ऊर्जेची गणिते २: पहिला सोप्पा टेरावॉट

अठराव्या शतकात कधीतरी औद्य़ोगिक क्रांती झाली आणि तेव्हापासून जग काही पूर्वीसारखं राहिलेलं नाही. माणसाने भरमसाठ जंगलतोड, वारेमाप ऊर्जावापर, बेसुमार प्रदूषण करून रम्य निसर्गाचे राडे करून ठेवलेले आहेत. त्यात गेल्या शतकात मोठ्या प्रमाणावर शहरीकरण, रासायनिक उत्पादन, कृत्रिम पदार्थ यामुळे निसर्गाशी नातं तुटलेलं आहे. आणि आता तर ग्लोबल वॉर्मिंगच्या वाढत्या समस्येमुळे पृथ्वीचं अस्तित्वच त्याने धोक्यात आणलं आहे. हे झालं पर्यावरणवाद्यांनी रंगवलेलं मानवजातीचं चित्र. अर्थातच अतिरंजित आहे, पण त्यात तथ्यही नाही असं नाही. यावर उपाय काय? तर एक उपाय असा सांगितला जातो की ऊर्जेचा वापर करून आपण जो कार्बन डाय ऑक्साइड (याला सुटसुटीतपणे कार्बन म्हणण्याची आजकाल प्रथा आहे, ती मी पाळेन - न चा पाय मोडून.) निर्माण करतो, त्यामुळे हे सर्व होतं. तेव्हा काहीही करून कार्बन् कमी केला पाहिजे. त्यासाठी ऊर्जावापर कमी केला पाहिजे. शहरीकरणात रम्य बालपण हरवलेल्या, कॉंक्रीटच्या जंगलात घुसमटणाऱ्या व आपण आपली मुळं विसरलो अशी अपराधी भावना असणाऱ्या आपल्या मनाला हे चटकन पटतं, आकर्षक वाटतं. पण हे खरं उत्तर आहे का? त्यासाठी आपल्याला काही गणितं करून अधिक चांगलं उत्तर सापडतंय का हे पाहावं लागेल. सुरूवातीला काही आकडेवारी. या पृथ्वीवर सुमारे ६.७ अब्ज लोक राहातात. ते सगळे मिळून सुमारे वीस टेरावॉट ऊर्जा सतत वापरत असतात. सोप्या भाषेत सांगायचं झालं तर दरडोई हजार वॉट (एक किलोवॉट) पॉवरचे तीन दिवे दिवसरात्र सतत ढाणढाण जाळत असण्याइतकी ऊर्जा वापरतात. त्यात अर्थातच विद्युत ऊर्जेचा भाग किती आहे हा प्रश्न उत्तर द्यायला कठीण आहे. कारण मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा वापर हा वाहतूक व उत्पादनासाठी होतो. हिशोबाच्या सोयीसाठी एक तृतियांश ऊर्जा ही विद्युत स्वरूपात किंवा विद्युत ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी खर्च होते असं धरूया. जर थोडे वेगळे आकडे असले तर या गणिताच्या आकडेस्वरूपातल्या उत्तरात फरक पडेल, पण संकल्पनेत फारसा फरक पडणार नाही असं वाटतं. जर कोणी अधिक अचूक आकडेवारी दिली तर मी ती गणितात व उत्तरात समाविष्ट करेन. नाहीतर येणाऱ्या उत्तराची एरर मार्जिन जास्त गृहित धरून आपण निष्कर्ष काढू. विद्युत ऊर्जेचा वापर आपण दरडोई सरासरी (सुमारे) एक किलोवॉट इतका करतो. म्हणजे दरडोई दर ताशी एक युनिट. आता तुम्ही म्हणाल की आमचं बिल तर तेवढं येत नाही. त्याचं मुख्य कारण म्हणजे, विद्युत ऊर्जा निर्मितीसाठी लागणारी ही संपूर्ण ऊर्जा आहे. त्यात ही सगळ्या जगाची सरासरी आहे, व इतर प्रगत देश भारताच्या कितीतरी पट अधिक वीज करतात. शिवाय काही भाग अप्रत्यक्षपणे उत्पादनासाठी वापरलेल्या विद्युत ऊर्जेत सामावलेला आहे. प्रश्न असा आहे की ग्लोबल वॉर्मिंग थांबवण्यासाठी ही ऊर्जा वाचवणं हा प्रभावी उपाय आहे का? वर्षात ३६५ * २४ = ८७६० तास असतात. जगातल्या सर्वांनी तासभर ऊर्जा वापरली नाही, तरी दशसहस्रांशापेक्षा फार जास्त फरक पडणार नाही. त्यात पुन्हा उत्पादनाची ऊर्जा त्यात नाहीच - त्यामुळे तो परिणाम त्याहूनही कमी. आणि हे फक्त विजेचं - तेल, पेट्रोल वाचवण्यासाठी तुम्हाला प्रवासही कमी करावा लागणार. म्हणजे एक तास वीज वाचवली तर २० टेरावॉट सतत वापरल्याऐवजी १९.९९९५ टेरावॉट सतत वापरल्याप्रमाणे आहे... हेही सर्वांनी केलं तरच. असल्या दशसहस्रांश वा लक्षांश टेरावॉटच्या मागे लागण्याऐवजी एक आख्खा टेरावॉट जर वाचवता आला तर? आणि तेही फारसे कष्ट न घेता? तसा उपाय आहे. तो सर्वांना माहीतही आहे, पण आपल्याला त्याचं गणित माहीत नसल्याने तो किती प्रभावी आहे याची आपल्याला कल्पना येत नाही. सर्वांनी झाडं लावावीत. पण किती? एक झाड लावल्याने किती फरक पडू शकतो? याचं उत्तर आहे की सौ सोनार की, एक लुहार की या म्हणीत! मनुष्य सोनाराच्या दोन वर्षाच्या मुलाच्या खेळण्यातल्या हातोडीप्रमाणे २० टेरावॉटचे टक टक करत असतो. तर त्याच वेळी सूर्य आपल्या प्रचंड घणाने १,७४,००० टेरावॉटचे घाव घालत राहातो. ग्लोबल वॉर्मिंग होतं ते मुख्यत्वे सूर्यामुळे असं म्हटलं तर त्यात काही गैर नसावं. सौर ऊर्जा म्हटली की आपल्याला महाग सोलर पॅनेल वगैरे डोळ्यासमोर येतात. पण सूर्यप्रकाश शोषून घेऊन ती ऊर्जा साठवून ठेवणारी अत्यंत स्वस्त 'यंत्रं' आपल्याकडे पूर्वीपासूनच आहेत. आसपास असलेल्या झाडांमध्ये शेकडो टेरावॉट शोषले जात असतात. त्यातले अजून काही शोषले गेले तर त्याचा दुप्पट ते तिप्पट फायदा होईल. एक म्हणजे, उष्णता रासायनिक ऊर्जेत शोषली गेल्याने पृथ्वी तापणं कमी होईल. दुसरं म्हणजे घरं गार करण्यासाठी जी त्याहून अधिक ऊर्जा लागते ती वापरणं कमी होईल. तिसरं म्हणजे झाडं कार्बन् शोषून घेतील, त्यामुळे भविष्यातलं ग्लोबल वॉर्मिंग कमी होईल. तर प्रश्न असा आहे की एक टेरावॉट वीज वाचवण्याचा परिणाम साधण्यासाठी प्रत्येकी किती किंवा (किती शे) झाडं लावावी लागतील? सुर्याची पृथ्वीवर पडणाऱ्या ऊर्जेचा आपण साधारण अंदाज करू. सूर्य भर माथ्यावर असताना ती प्रत्येक स्क्वेअर मीटरला सुमारे १४०० वॉट असते. पण अर्थातच चोवीस तास ती कायम नसते, त्यामुळे बारा तास सूर्यप्रकाश गृहित धरला तर त्याचं उत्तर सुमारे साडेतीनशे वॉट इतकी येईल. पावसाळ्यात ती कमी असते वगैरे गोष्टी गृहीत धरल्या तरी ते उत्तर साधारण २५० वॉट इतकं येतं. तुम्ही जर १ स्क्वेअर मीटर इतका सूर्यप्रकाश शोषून घेतला तर तुमचा किमान २५० वॉटचा फायदा होतो. पण तो तिथेच थांबत नाही. जर ती उष्णता घरात येण्यापासून वाचवलीत तर तुम्हाला घर थंड करण्यासाठी एसी, पंखा यासाठी तितकीच कमी ऊर्जा वापरावी लागेल. घर जर थंड राहिलं, तर तुमचा सगळ्यात मोठा ऊर्जेचा वापर करणारा फ्रिज अधिक कार्यक्षमपणे चालतो. त्यामुळे तेवढी विद्युत निर्मितीसाठी कोळसा व तेल जाळणं वाचेल. १ युनिट वीज निर्माण करण्यासाठी या प्रक्रियेतली इनएफिशियन्सी, ट्रान्समिशन लॉसेस वगैरे लक्षात घेतले तर सुमारे ५ युनिटचा कोळसा किंवा तेल लागतं. याचा अर्थ २५० वॉटमुळे तुम्ही सुमारे १२५० वॉटइतकी अधिक शक्ती वाचवाल. म्हणजे होणारा परिणाम हा जवळपास सव्वा किलोवॉटइतकी ऊर्जा न जाळण्याने होईल इतका असेल. आणि हे तासाभरापुरतं नाही, तर जोपर्यंत तुम्ही ती झाडं जगवाल तोपर्यंत दर तासाला १.२५ युनिट इतकी बचत होईल. आधी सांगितलेल्या गणिताप्रमाणे, जर जगातल्या प्रत्येकाने दरडोई १ स्क्वेअर मीटर इतकी ऊर्जा शोषून घेतली व तीमुळे वीज वाचली तर सुमारे नऊ टेरावॉट इतकी ऊर्जा वाचेल. प्रथमदर्शनी या गणितात घोळ वाटतो. पुन्हा पुन्हा वाचून बघितलं तरी नक्की काय यावर बोट ठेवता येत नाही. थंड करण्याची ऊर्जा वाचवून आपण वापरतो तितकी सगळीच ऊर्जा कशी वाचेल? पण चूक तर काही काढता येत नाही. घासकडव्यांनी काही तरी गंडवण्याचा प्रयत्न केलेला आहे असं वाटतं. उत्तम. हे गणित थोडं गंडलेलं आहे, त्याचं खरं उत्तर मी तुम्हाला सांगेन. फक्त त्यापूर्वी एवढंच म्हणेन की हाच सुधृढ शंकाखोरपणा पर्यावरणवादी जेव्हा काहीतरी गणित करून सांगतील तेव्हाही ठेवा. दुर्दैवाने आपल्याला गाळीव आकडेच मिळतात, ते आकडे जितक्या काटेकोरपणे तपासले जावेत तितके जात नाहीत. ते खोटे नसतात, पण त्यातली गृहितकं फाईन प्रिंटमध्ये राहातात. पुढच्या काही लेखात पर्यावरणवाद्यांच्या असल्या गंडलेल्या गृहितकांच्या गणितांवर प्रकाश टाकता येईल का बघीन. यात गंडलेला भाग आहे तो तुम्ही २५० वॉटची उष्णता कमी केलीत तर तितकीच वीज थंड करण्यासाठी वाचेल या गृहितकात. घर थंड करण्यासाठी लागणारी ऊर्जा ही तितकीशी वाचत नाही - कारण ती विशिष्ट महिन्यांतच व विशिष्ट प्रदेशातच लागू असते. म्हणजे या आकड्याला सरळसरळ दहा पटीने भागावं लागतं. तरी सुमारे एक टेरावॉट उरतोच. तो खोटा नाही. या गणितातल्या त्रुटी दाखवून कोणी हा १ टेरावॉट नसून ०.१ टेरावॉट आहे असं सिद्ध करून दाखवलं तरी ०.१ टेरावॉट म्हणजे १०० गिगावॉट हे लक्षात घ्या. पन्नास कोयना प्रकल्प. कायमचे बंद. १ टेरावॉट आकडा जर बरोबर असेल तर सुमारे पाचशे कोयना प्रकल्प. कायमचे बंद. आता तुम्ही म्हणाल की आम्ही शहरवासीय, आम्ही कुठून इतकी झाडं लावणार. तर ते तितकं बरोबर नाही. आपल्या प्रत्येक घरांना खिडक्या असतात, भिंती असतात. पुण्यात तर सर्व खिडक्यांना, ग्यालऱ्यांना ग्रिल लावण्याची सर्रास पद्धत आहे. या सर्व ठिकाणी आपल्याला मनीप्लॅंट वगैरेसारख्या वेली चढवून देता येतात. (कुठचे वेल चढवायचे याबाबत मला फारशी माहिती नाही. पण ती माहिती शोधण्यासारखी आहे) एक स्क्वेअर मीटर खऱ्या अर्थाने करण्यासाठी उभे सुमारे अडीच ते तीन स्क्वेअर मीटर करावे लागतात. (पूर्वाभिमुखी खिडक्यांना निम्माच वेळ पूर्ण सूर्यप्रकाश मिळतो, त्यात उभ्याचा फ्याक्टर वगैरे धरून...) पण जर सर्व खिडक्यांवर वेल चढवले तर पाच ते दहा स्क्वेअर मीटर अगदी अशक्य नाही. हा उपाय घरी करता येईल त्याहीपेक्षा अधिक परिणामकारकपणे वेगवेगळ्या ऑफिस बिल्डिंगींमध्ये करता येईल. अनेक कंपन्यांमध्ये दिवसभर एसी असतो. तसंच सद्यस्थितीत अनेक कंपन्याना आपली हिरवी प्रतिमाही सादर करण्याची इच्छा आहे. संपूर्ण बिल्डिंगसाठी लागणारा एसीचा खर्च व ऊर्जा यामुळे कितीतरी प्रमाणात कमी करता येईल. तुमच्या कंपनीत चौकशी करून बघा. तुमच्या बिल्डिंगला जर गच्ची असेल तर तिला वेलींचा मांडव घालून घेता येईल का याचा विचार करा, विशेषत: तुम्ही जर सर्वात वरच्या मजल्यावर राहात असाल तर. वेली, झाडं लावण्याने नुसताच एक टेरावॉट वाचेल असं नाही, हिरवाईने वेढलेलं घर असण्यातनं जी प्रसन्नता मिळते तिची किंमत कुठच्याच एककात करता येत नाही हेही आहेच. इतकंच नाही तर ते एक प्रतीकदेखील आहे. दिवाळीत आपण पेटवलेल्या ज्योतीप्रमाणे ती हिरवी ज्योत सतत पेटती राहाते. आपल्या मुलांना, मित्रांना, नातेवाईकांना त्याविषयी सांगता येतं. यातूनच सकारात्मक लोकशिक्षण होतं. आपल्या घरी आलेल्यांना उत्साहाने सांगता येतं - एक स्क्वेअर मीटरची पानं फुलवा. तो एक सकारात्मक कार्यक्रम होतो. आणि ज्योतीने ज्योत पेटवता येते. प्रतीकं ही त्या प्रश्नाचा अर्क असणारी, कायम फुलणारी, काहीतरी हाताला लागणारी, डोळ्याला दिसणारी असावीत असं मला वाटतं. गांधींनी असहकार चळवळ पुकारली. ही मूलत: नकारात्मक चळवळ होती. पण त्यांनी त्या चळवळीचं प्रतीक निवडलं ते म्हणजे मीठ. त्यांनी लोकांना मीठ खाऊ नका असं सांगितलं नाही (तसं सांगणं खरं तर गांधींच्या अतिरेकी कठोर आत्मनकारी मनोवृत्तीला अधिक भावलं असतं तरीही...). ते शेकडो किलोमीटर चालत गेले, आणि समुद्रावर जाऊन त्यांनी मीठ बनवलं. एक दिवस मीठ न खाऊन जितकं लोकशिक्षण झालं असतं त्यापेक्षा कितीतरी अधिक पट शिक्षण लाखो लोकांनी एकाच वेळी मीठ बनवण्याने झालं. पहिल्या परिच्छेदात पर्यावरणवाद्यांनी रंगवलेलं मानवाचं 'आपल्या स्वार्थापायी पृथ्वीची वाट लावणारा' असं विकृत चित्र बघितलं. पण त्याचबरोबर एवढं लक्षात घेतलं पाहिजे की गेली साडेचार अब्ज वर्षांच्या पृथ्वीच्या आयुष्यात तिची काळजी घेणारं कोणीच नव्हतं. मनुष्य आत्ता आत्ता तिची काळजी घेण्याचा विचार देखील करू लागला आहे. ही खूप दिलासा देणारी गोष्ट आहे. पण अजून मनुष्याची शक्ती - साधक व बाधक दोन्ही, मर्यादितच आहे. जेव्हा मनुष्यजात आपल्या सर्व जीवघेण्या प्रश्नातून मुक्त होईल तेव्हा पर्यावरणाचा नक्कीच विचार करेल. दहा अब्ज सक्षम, सुशिक्षित, समृद्ध लोक काय करू शकत नाहीत? आपल्या मध्यमवर्गीय घरात वेल लावणं आपल्याला काहीच वाटत नाही. ते प्रत्येक घरटी करणं शक्य आहे. पण हा प्रश्न एकदाचा कायमचा धसाला लावण्यासाठी गरज आहे ती म्हणजे सहारा, गोबी, थर वाळवंटात नवीन वृक्षराजी लावून त्यांचं नंदनवन करण्याचा. तसं झालं तर वर्षाला हजारो टेरावॉटचा कार्बन् शोषला जाईल. ते अशक्य नाही. त्यासाठी पैसा पाहिजे, शक्ती पाहिजे, ऊर्जा पाहिजे. पण जोपर्यंत आपल्याच घरात रोगराई, निरक्षरता, बालमृत्यू, अन्याय, गरीबी, भ्रष्टाचार, सामाजिक शोषण, बालकांवर होणारे अत्याचार थांबत नाहीत, तोपर्यंत हा पैसा व शक्ती झाडं लावण्यात खर्च करता येणार नाही हे वास्तव आहे. पर्यावरणाचा प्रश्न सोडवण्यासाठी आधी हे प्रश्न सोडवावे लागतील. अगदी पूर्णपणे नाही, पण निदान अमेरिकेत आत्ता ज्या पातळीपर्यंत सोडवले गेले आहेत तिथपर्यंत तरी. त्यासाठी या बाबतीत मागे असलेल्या भारत, चीन, आफ्रिकन राष्ट्रांनी तरी आधुनिकीकरण करून अधिकाधिक शिक्षण, आरोग्य व समृद्धी यावर भर दिला पाहिजे. जेव्हा सर्व जग आत्ताच्या अमेरिकेइतकं समृद्ध होईल तेव्हा पर्यावरणाचा प्रश्न हातात घेता येईल. हा दिवस दूर नाही. गेल्या तीस वर्षातला विकासाचा दर बघितला तर जगाची नव्वद टक्के लोकसंख्या त्या पातळीवर जायला अजून फारतर ५०-७५ वर्षं लागतील. तोवर आपल्याला जमेल तितकं व्यक्तिगत पातळीवर करत राहाणं व ही हिरवी ज्योत जिवंत ठेवणं हेच आपल्या हाती आहे.