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स्थायी जीएस • विषय 1 • अध्ययनसार™

जैव-ईंधन की चार पीढ़ियाँ (1G–4G), राष्ट्रीय जैव-ईंधन नीति (2018 एवं 2022 संशोधन) और ईंधन रसायन विज्ञान

स्थायी सामान्य अध्ययन • 8 नवंबर 2026 • मूल सामग्री सुरक्षित और अध्ययन-उपयोगी व्याख्या

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महत्त्वपूर्ण तथ्य — एक नज़र में
  1. 1G बनाम 2G इथेनॉल: 1G = खाद्य/शर्करा/स्टार्च फसलें; 2G = अखाद्य लिग्नोसेल्यूलोसिक कृषि अवशेष (पराली/बांस)।
  2. 3G जैव-ईंधन: शैवाल (Microalgae) आधारित।
  3. PM JI-VAN योजना: 2G इथेनॉल परियोजनाओं के लिए वित्तीय सहायता (MoPNG)।
  4. NBCC के अध्यक्ष: केंद्रीय पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस मंत्री।
  5. इथेनॉल का ऑक्टेन नंबर (RON): ~108–113 (पेट्रोल में एंटी-नॉकिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है)।

1. जैव-ईंधन की चार पीढ़ियों (1G, 2G, 3G, 4G) का तुलनात्मक वर्गीकरण

पीढ़ी (Generation) प्रयुक्त कच्चा माल (Feedstock) प्रौद्योगिकी एवं मुख्य उत्पाद खाद्य सुरक्षा व पर्यावरणीय प्रभाव
प्रथम पीढ़ी (1G — Basic Biofuels) शर्करा और स्टार्च युक्त फसलें (गन्ने का रस, मोलासेस/शीरा, मक्का, चुकंदर, गेहूँ, क्षतिग्रस्त अनाज) और वनस्पति तेल। किण्वन (Fermentation) से बायो-इथेनॉल; ट्रांस-एस्टरीफिकेशन (Transesterification) से बायोडीजल। वाणिज्यिक रूप से परिपक्व, किंतु अधिक उपयोग से 'खाद्य बनाम ईंधन' (Food vs. Fuel) दुविधा और जल खपत का प्रश्न।
द्वितीय पीढ़ी (2G — Advanced Biofuels) अखाद्य लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास (कृषि अवशेष जैसे धान की पराली, गेहूँ का भूसा, गन्ने की खोई/Bagasse, बांस) और नगरपालिका ठोस अपशिष्ट (MSW)। एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस (Enzymatic Hydrolysis) या थर्मो-केमिकल गैसीकरण द्वारा सेल्यूलोज़ से 2G इथेनॉल (जैसे पानीपत 2G रिफाइनरी)। खाद्य श्रृंखला से कोई प्रतिस्पर्धा नहीं; पराली जलाने की समस्या का स्थायी समाधान।
तृतीय पीढ़ी (3G — Algal Biofuels) सूक्ष्म शैवाल (Microalgae) और सायनोबैक्टीरिया। उच्च लिपिड (तेल) सामग्री वाले शैवाल का संवर्धन कर बायो-क्रूड, बायोडीजल और जेट ईंधन बनाना। कृषि योग्य भूमि या मीठे पानी की आवश्यकता नहीं; प्रति एकड़ तेल उत्पादकता 1G फसलों से 10–30 गुना अधिक।
चतुर्थ पीढ़ी (4G — Carbon-Negative Biofuels) आनुवंशिक रूप से संपादित (Genetically Engineered) सूक्ष्मजीव/शैवाल + कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (CCS)। सिंथेटिक बायोलॉजी और इलेक्ट्रो-फ्यूल्स के माध्यम से वायुमंडलीय CO₂ का सीधा अवशोषण व ईंधन निर्माण। कार्बन-तटस्थ (Carbon-Neutral) से आगे बढ़कर कार्बन-ऋणात्मक (Carbon-Negative) उत्सर्जन।

2. राष्ट्रीय जैव-ईंधन नीति, 2018 (एवं जून 2022 संशोधन) के मूल प्रावधान

  • तीन श्रेणियों में वर्गीकरण: नीति में जैव-ईंधन को (1) आधारभूत जैव-ईंधन (Basic Biofuels — 1G Bioethanol & Biodiesel), (2) उन्नत जैव-ईंधन (Advanced Biofuels — 2G Ethanol, Drop-in fuels, Algae-based 3G biofuels, Bio-CNG), और (3) बायो-सीएनजी (Bio-CNG) में वर्गीकृत किया गया है ताकि प्रत्येक श्रेणी को लक्षित वित्तीय प्रोत्साहन (जैसे 2G के लिए प्रधानमंत्री जी-वन योजना — PM JI-VAN Yojana) दिया जा सके (Vajiram & Ravi)।
  • 2022 के प्रमुख संशोधन: (i) पेट्रोल में 20% इथेनॉल मिश्रण (E20) के लक्ष्य को 2030 से घटाकर इथेनॉल आपूर्ति वर्ष (ESY) 2025-26 किया गया; (ii) जैव-ईंधन उत्पादन के लिए अधिक फीडस्टॉक्स को अनुमति दी गई; (iii) विशेष आर्थिक क्षेत्रों (SEZs) और निर्यातोन्मुखी इकाइयों (EOUs) में स्थित इकाइयों से विशेष मामलों में जैव-ईंधन के निर्यात की अनुमति दी गई; और (iv) राष्ट्रीय जैव-ईंधन समन्वय समिति (NBCC — अध्यक्ष: पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस मंत्री) में नए सदस्यों को जोड़ने का अधिकार दिया गया।

3. ऑक्टेन संख्या (Octane Number) बनाम सीटेन संख्या (Cetane Number)

  • ऑक्टेन संख्या (Octane Number): यह पेट्रोल (Spark-Ignition Engine ईंधन) की प्रज्वलन गुणवत्ता और एंटी-नॉकिंग (Anti-Knocking — समय से पूर्व स्वतः विस्फोट को रोकने) क्षमता की माप है। आइसो-ऑक्टेन (Iso-octane) का मान 100 और एन-हेप्टेन (n-Heptane) का मान 0 माना जाता है। इथेनॉल का रिसर्च ऑक्टेन नंबर (RON ~108–113) शुद्ध पेट्रोल (~91) से अधिक होता है, इसलिए इथेनॉल को पर्यावरण-अनुकूल ऑक्टेन बूस्टर (Octane Booster) के रूप में टेट्राएथिल लेड (TEL — सीसा युक्त विषाक्त यौगिक) के स्थान पर उपयोग किया जाता है।
  • सीटेन संख्या (Cetane Number): यह डीजल (Compression-Ignition Engine ईंधन) के प्रज्वलन विलंब (Ignition Delay) और दहन गति की माप है।

प्रारंभिक परीक्षा — 2 वस्तुनिष्ठ अभ्यास प्रश्न

दो अभ्यास प्रश्न हैं, वास्तविक UPSC विगत-वर्ष प्रश्न नहीं। सही उत्तर हरा, गलत उत्तर लाल और विस्तृत व्याख्या तुरंत दिखेगी।

ईंधन रसायन और भारत की जैव-ईंधन नीति के संदर्भ में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. 'ऑक्टेन संख्या' (Octane Number) डीजल ईंधन की प्रज्वलन गति की माप है, जबकि 'सीटेन संख्या' (Cetane Number) पेट्रोल की एंटी-नॉकिंग क्षमता को दर्शाती है। 2. 'प्रधानमंत्री जी-वन (PM JI-VAN) योजना' का मुख्य उद्देश्य लिग्नोसेल्यूलोसिक बायोमास और कृषि अवशेषों पर आधारित द्वितीय पीढ़ी (2G) के इथेनॉल संयंत्रों को व्यवहार्यता अंतर वित्तपोषण (VGF) प्रदान करना है। उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?

द्वितीय पीढ़ी के इथेनॉल का सामान्य कच्चा माल क्या है?

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संदर्भ स्रोत: मूल भेजी गई स्थायी जीएस फाउंडेशन फ़ाइल; सामान्य अध्ययन संदर्भ