In what physical state is CO2 typically injected underground for storage?

Supercritical fluid. Below about 800 metres, pressure and heat make CO2 a supercritical fluid. It is dense like a liquid and flows like a gas. Much more CO2 fits in rock pores in this state.

The IPCC gives a range for biochar removal or avoided emissions at costs below 100 US dollars a tonne of CO2. What is the upper end of that range each year, in CO2-equivalent?

1.8 billion tonnes of CO2-equivalent. The IPCC range at costs below 100 US dollars a tonne is 0.3 to 1.8 billion tonnes of CO2-equivalent a year. The wider technical range for 2050 is 0.2 to 6.6 billion tonnes.

A dark, charcoal-rich soil made by Amazonian communities long ago. Terra Preta means dark earth. Amazonian communities added charcoal and waste to poor soil. These soils still hold far more black carbon than the soils around them.

Why is converting crop stubble to biochar better for the climate than burning it in the open?

Pyrolysis keeps about half of the carbon as a stable solid, per the European Biochar Certificate. Open burning sends the stubble's carbon back to the air as CO2. Pyrolysis keeps about half of the carbon as stable biochar, per the European Biochar Certificate. The rest leaves as gas.

What does the IPCC say about biochar's effects on soil?

They vary with the feedstock, production conditions and soil. The IPCC says effects vary with the biochar and the soil. Gains are most likely in sandy and acidic soils with low nutrient-holding power.

What must sit above a CO2 storage reservoir to prevent the gas escaping upward?

An impermeable cap rock. A safe storage site needs a porous reservoir rock to hold the CO2, sealed by an impermeable cap rock on top. Read more: EnvEco0126.

Which type of geological formation offers the largest total CO2 storage capacity?

Deep saline formations. Deep saline aquifers underlie huge areas, giving them by far the largest total CO2 storage capacity of the three site types. Read more: EnvEco0126.

Why do coal seams see fewer commercial CO2 storage projects than oil and gas reservoirs?

Coal seams hold less storage capacity. Unmineable coal seams can adsorb CO2, but they hold less capacity than oil, gas, or saline sites, limiting commercial-scale projects. Read more: EnvEco0126.

Which of the following is NOT a recognized carbon sequestration site?

Ozone layer. The ozone layer is not a carbon sequestration site. Coal seams, oil and gas reservoirs, and saline formations are the three recognized sites. Read more: EnvEco0126.

कार्बन संचयन स्थल

कार्बन प्रच्छादन का अर्थ है कार्बन को हवा से बाहर किसी स्थायी भंडार में रखना। यह पाठ भूगर्भीय स्थलों पर केंद्रित है। कोई स्थल अपने आप सुरक्षित नहीं माना जा सकता। उसकी चट्टानों, कुओं, पानी और निगरानी की जाँच जरूरी है।

कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र से निकलने वाली CO2 के स्थलीय और भूगर्भीय कार्बन प्रच्छादन के तरीके। मूल चित्र LeJean Hardin और Jamie Payne द्वारा, SVG संस्करण Jarl Arntzen द्वारा, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons के माध्यम से।

एक नज़र में

याद रखने योग्य चार तथ्य।

तीन स्थल

कोयले की परतें, तेल और गैस के भंडार, खारे पानी वाली भूगर्भीय संरचनाएँ।

सबसे अधिक क्षमता

गहरी खारे पानी वाली भूगर्भीय संरचनाएँ।

जरूरी है

छिद्रयुक्त भंडारण चट्टान और उसे सील करने वाली आवरण चट्टान।

सीमा

CCS का उपयोग अभी बड़े पैमाने पर नहीं हो रहा है।

प्रच्छादनकार्बन को किसी भंडार में पहुँचाना और उसे पर्याप्त समय तक वहाँ बनाए रखना।

CCSकार्बन को अलग करके पकड़ना और उसका भंडारण करना।

आवरण चट्टानभंडारण स्थल के ऊपर की अभेद्य परत।

अतिक्रांतिक CO2एक सघन, तरल जैसी अवस्था, जिसका उपयोग इंजेक्शन के लिए होता है।

इस पाठ में

कार्बन प्रच्छादन के तीन मान्य स्थल
भंडारण वास्तव में कैसे होता है
पिछले वर्षों के प्रश्न
जलवायु नीति के लिए यह क्यों मायने रखता है

कार्बन प्रच्छादन के तीन मान्य स्थल

जरूर जानें

कोयले की परतें, तेल और गैस के भंडार, खारे पानी वाली भूगर्भीय संरचनाएँ

कोयले की परतें: छोड़ी जा चुकी ऐसी परतों में CO2 इंजेक्ट करके रखी जा सकती है, जिनसे कोयला निकालना आर्थिक रूप से लाभकारी नहीं है। कोयले की सतहें स्वाभाविक रूप से गैस को अपने ऊपर बाँध लेती हैं।
तेल और गैस के खाली हो चुके भंडार: भंडारण के लिए अच्छे विकल्प हैं। उनकी चट्टानों ने लाखों वर्षों तक हाइड्रोकार्बन को रोककर रखा था।
गहरी खारे पानी वाली भूगर्भीय संरचनाएँ: खारे पानी से भरी छिद्रयुक्त चट्टानें। इनमें होती है सबसे अधिक कुल भंडारण क्षमता.
तीनों वास्तविक भंडारण स्थल हैं। इनमें से कोई भी केवल भ्रमित करने वाला विकल्प नहीं है।

कार्बन को पकड़ना, भंडारण और प्रच्छादन

कार्बन को पकड़ना: किसी संयंत्र से निकलने वाली गैसों या हवा से CO2 अलग करना।
भंडारण: उस CO2 को किसी चुनी हुई जगह, जैसे गहरी चट्टानों में रखना।
प्रच्छादन: कार्बन को किसी भंडार में पहुँचाना और उसे पर्याप्त समय तक वहाँ बनाए रखना।
CCS में CO2 को पकड़ना, उसका परिवहन और भूगर्भीय भंडारण शामिल हैं।
CCUS में पकड़ी गई CO2 का उपयोग भी शामिल है।
सीमेंट संयंत्र से निकलने वाली जीवाश्म ईंधन की CO2 का भंडारण उसे हवा में पहुँचने से रोकता है। इसका अर्थ अपने आप हवा में पहले से मौजूद CO2 को हटाना नहीं है।
वन और मिट्टी प्राकृतिक कार्बन अवशोषक हैं, इंजेक्शन द्वारा CO2 भरने के स्थल नहीं।
स्रोत: IEA का CCUS परिचय और IPCC का भूमि संबंधी अध्याय.

प्राकृतिक कार्बन अवशोषक और तकनीक से बनाए गए भंडार

भंडार	यह कैसे काम करता है	मुख्य सावधानी
वन और मिट्टी	पौधे CO2 अवशोषित करते हैं। कुछ कार्बन लकड़ी और मिट्टी में जमा हो जाता है।	आग, वनों की कटाई और सड़ने से यह कार्बन फिर निकल सकता है।
आर्द्रभूमियाँ और तटीय कीचड़	गीली मिट्टी में जैविक कार्बन दबकर जमा हो सकता है।	पानी की निकासी और भूमि के उपयोग में बदलाव से जमा कार्बन का भंडार प्रभावित होता है।
महासागर	पानी CO2 को अवशोषित करता है। समुद्री जीव कुछ कार्बन को अधिक गहराई तक ले जाते हैं।	CO2 के अवशोषण से समुद्री जल की रासायनिक संरचना बदलती है।
गहराई में स्थित चट्टानें	कुओं के जरिए पकड़ी गई CO2 को चट्टानों के छिद्रों में डाला जाता है।	स्थल, कुएँ, दबाव और निगरानी की भूमिका अहम होती है।
खनिज	CO2 उपयुक्त चट्टान से अभिक्रिया करके कार्बोनेट बनाती है।	यह चट्टान और प्रक्रिया पर निर्भर करता है।

इन तरीकों में कार्बन जमा होने और बने रहने की अवधि अलग-अलग होती है।
भूगर्भीय भंडारण में इस बात का प्रमाण चाहिए कि डाली गई CO2 सुरक्षित रूप से वहीं बनी रहती है।
स्रोत: कार्बन चक्र पर IPCC का आकलन.

सही या गलत: कोयले की परतें, तेल और गैस के खाली हो चुके भंडार तथा गहराई में स्थित खारे पानी वाली भूगर्भीय संरचनाएँ—सभी कार्बन को जमा करके रखने के वास्तविक स्थल हैं।

कार्बन का भंडारण वास्तव में कैसे होता है

जानने योग्य बातें

अतिक्रांतिक अवस्था में इंजेक्शन और ऊपर की अभेद्य चट्टानी परत

CO2 को दबाव देकर सघन, तरल जैसी अतिक्रांतिक अवस्था में लाने के बाद जमीन के भीतर डाला जाता है।
सुरक्षित स्थल पर CO2 को रखने के लिए छिद्रयुक्त भंडार चट्टान चाहिए।
इसके ऊपर एक अभेद्य आवरण चट्टान (cap rock) भी चाहिए, जो गैस को ऊपर उठने से रोके।

सीमेंट कारखाने से चट्टान तक CO2 का सफर

यह समझाने के लिए दिया गया उदाहरण है, किसी खास भारतीय कारखाने का विवरण नहीं।

CO2 को पकड़ना। उपकरण निकास गैसों से कुछ CO2 अलग करते हैं। कारखाना इसके बाद भी अपने उत्सर्जन को मापता है।
तैयार करना। CO2 से नमी हटाई जाती है और उसे दबाव देकर संपीड़ित किया जाता है।
परिवहन। पाइपलाइन या किसी अन्य व्यवस्था से CO2 को भंडारण स्थल तक पहुँचाया जाता है।
स्थल चुनना। वैज्ञानिक छिद्रयुक्त चट्टान, अभेद्य आवरण, भ्रंशों, पुराने कुओं और आसपास के जल का अध्ययन करते हैं।
जमीन के भीतर डालना। कुएँ के जरिए CO2 को गहराई में डाला जाता है। संचालक दबाव नियंत्रित करते हैं और CO2 के फैलाव पर नजर रखते हैं।
निगरानी। जाँचों से कुएँ की स्थिति और जमीन के भीतर CO2 की गति का पता लगाया जाता है। CO2 डालना बंद होने के बाद भी जाँच जारी रहती है।

CO2 पकड़ने में लगी ऊर्जा, परिवहन, रिसाव और कारखाने के बाकी उत्सर्जन को भी हिसाब में शामिल करें।
केवल CO2 पकड़ लेने से यह साबित नहीं होता कि कुल मिलाकर जलवायु को लाभ हुआ है।
स्रोत: CCUS कैसे काम करता है: IEA की व्याख्या और भूगर्भीय भंडारण पर IPCC की व्याख्या.

खारे पानी वाली भूगर्भीय संरचनाओं में भंडारण क्षमता सबसे अधिक है

गहराई में स्थित खारे पानी वाले जलभृत बहुत बड़े क्षेत्रों के नीचे फैले हैं।
व्यावसायिक स्तर पर अधिकांश भंडारण इन्हीं में होने की उम्मीद है, कोयले की परतों में नहीं।
खारे पानी वाले जलभृत में खारा पानी होता है, पीने का पानी नहीं।

हर स्थल की विशेषताएँ कैसे अलग हैं?

गहराई में स्थित खारे पानी वाला जलभृत: भंडारण की संभावित क्षमता अधिक है। अभेद्य आवरण, दबाव और पानी की गति का अध्ययन जरूरी है।
तेल या गैस का खाली हो चुका क्षेत्र: पुराने रिकॉर्ड उपयोगी होते हैं। पुराने कुएँ रिसाव के रास्ते बन सकते हैं।
कोयले की ऐसी परत जिसमें खनन संभव नहीं है: CO2 कोयले की सतहों पर चिपक जाती है। भंडारण क्षमता परत की विशेषताओं पर निर्भर करती है।
बेसाल्ट (Basalt): CO2 खनिजों से अभिक्रिया करके ठोस कार्बोनेट बन सकती है। इसके लिए उपयुक्त चट्टान और पानी चाहिए।
खारे पानी में घुलने और खनिज बनने से समय के साथ CO2 को रोककर रखने के अन्य तरीके भी जुड़ते हैं।
स्रोत: IPCC भूगर्भीय भंडारण और US NETL भंडारण संबंधी सामान्य प्रश्न.
तुलना करें: बेसाल्ट, महासागर की क्षारीयता और खदानों में इंजेक्शन.

सही या गलत: सुरक्षित कार्बन भंडारण स्थल के लिए केवल छिद्रयुक्त भंडार चट्टान चाहिए। उसके ऊपर रिसाव रोकने वाली ढक्कन चट्टान की जरूरत नहीं होती।

परीक्षा के लिए खास बातें

पिछले वर्षों के प्रश्न

UPSC 2017 में भंडारण स्थलों के बारे में पूछा गया था।

UPSC 2017छोड़ी गई कोयला परतें, तेल और गैस निकाले जा चुके भंडार तथा भूमिगत खारे पानी वाली संरचनाएँ कार्बन को रोककर रखने के संभावित स्थल हैं। प्रश्न देखें.

सही या गलत: कोयला परतें CO2 को मुख्य रूप से कोयले की सतह पर अधिशोषित करके रखती हैं, खुले छिद्रों में भरकर नहीं।

जलवायु नीति के लिए कार्बन भंडारण क्यों जरूरी है

अतिरिक्त जानकारी

CCS का हिस्सा, लेकिन अभी बड़े पैमाने पर उपयोग नहीं

इन स्थलों का उपयोग कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (Carbon Capture and Storage) के भंडारण चरण में होता है।
CCS का उद्देश्य कोयला और गैस आधारित संयंत्रों से होने वाला उत्सर्जन घटाना है।
आज कोयला परतों में CO2 भंडारण की कुछ ही व्यावसायिक परियोजनाएँ मौजूद हैं।
कोयला परतों की भंडारण क्षमता तेल, गैस या खारे पानी वाले स्थलों से कम होती है।

जलवायु संबंधी दावा कब भरोसेमंद होता है?

स्थायित्व: क्या कार्बन दावे में बताई गई अवधि तक भंडारित रहेगा?
अतिरिक्तता: क्या परियोजना के बिना भी कार्बन का भंडारण हो जाता?
रिसाव: क्या कार्बन बाहर निकलता है, या परियोजना के कारण उत्सर्जन कहीं और होने लगता है?
MRV: मापें, रिपोर्ट करें और दूसरों से सत्यापन कराएँ।
आग लगने या जंगल साफ किए जाने से वनों में जमा कार्बन निकल सकता है। मिट्टी में कार्बन जमा होने की गति धीमी पड़ सकती है। इसे संतृप्ति कहते हैं।
भूमिगत परियोजनाओं में दबाव, कुओं और CO2 के फैलते क्षेत्र की निगरानी जरूरी है।
CO2 को अलग करने में इस्तेमाल होने वाली ऊर्जा भी शुद्ध परिणाम को बदलती है।
स्रोत: IPCC भूमि रिपोर्ट और IPCC भूगर्भीय भंडारण.

भारत: संभावना का मतलब भंडारण साबित होना नहीं है

भारत के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) ने संभावित भंडारण स्थलों पर 2022–23 के एक अध्ययन की जानकारी दी।
अध्ययन में खारे जलभृतों, बेसाल्ट, कोयला परतों और तेल निकासी बढ़ाने के तरीकों की जाँच की गई।
इसमें गुजरात के गांधार (Gandhar) क्षेत्र से जुड़ी एक नियोजित प्रायोगिक परियोजना का वर्णन था। नियोजित प्रायोगिक परियोजना व्यावसायिक भंडारण का प्रमाण नहीं है।
DST ने दिसंबर 2025 में CCUS अनुसंधान की रूपरेखा जारी की, जिसमें सीमेंट और इस्पात क्षेत्र भी शामिल हैं।
भारत के वनों, मिट्टी और तटीय आर्द्रभूमियों में भी कार्बन के प्राकृतिक भंडार हैं।
स्रोत: DST वार्षिक रिपोर्ट 2022–23 और DST अनुसंधान रूपरेखा की घोषणा.

परीक्षा में भ्रमित करने वाली बातें

कैप्चर में CO2 को अलग किया जाता है। भंडारण स्थल CO2 को रोककर रखता है।
जीवाश्म ईंधन से निकलने वाली CO2 पर CCS का उपयोग उत्सर्जन रोकता है। यह हवा में पहले से मौजूद CO2 को नहीं हटाता।
खारा जलभृत उपयोग योग्य पानी की भूमिगत झील नहीं है।
हर स्थल की जाँच जरूरी है। केवल चट्टान के प्रकार से भंडारण की उपयुक्तता साबित नहीं होती।
कार्बन का उपयोग हमेशा लंबे समय तक भंडारण नहीं होता।
यह भी देखें समतापमंडल में एरोसोल का इंजेक्शन जलवायु परिवर्तन से निपटने के व्यापक उपायों में।

सोचिए: जब कोयले की परतों और खाली हो चुके तेल व गैस भंडारों में भी भंडारण हो सकता है, तो कुल क्षमता में लवणीय शैल संरचनाओं का हिस्सा सबसे अधिक क्यों है?

तीनों बुनियादी शर्त पूरी करते हैं: ऊपर ढक्कन जैसी चट्टान से ढकी छिद्रयुक्त चट्टान। लेकिन भंडारण क्षमता क्षेत्रफल के साथ बढ़ती है। लवणीय जलभृत, कोयले की परतों या पुराने तेल और गैस क्षेत्रों की तुलना में कहीं अधिक बड़े भूभाग के नीचे पाए जाते हैं। कोयले की परतों में भंडारण धीमी अधिशोषण प्रक्रिया पर भी निर्भर करता है। इसलिए व्यावसायिक स्तर पर अधिकांश भंडारण लवणीय शैल संरचनाओं में होता है।

सही या गलत: भूवैज्ञानिक कार्बन पृथक्करण, कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (Carbon Capture and Storage) तकनीक का भंडारण चरण है।

सही या गलत: वर्तमान में दुनिया का अधिकांश व्यावसायिक स्तर का CO2 भंडारण कोयले की परतों में होता है, जो लवणीय शैल संरचनाओं से अधिक है।

झटपट सवाल-जवाब

कौन-से तीन प्रकार के स्थल शामिल हैं?

कोयले की परतें, तेल और गैस भंडार तथा लवणीय शैल संरचनाएँ।

सबसे अधिक क्षमता किसकी है?

गहरी लवणीय शैल संरचनाओं की।

ऊपर की ओर रिसाव को क्या रोकता है?

ऊपर मौजूद अभेद्य चट्टान की परत।

CO2 को किस अवस्था में इंजेक्ट किया जाता है?

अतिक्रांतिक अवस्था (Supercritical) में।

क्या कार्बन को पकड़ना और उसका भंडारण करना एक ही बात है?

नहीं।

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