ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन (FCEVs)

पहले मूल बात समझें। ईंधन सेल हाइड्रोजन और हवा से बिजली बनाता है, और पानी ही एकमात्र उत्पाद होता है.

1. ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहन क्या है?

FCEV के पहिए इलेक्ट्रिक मोटर से घूमते हैं। अमेरिका के वैकल्पिक ईंधन डेटा केंद्र (Alternative Fuels Data Center, AFDC) के अनुसार, इसकी बिजली हाइड्रोजन से चलने वाले ईंधन सेल से आती है। बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन अपनी बिजली केवल बैटरी से लेता है।

इसका ईंधन शुद्ध हाइड्रोजन गैस है, जिसे वाहन के टैंक में रखा जाता है। AFDC के अनुसार, FCEV में ईंधन भरने में लगभग 5 मिनट लगते हैं। इसके अनुसार, ये वाहन एक बार ईंधन भरने पर 300 मील से अधिक चल सकते हैं।

ईंधन सेल पूरी तरह बैटरी जैसा नहीं है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग (Department of Energy, DOE) के अनुसार, ईंधन सेल बैटरी की तरह काम करते हैं, लेकिन उनका चार्ज खत्म नहीं होता और उन्हें दोबारा चार्ज करने की जरूरत नहीं पड़ती। जब तक ईंधन मिलता रहता है, वे बिजली और ऊष्मा बनाते रहते हैं।

• ईंधन: टैंक से मिलने वाला हाइड्रोजन।
• ऑक्सीजन: हवा से ली जाती है।
• उत्पाद: बिजली, पानी और ऊष्मा।

2. PEM ईंधन सेल कैसे काम करता है?

कारों में जिस प्रकार का ईंधन सेल इस्तेमाल होता है, उसे पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली (PEM) ईंधन सेलकहते हैं। इसे प्रोटॉन विनिमय झिल्ली ईंधन सेल भी कहा जाता है। AFDC के अनुसार, दो इलेक्ट्रोडों के बीच एक पतली झिल्ली होती है। ऋणात्मक इलेक्ट्रोड एनोड होता है। धनात्मक इलेक्ट्रोड कैथोड होता है।

हाइड्रोजन एनोड पर पहुँचता है। हवा से ली गई ऑक्सीजन कैथोड पर पहुँचती है। एनोड पर मौजूद उत्प्रेरक हाइड्रोजन के हर अणु को प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन में बाँट देता है।

प्रोटॉन झिल्ली से होकर कैथोड तक पहुँचते हैं. इलेक्ट्रॉन इससे होकर नहीं गुजर सकते। वे एक बाहरी परिपथ से होकर बहते हैं, और यही प्रवाह विद्युत धारा है। कैथोड पर प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और ऑक्सीजन मिलकर पानी बनाते हैं।

• एनोड: हाइड्रोजन टूटकर प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन में बँटती है।
• झिल्ली: प्रोटॉन को गुजरने देती है, इलेक्ट्रॉन को रोकती है।
• कैथोड: ऑक्सीजन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन मिलकर पानी बनाते हैं।

3. निकास पाइप से क्या निकलता है?

DOE के अनुसार, हाइड्रोजन को ईंधन के रूप में इस्तेमाल करने पर केवल बिजली, पानी और ऊष्मा बनती है। AFDC के अनुसार, FCEV से केवल जलवाष्प और गर्म हवा निकलती है। इसलिए FCEV के निकास पाइप से कोई हानिकारक प्रदूषक नहीं निकलता.

भारत का पत्र सूचना कार्यालय (PIB) भी यही कहता है। टोयोटा मिराई (Toyota Mirai) पर जारी उसकी 2022 की विज्ञप्ति के अनुसार, FCEV के निकास पाइप से पानी के अलावा कोई उत्सर्जन नहीं होता।

निकास पाइप से शून्य उत्सर्जन का मतलब यह नहीं है कि कहीं भी उत्सर्जन नहीं होता। AFDC बताता है कि हाइड्रोजन बनाने के कुछ तरीकों से वायु प्रदूषण होता है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि हाइड्रोजन कैसे बनाई गई थी।

4. ईंधन सेल स्टैक के अंदर क्या होता है?

एक सेल बहुत कम वोल्टेज पैदा करता है। DOE के अनुसार, हर सेल 1 वोल्ट से कम वोल्टेज देता है जब उसका सामान्य रूप से उपयोग किया जाता है। इसलिए उपयोग लायक वोल्टेज पाने के लिए कई सेल एक क्रम में लगाए जाते हैं। इस पूरी इकाई को ईंधन सेल स्टैक कहते हैं।

हर सेल में एक झिल्ली, उत्प्रेरक की परतें और गैस की परतें होती हैं। DOE के अनुसार, कारों के ईंधन सेल की झिल्ली 20 माइक्रोन से भी कम मोटी हो सकती है। सेलों के बीच लगी प्लेटें गैस और बिजली पहुँचाती हैं।

आमतौर पर इस्तेमाल होने वाला उत्प्रेरक है प्लैटिनम. DOE के अनुसार, कार्बन पर प्लैटिनम के बहुत छोटे कण फैलाए जाते हैं। एनोड की ओर प्लैटिनम हाइड्रोजन को तोड़ता है। कैथोड की ओर प्लैटिनम ऑक्सीजन की अभिक्रिया में मदद करता है, जिससे पानी बनता है।

• झिल्ली-इलेक्ट्रोड इकाई: झिल्ली, उत्प्रेरक की परतें और गैस की परतें।
• द्विध्रुवीय प्लेटें: सेलों को श्रेणीक्रम में जोड़ती हैं और गैसों को पहुँचाती हैं।
• उत्प्रेरक: कार्बन के आधार पर लगा प्लैटिनम।

परीक्षा के विकल्पों में अक्सर चार तरह के वाहनों की विशेषताएँ मिलाकर दी जाती हैं। ऊर्जा के स्रोत और बैटरी के काम पर ध्यान दें।

5. FCEV के मुख्य भाग कौन-कौन से हैं?

AFDC मुख्य भागों की सूची देता है। इस पाठ में चार भागों पर जोर दिया गया है।

• हाइड्रोजन ईंधन टैंक: हाइड्रोजन गैस को तब तक जमा रखता है, जब तक ईंधन सेल को उसकी जरूरत न हो।
• ईंधन सेल स्टैक: हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की अभिक्रिया से बिजली बनाता है।
• बैटरी पैक: पुनर्योजी ब्रेकिंग से मिली ऊर्जा जमा करता है और अतिरिक्त शक्ति देता है।
• विद्युत कर्षण मोटर: ईंधन सेल और बैटरी से मिली बिजली से पहियों को चलाती है।

अन्य पुर्जे भी मदद करते हैं। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कंट्रोलर बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करता है। DC/DC कन्वर्टर सहायक उपकरणों के लिए वोल्टेज बदलता है। शीतलन प्रणाली फ्यूल सेल और मोटर का तापमान सही बनाए रखती है।

AFDC के अनुसार, आज अधिकांश FCEVs में बैटरी तीन काम करती है। यह ब्रेक लगाने के दौरान ऊर्जा वापस संचित करती है। यह थोड़े समय के लिए रफ्तार बढ़ाते समय अतिरिक्त शक्ति देती है। यह फ्यूल सेल से मिलने वाली बिजली में उतार-चढ़ाव को कम करती है। कम वोल्टेज वाली सहायक बैटरी कार चालू करती है और सहायक उपकरण चलाती है।

हाइड्रोजन टैंक का आकार तय करता है कि वाहन में कितनी ऊर्जा संचित होगी। बैटरी से चलने वाले इलेक्ट्रिक वाहन में यह बैटरी के आकार से तय होता है।

6. FCEV, बैटरी से चलने वाले इलेक्ट्रिक वाहन (BEV) से कैसे अलग है?

BEV में वाहन चलाने के लिए एक बड़ी बैटरी होती है और उसे चार्ज करने के लिए बिजली के सॉकेट से जोड़ना पड़ता है। AFDC के अनुसार, इसमें न ईंधन टैंक होता है और न ईंधन की पाइप। FCEV में हाइड्रोजन टैंक और फ्यूल सेल होते हैं। इसमें डिस्पेंसर से हाइड्रोजन भरी जाती है।

AFDC के अनुसार, वाहन निर्माता प्लग लगाकर चार्ज होने वाला FCEV बना सकते हैं। आज अधिकांश FCEVs में यह सुविधा नहीं है।

ऊर्जा की आपूर्ति भी अलग होती है। BEV में शक्ति और ऊर्जा, दोनों बैटरी के आकार पर निर्भर करती हैं। FCEV में मोटर और फ्यूल सेल शक्ति तय करते हैं। टैंक ऊर्जा की मात्रा तय करता है।

भारत के PIB के अनुसार, छोटी दूरी की यात्राओं में हल्के यात्री वाहनों के लिए BEVs उपयुक्त हो सकते हैं। इसके अनुसार, लंबी दूरी की यात्राओं में बसों, ट्रकों और अन्य भारी वाहनों के लिए FCEVs की लागत अन्य विकल्पों के बराबर आने की संभावना है।

7. FCEV, पेट्रोल कार और हाइब्रिड से कैसे अलग है?

पेट्रोल या डीजल कार आंतरिक दहन इंजन (ICE) में ईंधन जलाती है। AFDC के अनुसार, पेट्रोल कार में ईंधन और हवा के मिश्रण को जलाने के लिए चिंगारी का उपयोग होता है। FCEV में दहन नहीं होता। यह रासायनिक अभिक्रिया से बिजली बनाता है।

हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन में एक इंजन और एक या अधिक इलेक्ट्रिक मोटर होती हैं। AFDC के अनुसार, इसे प्लग लगाकर चार्ज नहीं किया जा सकता। इसकी बैटरी पुनर्योजी ब्रेकिंग और इंजन से चार्ज होती है। हाइब्रिड वाहन भी ईंधन जलाता है।

FCEV में इलेक्ट्रिक ड्राइव और बैटरी पैक होते हैं। यह अपनी बिजली फ्यूल सेल में बनाता है, इंजन में नहीं।

2025 के UPSC प्रश्नपत्र में “फ्यूल सेल-इलेक्ट्रिक हाइब्रिड (fuel cell-electric hybrid)” शब्दों का उपयोग हुआ था। ऐसे विकल्प ध्यान से पढ़ें। बिंदु 22 देखें।

8. फ्यूल सेल वाहन कितना दक्ष होता है?

दो आधिकारिक दावों का उपयोग किया जा सकता है, और वे अलग-अलग चीजें मापते हैं। उन्हें अलग रखें।

AFDC के अनुसार, इलेक्ट्रिक मोटर के साथ काम करने वाला फ्यूल सेल पेट्रोल कार के इंजन की तुलना में दो से तीन गुना अधिक दक्ष होता है । DOE के अनुसार, फ्यूल सेल ईंधन की ऊर्जा को बिजली में बदलते समय ऐसी दक्षता हासिल कर सकते हैं जो 60% से अधिक हो सकती है.

DOE का आँकड़ा केवल फ्यूल सेल के बारे में है। AFDC का आँकड़ा वाहन को चलाने वाली प्रणाली की तुलना पेट्रोल इंजन से करता है। कोई भी स्रोत एक निश्चित संख्या नहीं देता कि “FCEV की दक्षता X% है”।

AFDC यह भी कहता है कि हाइड्रोजन से चलने वाले आंतरिक दहन इंजन FCEVs से कम दक्ष होते हैं। वे वायु प्रदूषण भी पैदा करते हैं।

हाइड्रोजन हल्की होती है, इसलिए पर्याप्त मात्रा में इसे रखना मुश्किल होता है। इसे बनाने का तरीका तय करता है कि यह वास्तव में कितनी स्वच्छ है।

9. वाहन में हाइड्रोजन को कैसे रखा जाता है और उच्च दबाव पर क्यों?

DOE के अनुसार, हाइड्रोजन को गैस या तरल के रूप में रखा जा सकता है। गैस के रूप में रखने के लिए आम तौर पर टैंकों में इतना दबाव चाहिए: 350 से 700 बार। यह लगभग 5,000 से 10,000 psi होता है। तरल रूप में रखने के लिए बहुत कम तापमान चाहिए। सामान्य वायुदाब पर हाइड्रोजन का क्वथनांक शून्य से 252.8 डिग्री सेल्सियस नीचे होता है।

AFDC दो सामान्य श्रेणियाँ बताता है। 5,000 psi पर हाइड्रोजन इस नाम से बेची जाती है: H35। यह 35 मेगापास्कल है। 10,000 psi पर इसे इस नाम से बेचा जाता है: H70। AFDC के अनुसार, डीलरों के यहाँ बिकने वाले हल्के वाहनों की श्रेणी के FCEV में 10,000 psi के टैंक होते हैं। ईंधन सेल वाली बसों में 5,000 psi के टैंक इस्तेमाल होते हैं।

उच्च दबाव की जरूरत इसलिए होती है क्योंकि समान आयतन में हाइड्रोजन का वजन बहुत कम होता है। DOE के अनुसार, प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन में पेट्रोल की तुलना में लगभग तीन गुनी ऊर्जा होती है। यह तुलना है: 120 MJ/kg बनाम 44 MJ/kg। लेकिन तरल हाइड्रोजन में प्रति लीटर केवल 8 MJ ऊर्जा होती है, जबकि पेट्रोल में प्रति लीटर 32 MJ होती है।

AFDC एक आसान तुलना देता है। 1 kg हाइड्रोजन में लगभग उतनी ही ऊर्जा होती है जितनी 1 गैलन पेट्रोल में होती है।

• कारें: 700 बार (H70), लगभग 10,000 psi।
• बसें: 350 बार (H35), लगभग 5,000 psi।
• प्रति किलोग्राम ऊर्जा: हाइड्रोजन में पेट्रोल की तुलना में लगभग तीन गुनी ऊर्जा होती है।
• प्रति लीटर ऊर्जा: हाइड्रोजन में बहुत कम होती है।

10. हाइड्रोजन के रंग कौन-कौन से हैं?

हाइड्रोजन अकेले बहुत कम मिलती है। PIB की व्याख्या के अनुसार, इसे दूसरे यौगिकों से अलग करना पड़ता है। इसमें उत्पादन के तरीके के आधार पर हाइड्रोजन को तीन रंग समूहों में बाँटा गया है।

• ग्रे हाइड्रोजन: बनाई जाती है कोयले या लिग्नाइट के गैसीकरण से (ब्लैक या ब्राउन), या प्राकृतिक गैस की स्टीम मीथेन रिफॉर्मिंग से (ग्रे)। इन तरीकों में आम तौर पर कार्बन उत्सर्जन अधिक होता है।
• ब्लू हाइड्रोजन: बनाई जाती है प्राकृतिक गैस या कोयले से, जिसमें निकलने वाले कार्बन को पकड़कर उसका भंडारण या उपयोग किया जाता है।
• ग्रीन हाइड्रोजन: बनाई जाती है नवीकरणीय ऊर्जा से मिली बिजली का इस्तेमाल करके पानी को तोड़कर।

PIB की व्याख्या में ग्रीन हाइड्रोजन के बारे में एक सावधानी भी बताई गई है। इसके उत्पादन में कार्बन उत्सर्जन कितना होगा, यह इस बात पर निर्भर करता है कि इस्तेमाल की गई बिजली कितनी स्वच्छ है।

DOE के अनुसार, आज कुल हाइड्रोजन का लगभग 95% प्राकृतिक गैस की स्टीम रिफॉर्मिंग से बनाया जाता है। भारत के मिशन दस्तावेज के अनुसार, भारत में भी अधिकांश हाइड्रोजन ग्रे है। इसके अनुसार, हर साल लगभग 5 MMT हाइड्रोजन इस्तेमाल होती है, मुख्य रूप से तेल शोधन और उर्वरक उत्पादन में। मिशन का उद्देश्य इसकी जगह ग्रीन हाइड्रोजन का इस्तेमाल बढ़ाना है।

भारत में “ग्रीन” हाइड्रोजन का आधिकारिक मानक है। MNRE की 2023 की अधिसूचना के अनुसार, ग्रीन हाइड्रोजन के लिए कच्चे माल की प्राप्ति से उत्पादन स्थल से बाहर निकलने तक का उत्सर्जन होना चाहिए: प्रति kg हाइड्रोजन पर 2 kg CO2 समतुल्य से अधिक नहीं। यह 12 महीने का औसत है। इसमें इलेक्ट्रोलिसिस और बायोमास से उत्पादन के तरीके शामिल हैं।

11. टोयोटा मिराई (Toyota Mirai) और हुंडई नेक्सो (Hyundai Nexo) क्या हैं?

ये दो प्रसिद्ध FCEV कारें हैं। दोनों में ईंधन सेल, बैटरी और इलेक्ट्रिक मोटर होती है।

टोयोटा (Toyota) ने पेश की दूसरी पीढ़ी की मिराई (Mirai) दिसंबर 2020 में। टोयोटा की अमेरिकी प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार, हाइड्रोजन को 10,000 psi दबाव के लिए बने कार्बन फाइबर टैंकों में रखा जाता है। उसी विज्ञप्ति में XLE संस्करण के लिए EPA के अनुमान के अनुसार एक बार ईंधन भरने पर 402 मील तक चलने की दूरी बताई गई है।

2026 मिराई के लिए टोयोटा की बाद की विज्ञप्ति में भी 402 मील की दूरी बताई गई है।

हुंडई की बिल्कुल नई नेक्सो (Nexo), FCEV का दूसरा उदाहरण है। हुंडई की नवंबर 2025 की विज्ञप्ति के अनुसार, इसमें इस्तेमाल के लिए उपलब्ध हाइड्रोजन की मात्रा है 6.69 kg तक। यूरोप के WLTP परीक्षण में इसकी अनुमानित रेंज है 826 km । हुंडई के अनुसार, हाइड्रोजन भरने में पाँच मिनट लगते हैं। हुंडई यह भी बताती है कि बाज़ार और ड्राइविंग मोड के अनुसार रेंज बदल सकती है।

• मिराई (Mirai): 10,000 psi के टैंक, EPA रेंज 402 मील।
• नेक्सो (Nexo): 6.69 kg तक हाइड्रोजन, WLTP रेंज 826 km (यूरोप)।
• DOE के अनुसार, आकार के आधार पर कारों में 5 से 13 kg हाइड्रोजन रखने की ज़रूरत होती है।

12. क्या वाहन में हाइड्रोजन सुरक्षित है?

DOE के अनुसार, सभी ईंधनों में कुछ खतरा होता है। सुरक्षित इस्तेमाल के लिए ईंधन, हवा और आग लगने का कारण बनने वाली चीज़ को एक साथ आने से रोकना ज़रूरी है। हाइड्रोजन के कुछ गुण इसे अधिक सुरक्षित बनाते हैं। यह विषैली नहीं होती। यह हवा से बहुत हल्की होती है, इसलिए रिसाव होने पर तेज़ी से फैलकर छितर जाती है।

हाइड्रोजन के इस्तेमाल में अतिरिक्त सावधानी भी ज़रूरी है। DOE के अनुसार, हवा में इसकी सांद्रता की एक बड़ी सीमा में आग लग सकती है। इसमें आग लगने के लिए पेट्रोल या प्राकृतिक गैस की तुलना में कम ऊर्जा चाहिए। इसकी लौ लगभग दिखाई नहीं देती, इसलिए विशेष लौ डिटेक्टरों की ज़रूरत होती है। हाइड्रोजन के संपर्क में आने पर कुछ धातुएँ भंगुर हो जाती हैं।

इसलिए डिज़ाइनर हवा की आवाजाही, रिसाव का पता लगाने की व्यवस्था और सही सामग्री का इस्तेमाल करते हैं। DOE के अनुसार, टैंक में रिसाव के परीक्षण, गैराज में रिसाव जैसी स्थिति बनाकर किए गए परीक्षण और टैंक को गिराकर किए गए परीक्षण दिखाते हैं कि हाइड्रोजन का उत्पादन, भंडारण और वितरण सुरक्षित ढंग से किया जा सकता है।

टोयोटा अपने डिज़ाइन के बारे में बताती है। हाइड्रोजन सेंसर रिसाव या दुर्घटना का पता लगाते हैं। टैंक के वाल्व इस तरह बनाए गए हैं कि वे अपने आप बंद हो जाएँ। भारत के मिशन दस्तावेज़ के अनुसार, हाइड्रोजन से जुड़े नियमों और मानकों को अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुरूप बनाया जाएगा।

• अच्छे गुण: विषैली नहीं, हवा से हल्की, तेज़ी से फैलकर छितर जाती है।
• सावधानी ज़रूरी: आसानी से आग लगना, दिखाई न देने वाली लौ, धातुओं का भंगुर होना।
• सुरक्षा के उपाय: हवा की आवाजाही, रिसाव सेंसर, अपने आप बंद होने वाले वाल्व, प्रशिक्षण।

13. ईंधन भरने में कितना समय लगता है और आप कहाँ भरवा सकते हैं?

AFDC के अनुसार, खुदरा ईंधन पंप कार का टैंक भर सकते हैं 3 से 5 मिनट में। ईंधन सेल बसों में 5,000 psi के टैंक होते हैं और उन्हें भरने में 10 से 15 मिनट लगते हैं। टोयोटा की अमेरिकी विज्ञप्ति के अनुसार, इसमें लगभग पाँच मिनट लगते हैं। भारत के PIB के अनुसार, मिराई में ईंधन भरने में पाँच मिनट से कम समय लगता है।

जाँचे गए किसी भी स्रोत में 2 से 3 मिनट का आँकड़ा नहीं दिया गया है। लगभग 5 मिनट लिखें।

बहुत कम स्टेशन मौजूद हैं। AFDC के अनुसार, 2024 में कैलिफ़ोर्निया में आम लोगों के लिए 54 खुदरा हाइड्रोजन स्टेशन थे। इनसे लगभग 15,000 FCEV को ईंधन मिलता था।

भारत के स्टेशन प्रायोगिक केंद्र हैं। फ़रीदाबाद स्थित IndianOil के R&D परिसर का केंद्र 350 बार दबाव पर हरित हाइड्रोजन भरता है। लेह में NTPC के स्टेशन की क्षमता 80 kg प्रतिदिन है और वहाँ भी 350 बार दबाव पर हाइड्रोजन भरी जाती है।

भारत एक बड़े मिशन, कुछ पायलट योजनाओं और प्रोत्साहनों के जरिए हाइड्रोजन को बढ़ावा देता है। आंकड़े ठीक-ठीक याद रखें।

14. राष्ट्रीय हरित हाइड्रोजन मिशन (NGHM) क्या है?

PIB की 4 जनवरी 2023 की विज्ञप्ति बताती है कि केंद्रीय मंत्रिमंडल ने मिशन को मंजूरी दी। PIB के अनुसार शुरुआती बजट 19,744 करोड़ रुपयेहै। नवीन और नवीकरणीय ऊर्जा मंत्रालय (MNRE) इसका नेतृत्व करता है।

बजट चार हिस्सों में बांटा गया है। SIGHT को 17,490 करोड़ रुपयेमिलते हैं। पायलट परियोजनाओं को 1,466 करोड़ रुपये, अनुसंधान और विकास को 400 करोड़ रुपये और अन्य घटकों को 388 करोड़ रुपये मिलते हैं।

PIB ने 2030 तक इन संभावित परिणामों की सूची दी है।

• ग्रीन हाइड्रोजन की कम-से-कम 5 MMT प्रति वर्ष.
• लगभग 125 GW की संबद्ध नवीकरणीय ऊर्जा क्षमता।
• 8 लाख करोड़ रुपये से अधिक का निवेश।
• 6 लाख से अधिक नौकरियां।
• जीवाश्म ईंधन के आयात पर 1 लाख करोड़ रुपये से अधिक की बचत।
• हर साल लगभग 50 MMT उत्सर्जन में कमी।

MNRE के अनुसार, मिशन का उद्देश्य भारत को ग्रीन हाइड्रोजन के उत्पादन, उपयोग और निर्यात का वैश्विक केंद्र बनाना है। कैबिनेट सचिव की अध्यक्षता वाला अधिकार प्राप्त समूह इसे दिशा देता है। मिशन सचिवालय MNRE में स्थित है।

15. SIGHT क्या है?

SIGHT का पूरा नाम है हरित हाइड्रोजन की ओर बदलाव के लिए रणनीतिक पहल (Strategic Interventions for Green Hydrogen Transition)। PIB के अनुसार, इसमें प्रोत्साहन देने की दो व्यवस्थाएं हैं। एक भारत में इलेक्ट्रोलाइज़र बनाने के लिए सहायता देती है। दूसरी ग्रीन हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए सहायता देती है।

MNRE के पेज पर 2029-30 तक का बजट 17,490 करोड़ रुपये बताया गया है। उसी पेज पर पायलट परियोजनाओं के बजट भी दिए गए हैं। परिवहन की पायलट परियोजनाओं को 496 करोड़ रुपये 2025-26 तक मिलते हैं। कम कार्बन उत्सर्जन वाले इस्पात की पायलट परियोजनाओं को 2029-30 तक 455 करोड़ रुपये मिलते हैं। जहाजरानी की पायलट परियोजनाओं को 2025-26 तक 115 करोड़ रुपये मिलते हैं।

मिशन के पहले चरण में कम-से-कम दो ग्रीन हाइड्रोजन केंद्र बनाने की भी योजना है। इसमें SHIP नाम की एक अनुसंधान साझेदारी की योजना है, जिसका पूरा नाम रणनीतिक हाइड्रोजन नवाचार साझेदारी (Strategic Hydrogen Innovation Partnership) है।

16. मिशन हाइड्रोजन वाहनों की किन पायलट परियोजनाओं के लिए धन देता है?

MNRE ने 14 फरवरी 2024 को दिशानिर्देश जारी किए। ये परिवहन में ग्रीन हाइड्रोजन के उपयोग की पायलट परियोजनाओं से जुड़े हैं। यह योजना फ्यूल सेल और हाइड्रोजन इंजन से चलने वाली बसों, ट्रकों और चार पहिया वाहनों के लिए सहायता देती है। यह हाइड्रोजन भरने वाले स्टेशनों के लिए भी सहायता देती है। 2025-26 तक इसका बजट 496 करोड़ रुपये है। सड़क परिवहन और राजमार्ग मंत्रालय (MoRTH) इसे लागू करने में मदद करता है।

3 मार्च 2025 को PIB ने परियोजनाएं सौंपे जाने की जानकारी दी। MNRE ने पांच पायलट परियोजनाओं को मंजूरी दी। इनमें शामिल हैं 37 वाहन और 9 हाइड्रोजन भरने वाले स्टेशन.

• 15 वाहन फ्यूल सेल का उपयोग करते हैं।
• 22 वाहन हाइड्रोजन से चलने वाले आंतरिक दहन इंजन का उपयोग करते हैं।
• वाहन 10 मार्गों पर चलेंगे।
• सरकारी सहायता लगभग 208 करोड़ रुपये है।
• परियोजनाएं पाने वालों में टाटा मोटर्स (Tata Motors), रिलायंस (Reliance), NTPC, ANERT, अशोक लेलैंड (Ashok Leyland), HPCL, BPCL और IOCL शामिल हैं।

PIB के अनुसार, परियोजनाएं अगले 18 से 24 महीनों में चालू हो जानी चाहिए। 4 मार्च 2025 को टाटा मोटर्स (Tata Motors) ने 16 हाइड्रोजन वाहनों के साथ ट्रकों का परीक्षण शुरू किया। इनमें हाइड्रोजन इंजन और फ्यूल सेल का उपयोग होता है।

17. हाइड्रोजन हाईवे क्या हैं?

मिशन दस्तावेज़ में इस शब्द का इस्तेमाल किया गया है। इसके अनुसार, कुछ मार्गों को हाइड्रोजन हाईवे के रूप में चिह्नित किया जाएगा, क्योंकि हाइड्रोजन भारी वाहनों और लंबी दूरी तय करने वाले वाहनों के लिए उपयुक्त है। इन मार्गों पर हरित हाइड्रोजन के उत्पादन, वितरण और ईंधन भरने के केंद्र बनाए जाएंगे।

इसका उद्देश्य इन मार्गों पर हाइड्रोजन से चलने वाली अंतरराज्यीय बसों और व्यावसायिक वाहनों का संचालन संभव बनाना है। दस्तावेज़ के अनुसार, शुरुआती वर्षों में FCEVs की अधिक लागत के कारण होने वाली वित्तीय कमी को आर्थिक सहायता से पूरा किया जाएगा।

दस्तावेज़ में MoRTH को भी भूमिका दी गई है। MoRTH नियमों, मानकों और संहिताओं के ज़रिए परिवहन में हरित हाइड्रोजन के इस्तेमाल को बढ़ावा देगा। इसका ध्यान भारी व्यावसायिक वाहनों और लंबी दूरी के परिवहन पर होगा। यह परीक्षणों और पायलट परियोजनाओं में भी सहायता करेगा।

मिशन दस्तावेज़ में किसी खास राजमार्ग का नाम नहीं दिया गया है। 2025 के पायलट मार्गों के लिए मद 16 देखें।

18. PLI, FAME और वाहन नियम हाइड्रोजन के बारे में क्या कहते हैं?

वाहन उद्योग के लिए उत्पादन से जुड़ी प्रोत्साहन (PLI) योजना को 15 सितंबर 2021 को मंज़ूरी मिली थी। यह वित्त वर्ष 2022-23 से पांच वर्षों के लिए लागू है। इसके दो हिस्से हैं: चैंपियन OEM योजना और कंपोनेंट चैंपियन योजना।

चैंपियन OEM योजना सभी श्रेणियों के बैटरी से चलने वाले इलेक्ट्रिक वाहनों और हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों पर लागू होती है। कंपोनेंट योजना में बैटरी से चलने वाले इलेक्ट्रिक वाहनों और हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों के पुर्जों के लिए 5% अतिरिक्त प्रोत्साहन मिलता है।

FAME-II अलग योजना है। PIB के अनुसार, FAME-II 1 अप्रैल 2019 से शुरू हुई 10,000 करोड़ रुपये की योजना है। यह ई-बसों, ई-तिपहिया वाहनों, ई-चौपहिया वाहनों और ई-दोपहिया वाहनों के साथ चार्जिंग स्टेशनों को भी सहायता देती है। PIB के जिस पेज की जांच की गई, उसमें हाइड्रोजन का उल्लेख नहीं है।

नियमों के मामले में PIB ने तीन कदम बताए हैं।

• 2016: MoRTH ने BS VI वाहनों के लिए हाइड्रोजन को वाहन ईंधन के रूप में अधिसूचित किया।
• सितंबर 2020: MoRTH ने हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों के लिए सुरक्षा और वाहन प्रकार की मंज़ूरी के नियम इसमें तय किए: AIS-157.
• सितंबर 2020: CNG में 18% हाइड्रोजन के मिश्रण (HCNG) को वाहन ईंधन के रूप में अधिसूचित किया गया।

भारत में कम संख्या में ईंधन सेल कारों और बसों का परीक्षण हुआ है। अधिकतर परियोजनाएं परीक्षण के चरण में हैं; उनके वाहन बिक्री के लिए उपलब्ध नहीं हैं।

19. भारत में किन ईंधन सेल कारों और बसों के परीक्षण शुरू हुए?

तारीख 16 मार्च 2022को केंद्रीय मंत्री नितिन गडकरी (Nitin Gadkari) ने दिल्ली में टोयोटा मिराई (Toyota Mirai) लॉन्च की। PIB के अनुसार, टोयोटा किर्लोस्कर मोटर (Toyota Kirloskar Motor) और इंटरनेशनल सेंटर फॉर ऑटोमोटिव टेक्नोलॉजी (ICAT) एक पायलट परियोजना चला रहे थे। इसमें भारतीय सड़कों और भारत की जलवायु में मिराई का अध्ययन किया गया।

तारीख 11 दिसंबर 2025को MNRE ने एक नई पायलट परियोजना शुरू की। राष्ट्रीय सौर ऊर्जा संस्थान (NISE) को टोयोटा किर्लोस्कर मोटर (Toyota Kirloskar Motor) से एक मिराई मिली। PIB के अनुसार, NISE अगले 2 वर्षों तक इसका परीक्षण करेगा। इसमें गर्मी, धूल, यातायात और अलग-अलग तरह के भूभाग में इसका परीक्षण किया जाएगा।

तारीख 21 अगस्त 2022को डॉ. जितेंद्र सिंह (Dr Jitendra Singh) ने एक हाइड्रोजन ईंधन सेल बस लॉन्च की, जिसे PIB ने भारत की पहली पूरी तरह स्वदेशी रूप से विकसित हाइड्रोजन ईंधन सेल बस बताया। इसे पुणे में KPIT और CSIR ने विकसित किया था। PIB के अनुसार, इससे केवल पानी निकलता है।

2021 में PIB ने पहले किए गए प्रदर्शनों की भी जानकारी दी थी। इनमें टाटा मोटर्स (Tata Motors) की 6 ईंधन सेल बसें और CSIR प्रयोगशालाओं की एक ईंधन सेल कार शामिल थीं।

20. इंडियनऑयल-टाटा बसें और NTPC की लेह परियोजना क्या हैं?

टाटा मोटर्स (Tata Motors) ने 30 जून 2021 को घोषणा की कि उसे इंडियन ऑयल कॉर्पोरेशन लिमिटेड (IOCL) से 15 PEM ईंधन सेल बसों की निविदा मिली है। टाटा मोटर्स और IOCL को मिलकर दिल्ली-NCR में इनका परीक्षण और संचालन करना था। IOCL को हाइड्रोजन का उत्पादन और बसों में उसे भरने की व्यवस्था करनी थी।

25 सितंबर 2023 को हरदीप सिंह पुरी (Hardeep Singh Puri) ने कर्तव्य पथ पर पहली दो बसों को हरी झंडी दिखाई। PIB के अनुसार, इंडियनऑयल (IndianOil) की दिल्ली, हरियाणा और उत्तर प्रदेश के मार्गों पर 15 बसें चलाने की योजना है। इन बसों को मिलाकर कुल 3 लाख किमी की दूरी तय करनी है। फरीदाबाद स्थित इंडियनऑयल के R&D परिसर में 350 बार दबाव पर हाइड्रोजन भरी जाती है।

23 नवंबर 2024 को मनोहर लाल (Manohar Lal) ने लेह में NTPC की हरित हाइड्रोजन बसों को हरी झंडी दिखाई। PIB ने ये तथ्य दिए हैं।

• शहर के भीतर चलने वाली 5 हाइड्रोजन बसें।
• स्थल पर 1.7 MW का सौर संयंत्र।
• प्रतिदिन 80 kg क्षमता वाला ईंधन भरने का स्टेशन।
• 25 kg हाइड्रोजन की एक भराई में लगभग 300 km की दूरी।
• समुद्र तल से 3,650 m की ऊँचाई पर 350 bar दबाव से ईंधन भरा जाता है।

PIB इसे दुनिया में सबसे अधिक ऊँचाई पर स्थित हरित हाइड्रोजन परिवहन परियोजना.

FCEVs में अच्छी संभावनाएँ हैं, लेकिन ये अभी आम नहीं हैं। UPSC की पिछली तीन प्रारंभिक परीक्षाओं में इनके बारे में प्रश्न पूछे गए हैं।

21. FCEVs का विस्तार किन चुनौतियों के कारण धीमा है?

स्रोत चार समस्याओं की ओर इशारा करते हैं।

• लागत: भारत के मिशन दस्तावेज़ के अनुसार, FCEVs की शुरुआती वर्षों में पूँजीगत लागत अधिक होती है. इसीलिए मिशन परियोजनाओं को आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाने के लिए वित्तीय सहायता देता है।
• हाइड्रोजन का भंडारण: DOE के अनुसार, कम जगह में अधिक हाइड्रोजन का भंडारण करना परिवहन के लिए अब भी एक बड़ी चुनौती है। कारों के लिए बड़े और उच्च दबाव वाले टैंक चाहिए।
• ईंधन भरने के कम स्टेशन: AFDC के अनुसार, FCEVs और उनके ईंधन की आपूर्ति का बुनियादी ढाँचा अभी शुरुआती चरण में है। कैलिफ़ोर्निया (California) में 2024 में 54 सार्वजनिक स्टेशन थे।
• प्लैटिनम उत्प्रेरक: DOE के अनुसार, आम तौर पर कार्बन पर प्लैटिनम का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में होता है। जाँचे गए स्रोतों में प्लैटिनम की लागत का कोई आँकड़ा नहीं दिया गया है।

हाइड्रोजन का उत्पादन पाँचवाँ मुद्दा है। AFDC के अनुसार, विद्युत अपघटन में भाप सुधार प्रक्रिया (steam reforming) की तुलना में अधिक ऊर्जा लगती है। भारत के मिशन को उम्मीद है कि अगले कुछ वर्षों में हरित हाइड्रोजन लागत के मामले में ग्रे हाइड्रोजन से प्रतिस्पर्धा कर सकेगी। यह एक अपेक्षा है, तथ्य नहीं।

PIB भारत के पक्ष में एक दावा करता है। उसके अनुसार, ईंधन सेल की पूरी आपूर्ति शृंखला भारत में विकसित की जा सकती है। इसकी तुलना वह BEV बैटरियों से करता है, जिनके लिए आयातित लिथियम और कोबाल्ट चाहिए। इसे सरकार का दावा मानें।

22. UPSC प्रारंभिक परीक्षा के किन प्रश्नों में ईंधन सेल और हाइड्रोजन का उल्लेख था?

upsc.gov.in पर उपलब्ध 2024, 2025 और 2026 की आधिकारिक सामान्य अध्ययन प्रश्नपत्र I की पुस्तिकाएँ जाँची गईं। पृष्ठ स्कैन किए हुए हैं, इसलिए पाठ को मशीन से अक्षर पहचानकर पढ़ा गया। प्रश्न संख्याएँ जाँची गई पुस्तिका में छपी संख्याएँ हैं। अन्य पुस्तिका शृंखलाओं में इनकी संख्याएँ अलग हो सकती हैं। 2024 Q37, 2024 Q27 और 2025 Q41 के लिए UPSC की आधिकारिक उत्तर कुंजियों (शृंखला A) का उपयोग किया गया है। 2026 Q45 की उत्तर कुंजी अनंतिम है।

• CSP 2024, Q37. विकल्प थे हाइड्रोजन पेरॉक्साइड, हाइड्रोनियम, ऑक्सीजन और जलवाष्प। जलवाष्प का उत्तर DOE, AFDC और PIB की जानकारी से मेल खाता है। आधिकारिक उत्तर (d) है। प्रश्नपत्र में पूछा गया है: “हाइड्रोजन से चलने वाले ईंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहनों के निकास पाइप से निम्नलिखित में से किसका उत्सर्जन होता है?”
• CSP 2024, Q27: पूछा गया कि चार में से कितनी चीज़ें “वितरित ऊर्जा संसाधन” हैं। ये थीं बैटरी भंडारण, बायोमास जनरेटर, ईंधन सेल और छत पर लगी सौर इकाइयाँ। आधिकारिक उत्तर (d), सभी चार है।
• CSP 2025, Q41: पूछा गया कि तीन प्रकार के वाहनों में से कितने वैकल्पिक पावरट्रेन वाले वाहन हैं। ये प्रकार थे पूरी तरह बैटरी से चलने वाले इलेक्ट्रिक वाहन, हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन और ईंधन सेल-इलेक्ट्रिक हाइब्रिड वाहन। आधिकारिक उत्तर (c), सभी तीन है।
• CSP 2026, Q45: हरित हाइड्रोजन पर तीन कथन दिए गए थे। कथन 1 में कार्बन कैप्चर के साथ प्राकृतिक गैस की सुधार प्रक्रिया का वर्णन है। PIB की व्याख्या में इसे ब्लू हाइड्रोजन कहा गया है। कथन 2, PIB की हरित हाइड्रोजन की परिभाषा से मेल खाता है। कथन 3, PIB के 2023 के लगभग 50 MMT के आँकड़े से मेल खाता है। PIB के साक्ष्यों के आधार पर कथन 2 और 3 सही हैं। अनंतिम उत्तर (b), केवल 2 और 3 है।

23. FCEV और हाइड्रोजन से जुड़े कौन-से परीक्षा कथन गलत हैं?

इन भ्रामक कथनों से सावधान रहें।

• “FCEV से हाइड्रोजन पेरॉक्साइड, हाइड्रोनियम या ऑक्सीजन निकलती है।” गलत। निकास पाइप से जलवाष्प और गर्म हवा निकलती है।
• “FCEV बस बैटरी से चलने वाली कार है।” गलत। ईंधन सेल वह बिजली बनाता है जिससे कार चलती है। बैटरी इसमें मदद करती है।
• “छोटी बैटरी केवल कार चालू करने में मदद करती है।” अधूरा कथन। AFDC के अनुसार, यह ब्रेक लगाने से मिलने वाली ऊर्जा भी संचित करती है और जरूरत पड़ने पर थोड़े समय के लिए अतिरिक्त शक्ति देती है।
• “निकास पाइप से शून्य उत्सर्जन का मतलब है कि हाइड्रोजन स्वच्छ है।” हमेशा नहीं। ग्रे हाइड्रोजन जीवाश्म ईंधनों से बनती है। निकास पाइप से प्रदूषण नहीं निकलता, लेकिन ईंधन का उत्पादन प्रदूषणकारी हो सकता है।
• “हरित हाइड्रोजन प्राकृतिक गैस से कार्बन कैप्चर के साथ बनाई जाती है।” गलत। वह ब्लू हाइड्रोजन है। हरित हाइड्रोजन नवीकरणीय बिजली से पानी का विद्युत अपघटन करके बनती है।
• “हाइड्रोजन में पेट्रोल से कम ऊर्जा होती है।” आधा सच। प्रति किलोग्राम इसमें लगभग तीन गुना ऊर्जा होती है। प्रति लीटर इसमें बहुत कम ऊर्जा होती है।
• “भारत में आज 5 MMT हरित हाइड्रोजन है।” गलत। भारत हर साल लगभग 5 MMT ग्रे हाइड्रोजन का उपयोग करता है। मिशन का लक्ष्य 2030 तक हर साल कम-से-कम 5 MMT हरित हाइड्रोजन का उत्पादन करना है।
• “मिशन का कुल परिव्यय 17,490 करोड़ रुपये है।” यह केवल SIGHT के लिए है। कुल परिव्यय 19,744 करोड़ रुपये है।
• “FAME-II के तहत हाइड्रोजन कारों के लिए आर्थिक सहायता मिलती है।” जाँचे गए PIB पृष्ठ से इसकी पुष्टि नहीं होती। वाहन क्षेत्र की PLI योजना में हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहन शामिल हैं।