत नाही. म्हणूनच 100 टक्के शुद्ध इथेनॉल बनवण्यासाठी विशेष रासायनिक पद्धती किंवा मॉलिक्युलर सीव्हज (Molecular Sieves) वापरावे लागतात.
♻️ पेट्राेल टँक कशी असावी?
हायड्रोस्कोपिक स्वभावामुळे शुद्ध इथेनॉल साठवणे कठीण असते. ते नेहमी हवाबंद अर्थात एअर-टाईट (Air-Tight) कंटेनर्समध्ये ठेवावे लागते. इंधनासाठी (Ethanol Blending) वापरताना गंज न लागणाऱ्या व ओलावा आत न येऊ देणाऱ्या टाक्यांमध्ये ते साठवले जाते. कारण त्यात पाणी जमा झाल्यास इंधनाची कार्यक्षमता कमी होते. इथेनाॅल अत्यंत ज्वलनशील असून निळ्या व न दिसणाऱ्या ज्योतीने जळते. इथेनाॅलमिश्रित पेट्राेल वापरताना वाहनांचे इंजिन त्या पद्धतीने सुधारणा करणे आवश्यक असते. आपल्याकडील इंजिनमध्ये तशा सुधारणा अद्याप केलेल्या नाहीत. पेट्रोल पंपावरील भूमिगत टाक्यांमध्ये (UST – Underground Storage Tanks) जेव्हा इथेनॉल मिश्रित पेट्रोल (E10 किंवा E20) साठवले जाते, तेव्हा इथेनॉलच्या हायड्रोस्कोपिक गुणधर्मामुळे विशेष काळजी घ्यावी लागते. जर टाकीत ओलावा किंवा हवा गेली, तर इथेनॉल ती शोषून घेईल आणि पेट्रोलपासून वेगळे होऊन तळाशी बसेल. असे झाल्यास वाहनांचे इंजिन खराब होऊ शकते आणि पंपाचे मोठे नुकसान होऊ शकते. या बाबी टाळण्यासाठी इथेनाल मिश्रित पेट्राेल साठविण्यासाठी वापरली जाणारी टॅंक ही पूर्णपणे हवाबंद ठेवणे आवश्यक असते. हवेतील आर्द्रता टाकीत जाण्याचा मुख्य मार्ग म्हणजे सैल फिटिंग्स किंवा निकृष्ट सील. टाकीच्या वर असणाऱ्या मॅनहोलचे कव्हर व सर्व पाईप्सचे जॉइंट्स पूर्णपणे हवाबंद असावेत. त्यामधील ओ-रिंग (O-ring) किंवा रबर गॅस्केट्स खराब झालेले नासावेत. टँकरमधून पेट्रोल रिकामे केल्यानंतर फिल पाईपची कॅप (Fill Caps) घट्ट लावलेली असावी. त्याच पद्धतीने वाहनांची पेट्राेल टँक असावी, जेणेकरून कुठल्याही मार्गाने आत हवा जाता कामा नये. फेज सेपरेशन राेखण्यासाठी पेट्राेल पंपच्या टँकमध्ये ऑटोमेटेड टँक गॅझिंग सिस्टम (Automated Tank Gauging System) असावी.
♻️ इथेनाॅल वापरण्यात ब्राझील अग्रणी
काही देशांमध्ये इथेनाॅलमिश्रित पेट्राेल वापरले जाते, त्या देशांची उदाहरणे धाेरणकर्ते व सत्ताधाऱ्यांकडून वारंवार दिली जातात. त्या देशांमधील वाहने तशा पद्धतीने तयार केलेली असतात. त्या वाहनांना फ्लेक्स-फ्युएल व्हेइकल्स (Flex-fuel vehicles) किंवा टोटल फ्लेक्स व्हेइकल्स (Total Flex Vehicles) म्हणतात. ही वाहने 100 टक्के पेट्राेल किंवा 100 टक्के इथेनाॅल अथवा इथेनाॅलमिश्रित पेट्राेलवर चालविल्यास त्यांचे इंजिन व मायलेजवर कुठलाही परिणाम हाेत नाही. इथेनाॅलचा इंधन म्हणून वापर करणाऱ्या देशांमध्ये ब्राझील अग्रणी आहे. 1970 च्या दशकात आलेल्या जागतिक तेल संकटानंतर ब्राझीलने उसापासून इथेनॉल बनवण्यास सुरुवात केली. 1979 मध्ये जगातली पहिली 100 टक्के इथेनॉलवर चालणारी कार (Fiat 147) लाँच केली. आज ब्राझीलमध्ये विकल्या जाणाऱ्या एकूण कारपैकी 80 टक्क्यांपेक्षा जास्त कार फ्लेक्स-फ्युएल प्रकारच्या आहेत. तिथे पेट्रोल पंपांवर 100 टक्के हायड्रस इथेनॉल (E100) सहज व स्वस्त दरात उपलब्ध असते. अमेरिकेत पेट्रोलमध्ये 10 ते 15 टक्के इथेनॉल मिसळले जात असून, पॅराग्वेमध्ये 30 टक्के, कोलंबिया व झिम्बाब्वेमध्ये 20 टक्के तर फ्रान्स, जर्मनी, फिनलंड, कॅनडा, चीन, फिलिपिन्समध्ये 10 टक्के मिसळले जात असून, बोलिव्हियाची वाटचाल 25 टक्क्यांकडे सुरू आहे. विशेष म्हणजे, या सर्व देशांमधील वाहनांचे इंजिन फ्लेक्स-फ्युएल आहे, जे भारतात नाही.
♻️ भारतातील पेट्राेलमध्ये इथेनाॅल मिसळण्याचा प्रवास
🔆 वर्ष – पेट्राेलमधील इथेनाॅल – पेट्राेलसाठी इथेनाॅल पुरवठा
🔆 2013-14 – 1.53 % – 38 काेटी लिटर
🔆 2019-20 – 5.00 % – —-
🔆 2020-21 – 8.1 % – 302 काेटी लिटर
🔆 2021-22 – 10.0 % – 408 काेटी लिटर
(E10 चे लक्ष्य वेळेत पूर्ण)
🔆 2022-23 – 12.6 % – 509 काेटी लिटर
🔆 2023-24 – 14.6 % – 665 काेटी लिटर
🔆 2024-25 – 19.2 % – 1,000 काेटी लिटर
🔆 2025-26 – 20.00 % – 1,200 काेटी लिटर
(E20 चे लक्ष्य पूर्ण)
♻️ इथेनाॅल उत्पादन व पुरवठा
केंद्रीय अन्न व नागरी पुरवठा मंत्रालया (DFPD)च्या अधिकृत आकडेवारीनुसार, 2013-14 ते 2025-26 या काळात भारतातील इथेनॉलचे उत्पादन व पुरवठा यामध्ये माेठी वाढ झाली आहे. या 13 वर्षांत भारताच्या एकूण इथेनॉल निर्मिती क्षमतेमध्ये (Installed Capacity) 5 पट वाढ झाली आहे. 2013-14 मध्ये देशाची एकूण इथेनॉल निर्मिती क्षमता केवळ 421 कोटी लीटर होती आणि ऑइल कंपन्यांना (OMCs) पेट्रोलसाठी 38 कोटी लिटर इथेनॉल पुरवले जात होते. 2025-26 पर्यंत देशाची एकूण स्थापित क्षमता 2,000 कोटी लिटरवर पोहोचली असून, वर्षाला प्रत्यक्ष उत्पादन आणि वापर 1,200 कोटी लिटर (पेट्रोल मिश्रण + औद्योगिक + औषध क्षेत्र) या टप्प्यावर आले आहे. 2013-14 ते 2025-26 या काळात फक्त पेट्रोलमध्ये मिसळण्यासाठी ऑइल कंपन्यांना 4,200 ते 4,500 कोटी लिटरपेक्षा अधिक इथेनॉलचा पुरवठा करण्यात आला आहे.
2013 ते 2023 या 10 वर्षांत सर्वाधिक इथेनॉल उसाची मळी (B-Heavy & C-Heavy Molasses) व उसाच्या रसापासून (Sugarcane Juice) तयार केले गेले. या काळात एकूण पुरवठ्यापैकी 70 ते 80 टक्क्यांहून अधिक योगदान साखर कारखान्यांचेच होते. मे 2018 मधील राष्ट्रीय जैवइंधन धोरण आणि 2021 मधील सुधारणानंतर सरकारने धान्य-आधारित (Grain-based) डिस्टिलरीजना मोठे प्रोत्साहन दिले. 2025-26 च्या आकडेवारीनुसार मका (Maize) हा देशातील सर्वाधिक इथेनॉल निर्मिती करणारा एकमेव सर्वात मोठा स्रोत बनला आहे. 2025-26 मध्ये ऑइल कंपन्यांना पुरवलेल्या एकूण इथेनॉलपैकी धान्य व मका आधारित इथेनॉलचे प्रमाणे 67 टक्के आहे. यात एकट्या मक्याचा हिस्सा 45.68 टक्के म्हणजे 478.9 कोटी लिटर आहे. त्यापाठोपाठ FCI च्या तांदळाचा वाटा 22.25 टक्के म्हणजेच 233.3 काेटी लिटर तरखराब अन्नधान्य (Damaged Food Grains)चा वाटा 4.54 टक्के म्हणजेच 47.6 काेटी लिटर आहे. इथेनाॅलच्या एकूण उत्पादनात मका व धान्याचा वाटा 72.5 टक्के म्हणजेच 760 काेटी लिटर एवढा आहे. उसाच्या मळीपासून 27.5 टक्के म्हणजेच 288.6 काेटी लिटर इथेनाॅल तयार केले जाते. उसाच्या रसापासून (Sugarcane Juice/Syrup) 165.9 कोटी लिटर (15.82 टक्के वाटा), बी-हेव्ही मळी (B-Heavy Molasses) 110.5 कोटी लिटर (10.54 टक्के वाटा), सी-हेव्ही मळी (C-Heavy Molasses)पासून 12.2 कोटी लिटर (1.16 टक्के वाटा) इथेनाॅल तयार करण्यात आले. पेट्रोलमध्ये 20 टक्के इथेनॉल (E20) मिश्रण सातत्य ठेवण्यासाठी वर्षाला सुमारे 1,016 ते 1,150 कोटी लिटर इथेनॉलची गरज आहे.
©️ मातीतलं विज्ञान
कृषिसाधना....
