‘ગ્રીન એનર્જી’ મેળવવાનો ક્રાંતિકારી વિચાર

કુદરતી હોનારતો માટે ગ્લોબલ વૉર્મિંગ કેટલું જવાબદાર છે એ વિજ્ઞાન માટે આજે પણ સંશોધનનો વિષય છે, પરંતુ ગ્લોબલ વૉર્મિંગ માટે જવાબદાર ગ્રીનહાઉસ ગેસ માનવજાત માટે નુકસાનકારક છે એ વાતે તમામ વિજ્ઞાનીઓ સહમત છે. વાતાવરણમાં આ વાયુઓનું પ્રમાણ ઘટાડવા માટેનો એકમાત્ર ઉપાય છે ગ્રીન એનર્જી. છેલ્લાં ઘણાં વર્ષોથી વિજ્ઞાનીઓ ગ્રીનહાઉસ ગેસને ઘટાડવા ગ્રીન એનર્જી ક્ષેત્રે સંશોધનો કરી રહ્યા છે. સૂર્ય ઊર્જાથી ચાલતા વાહનો અને સંપૂર્ણ ગ્રીન એનર્જીની મદદથી ચાલતા નાના-મોટા કારખાના કે ઘરો આ સંશોધનોનો જ એક ભાગ છે. ગ્રીન એનર્જી પર આમ તો અનેક અગ્રણી વિજ્ઞાનીઓએ સંશોધનો કર્યા છે અને હજુ કરી રહ્યા છે. પરંતુ તાજેતરમાં જ પૃથ્વી પરના ગ્રીનહાઉસ ગેસમાં ઘટાડો કરવા વિજ્ઞાનીઓએ એક ક્રાંતિકારી વિચાર રજૂ કર્યો છે. આ વિચાર બીજા કોઈએ નહીં પણ ગ્રીન એનર્જી ક્ષેત્રે મહત્ત્વના સંશોધનો કરી ચૂકેલા વિજ્ઞાની રિક વાન ગ્રોન્ડેલે રજૂ કર્યો છે અને એટલે જ દુનિયાભરના ગ્રીન એનર્જી નિષ્ણાતો તેને ગંભીરતાથી લઈ રહ્યા છે.

રિક વાન ગ્રોન્ડેલ નેધરલેન્ડના એમ્સ્ટર્ડમ સ્થિત વ્રિજ યુનિવર્સિટીના બાયોફિઝિક્સના પ્રોફેસર છે. પ્રો. રિકે ગ્રીન એનર્જી માટે સૌથી મહત્ત્વના સ્રોત શેવાળને લગતો એક મહત્ત્વનો વિચાર રજૂ કર્યો છે. કારણ કે, શેવાળમાંથી સૌથી ઉત્તમ બાયોફ્યૂલ બની શકે છે અને તે ઓછામાં ઓછા ગ્રીનહાઉસ ગેસનું સર્જન કરે છે. દુનિયામાં ઔદ્યોગિકરણનો વ્યાપ વધ્યા પછી કાર્બન ડાયોક્સાઈડ જેવા હાનિકારક ગ્રીનહાઉસ ગેસનું પ્રમાણ ખાસ્સું વધ્યું છે. આ ગ્રીનહાઉસ ગેસ થર્મલ ઈન્ફ્રારેડ રેન્જમાંથી રેડિયેશન ગ્રહણ કરે છે અને તેને વાતાવરણમાં પાછું ફેંકે છે. તેથી આ વાયુઓ માણસ સહિતના તમામ સજીવો માટે જોખમી છે. માણસ ઊર્જા માટે ફોસિલ ફ્યૂલનો ઉપયોગ કરે છે અને તેના બળવાથી વાતાવરણમાં ગ્રીનહાઉસ ગેસમાં વધારો થાય છે. વનસ્પતિ તથા અન્ય સજીવોના વિઘટનની હજારો વર્ષોની પ્રક્રિયા બાદ સર્જાયેલા કોલસા અને ખનીજતેલ જેવા બળતણોને વૈજ્ઞાનિક ભાષામાં ફોસિલ ફ્યૂલ કહેવાય છે.

રિક વાન ગ્રોન્ડેલ

આ ફોસિલ ફ્યૂલના બદલે એવી કોઈ ચીજ શોધી કાઢવામાં આવે કે જેને બાળવાથી મહત્તમ ઊર્જા મળે અને ગ્રીનહાઉસ ગેસનું નહીંવત સર્જન થાય તો ઊર્જાના મહત્ત્વના સ્રોત ખાલી થઈ જવાના ભયમાંથી છુટકારો મળી જાય. આ ઉપરાંત માણસજાત ઝેરી વાયુઓ અને ગ્લોબલ વૉર્મિંગથી થતી સંભવિત અસરો સામે પણ સુરક્ષિત થઈ જાય. પ્રો. રિકે વનસ્પતિમાં થતા પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં ઊંડા સંશોધનો કરીને સાબિત કર્યું છે કે, શેવાળમાંથી ઊર્જાનો ઉત્તમ સ્રોત બની શકે એમ છે. એકવાર પ્રો. રિક દક્ષિણ ફ્રાંસના પ્રવાસે હતા ત્યારે તેમણે ફ્રેંચોના ઘરના વરંડામાં દ્રાક્ષના બગીચા જોયા. આ બગીચા જોઈને સ્વાભાવિક રીતે જ દ્રાક્ષનો વાઈન પીવાની ઈચ્છા થાય. પ્રો. રિકને પણ આવો વિચાર આવ્યો હશે, પરંતુ તેમને એક બીજો વિચાર પણ આવ્યો અને ગ્રીન એનર્જીની દિશામાં મહત્ત્વનું સંશોધન શરૂ થયું.

આ બગીચા જોઈને પ્રો. રિકને વિચાર આવ્યો કે, આપણે ઊર્જા આપતી શેવાળ શોધી કાઢીએ તો ઘરની નજીક તેના તળાવો વિકસાવી શકાય અને દરેક વ્યક્તિ જરૂરિયાત મુજબ તેમાંથી બાયોફ્યૂલ મેળવી શકે. અગાઉ પણ શેવાળમાંથી બાયોફ્યૂલ બનાવવાના પ્રયોગો થયા છે પણ ગ્રીન એનર્જી ક્ષેત્રે મહત્ત્વના સંશોધનો કરી ચૂકેલા પ્રો. રિકે ગ્રીન એનર્જીની દિશામાં પદ્ધતિસરનો ક્રાંતિકારી વિચાર રજૂ કર્યો છે. શેવાળમાંથી બાયોફ્યૂલ સર્જવાના વિચારથી આગળ વધીને પ્રો. રિક કહે છે કે, “ઈથેનોલ અને બ્યુટેનોલ જેવા બળતણો ફક્ત શેવાળમાંથી જ નહીં પણ કૃત્રિમ પાંદડામાંથી પણ પેદા કરી શકીએ છીએ. આ પાંદડા સામાન્ય વનસ્પતિના પાંદડા જેવા જ દેખાતા હશે, પરંતુ એ વૃક્ષો પર જોવા મળતા પાંદડા જેવા નહીં હોય.” પ્રો. રિકે કલ્પના કરેલા પાંદડા લીલા રંગના ના પણ હોય અને છતાં કુદરતી વનસ્પતિ જેવું જ કામ કરતા હશે. એટલે કે, આ પાંદડા પ્રકાશમાંથી ઊર્જા મેળવીને રાસાયણિક ઊર્જાનું સર્જન કરતા હશે.

જો આ પ્રકારની વનસ્પતિનું સર્જન શક્ય બને તો બાયોફ્યૂલ બનાવવાની પ્રક્રિયા સરળ થઈ જાય. બાયોફ્યૂલ જ એકમાત્ર એવું બળતણ છે જે ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયામાં ફોસિલ ફ્યૂલનું સ્થાન લઈ શકે એમ છે. વિજ્ઞાનીઓ શેરડીના સાંઠા જેવા કુદરતી કચરામાંથી પણ બાયોફ્યૂલ બનાવી ચૂક્યા છે. પરંતુ આ તમામ બળતણોને વ્યવહારમાં મૂકવા એટલા જ અઘરા છે. હાલના ઔદ્યોગિક માળખામાં મોટા ફેરફાર કર્યા વિના શેવાળમાંથી બનાવેલા બળતણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. જોકે, શેરડીમાંથી પેદા કરાતા બળતણ માટે વધુને વધુ જમીન પર તેની જ ખેતી કરવામાં આવે તો પર્યાવરણ પર માઠી અસર થઈ શકે છે. પછી કદાચ એવું પણ થાય કે, વિશ્વભરના વધુને વધુ લોકો જંગલો અને ખેતીલાયક જમીનો પર બાયોફ્યૂલનું ઉત્પાદન કરવા માટેની વનસ્પતિઓ ઉગાડવા લલચાય. આ સંજોગોમાં જૈવવૈવિધ્યતા પર માઠી અસર પડવાની પણ પૂરેપૂરી શક્યતા છે.

આ માટે જ પ્રો. રિકે એક એવી વનસ્પતિનો વિચાર રજૂ કર્યો છે જે પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા કરવા માટે વધુ સક્ષમ હશે. આ વનસ્પતિ સામાન્ય વનસ્પતિ જેટલી જગ્યા રોકીને વધુ ઊર્જા આપશે. આ બાયોફ્યૂલ સ્થાનિક સ્તરે થતા વાહનવ્યવહાર માટે પણ ઉપયોગમાં લઈ શકાશે. કારણ કે, આજે વિશ્વભરના ગ્રામ્ય વિસ્તારોમાં પણ વાહનવ્યવહારના કારણે ગ્રીનહાઉસ ગેસનું પ્રમાણ ખાસ્સું વધી ગયું છે. પ્રો. રિકે લગભગ 30 વર્ષ પર સંશોધન કરીને એ જાણવાનો પ્રયાસ કર્યો છે કે, વનસ્પતિના પાંદડા પર પ્રકાશ પડ્યા પછી રાસાયણિક પ્રક્રિયા થાય છે ત્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઈડ અને પાણીની મદદથી કેવી રીતે કાર્બોહાઈડ્રેટનું સર્જન થાય છે. આટલા વર્ષોના અનુભવ પછી તેમનું માનવું છે કે, પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા આશ્ચર્યજનક રીતે અસરકારક છે. પ્રકાશમાંથી ઊર્જા મેળવવા વનસ્પતિ ખૂબ સરળ અણુઓનો ઉપયોગ કરે છે અને આ પ્રક્રિયા એક સેકન્ડથી પણ ઓછા સમયમાં થઈ જાય છે.

છેલ્લાં 30 વર્ષથી કરી થઈ રહેલા આ સંશોધન બાદ પ્રો. રિક એ તારણ પર આવ્યા છે કે, “હજુ હું એ વાત સમજવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો છું કે, આખરે આ પ્રક્રિયા કેવી રીતે શરૂ થાય છે અને તેમાંથી મળેલી ઊર્જાનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે. કારણ કે, તેમાંથી જ આપણે કુદરત પાસેથી કંઈક શીખી શકીશું અને એક દિવસ સૂર્યથી ચાલતા કોઈ ડિવાઈસમાં એની નકલ કરીને ઊર્જા મેળવી શકીશું.” આ સંશોધનમાં જણાવાયું છે કે, આપણે ફોટોવોલ્ટેઈક(વીજ કરંટ પેદા કરવાનું વિજ્ઞાન)ના બદલે ફોટોસિન્થેસિસ (પ્રકાશસંશ્લેષણ) ટેક્નોલોજીમાં રોકાણ કરવું જોઈએ. આ ઉપરાંત બાદમાં ઉપયોગ કરવા માટે બાયોફ્યૂલનો સંગ્રહ પણ થઈ શકે છે, જ્યારે સૂર્ય અને પવન ઊર્જામાં આવી અનેક મુશ્કેલીઓ છે અને તે ઊર્જા સતત મેળવી શકાતી નથી. પ્રકાશસંશ્લેષણની મદદથી વનસ્પતિ ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે, અને આપણે પણ આમ કરી શકીએ છીએ.

પ્રો. રિક અને તેમના સહ-સંશોધકોએ પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાને ઊંડાણપૂર્વક સમજી લીધી છે. વનસ્પતિના પાંદડાની સપાટી પર રહેલા અણુઓ ક્લોરોફિલ નામના રંગદ્રવ્યોની મદદથી પ્રકાશ કેવી રીતે ગ્રહણ કરે છે અને અણુઓની મદદથી તે કેવી રીતે ઊર્જા પેદા કરે છે. આ ઉપરાંત અણુઓ ઊર્જાની મદદથી કાર્બન ડાયોક્સાઈડ અને પાણીને ઓક્સિજન એટલે કે પોતાના ખોરાકમાં પરિવર્તિત કરી દે છે. આટલી પ્રક્રિયા ઊંડાણપૂર્વક જાણ્યા પછી સંશોધકોએ આ કુદરતી પ્રક્રિયાની નકલ કરવાનો પડકાર ઝીલી લીધો છે. પ્રો. રિક કહે છે કે, “અમે એવી સપાટી વિકસાવી રહ્યા છે જે પ્રકાશના મોટા ભાગના તરંગો ગ્રહણ કરી શકે. આ રીતે આપણે વધુ ઊર્જા મેળવી શકીશું.” સંશોધકોના મતે, મોટા ભાગની વનસ્પતિ અને શેવાળ પોતે જીવી શકે એટલી જ ઊર્જા પેદા કરી શકે છે. જો આપણે જોઈતી ઊર્જા મેળવવા એક વૃક્ષ પાછળ ખર્ચેલા પૈસાની ગણતરી કરીએ તો તે બહુ નિરાશાજનક આંકડા છે.

આ આંકડા સુધરવા માટે સૌથી પહેલાં શેવાળ જેવી વનસ્પતિની સરળ રચનાને ઊંડાણપૂર્વક સમજવી પડશે. અત્યારે વિજ્ઞાનીઓ ફક્ત એટલું જ જાણે છે કે, શેવાળમાં અન્ય કોઈ પણ વનસ્પતિ કરતા ખૂબ સક્ષમ રીતે પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા થાય છે. એટલું જ નહીં, વિજ્ઞાનીઓ જનીનિક ફેરફારો કરીને વધુને વધુ પ્રકાશ ગ્રહણ કરતી શેવાળ બનાવી શકે એમ છે. પ્રો. રિકનું માનવું છે કે, હજુ સંશોધનો ચાલી રહ્યા છે ત્યારે એ કહેવું અઘરું છે કે પ્રકાશ સંશ્લેષણની ક્ષમતાનો આપણે કેટલો સક્ષમ રીતે ઉપયોગ કરી શકીએ એમ છીએ. જોકે, વિજ્ઞાનીઓને ખાતરી છે કે, આવનારા દસ જ વર્ષમાં તેઓ ખૂબ ઓછા ખર્ચે ઈથેનોલ અને બુટાનોલ જેવા બાયોફ્યૂલનું ઉત્પાદન કરવા સક્ષમ હશે!

વર્ષ 2010માં યુરોપિયન રિસર્ચ કાઉન્સિલે પ્રો. રિક અને તેમની ટીમને પ્રકાશ સંશ્લેષણ અને શેવાળ પર સંશોધન કરવા ત્રણ મિલિયન યુરોનું ભંડોળ આપ્યું હતું. કારણ કે, ગ્રીન એનર્જીની મદદથી જ આપણે પર્યાવરણના જટિલ પ્રશ્નો સામે લડી શકીશું.. પ્રો. રિક દાવો નથી કરતા કે આ સંશોધન દુનિયાને બચાવી લેશે પણ તેઓ ભારપૂર્વક કહે છે કે, “દુનિયામાં ઊર્જાની સતત વધતી જતી માગને આપણે ટેક્નોલોજી અને રાજકીય વ્યૂહની મદદથી જ ઉકેલી શકીશું.” પ્રો. રિકને આશા છે કે, આગામી વર્ષોમાં ઘરના વરંડામાં નાનકડા તળાવ કે ટાંકીમાં શેવાળનું ઉત્પાદન થતું હશે અને તેની મદદથી સ્થાનિક સ્તરે ઊર્જાની માગ સંતોષાતી હશે.