कभी तेल बिजलीघरों का मुख्य ईंधन हुआ करता था। 1973 में दुनिया की लगभग एक चौथाई बिजली तेल से बनती थी (IEA)। 2025 तक यह हिस्सा गिरकर लगभग 2.6% रह गया, करीब 840 TWh (Ember/OWID)। तेल अब उन्हीं कोनों में टिका है जहां उसके पुराने फ़ायदे अब भी काम आते हैं: ऊंचा ऊर्जा घनत्व, आसान भंडारण और ढुलाई, और ऐसे इंजन जो लगभग कहीं भी लगाए जा सकते हैं। मसलन द्वीपों के ग्रिड, दूर-दराज़ की खदानें और गांव, बैकअप बिजली, आपात पीकिंग, और तेल से भरपूर कुछ देश जो गर्मियों में कच्चा तेल और फ़र्नेस ऑयल जलाते हैं। लगभग हर दूसरी जगह बड़े पैमाने पर बिजली बनाने का सबसे महंगा तरीका तेल जलाना है।
यह कैसे काम करता है
तेल तीन मुख्य रास्तों से ग्रिड तक पहुंचता है।
रेसिप्रोकेटिंग इंजन (डीज़ल जेनसेट)। कंप्रेशन-इग्निशन इंजन एक अल्टरनेटर चलाता है। आकार 5 kW की पोर्टेबल यूनिट से लेकर 10–20 MW के मीडियम-स्पीड इंजनों से बने बिजलीघरों तक होता है, जो डीज़ल (गैसऑयल), हेवी फ़्यूल ऑयल या, बढ़ते पैमाने पर, प्राकृतिक गैस के साथ डुअल-फ़्यूल मिश्रण जलाते हैं। बड़े इंजन 42–48% बिजली दक्षता तक पहुंचते हैं। छोटे जेनसेट पूरे लोड पर 30–40% पर चलते हैं और आंशिक लोड पर इससे काफी बुरा।
तेल वाले स्टीम प्लांट। बॉयलर हेवी फ़्यूल ऑयल या कच्चा तेल जलाकर रैंकिन साइकिल के लिए भाप बनाता है, काफी हद तक कोयला प्लांट की तरह। इनमें से कई 1960 और 1970 के दशक की शुरुआत में बने, जब फ़र्नेस ऑयल सस्ता था। ये आम तौर पर 33–38% दक्षता पर चलते हैं। सऊदी अरब, कुवैत, इराक, ईरान और जापान में बड़े फ्लीट अब भी चालू हैं। कुछ, जैसे जापान में, मुख्य रूप से रिज़र्व में रखे जाते हैं।
तरल ईंधन पर कंबशन टरबाइन। गैस टरबाइन डीज़ल या हल्का कच्चा तेल जला सकती हैं, या तो मुख्य ईंधन के रूप में जहां गैस उपलब्ध नहीं, या बैकअप ईंधन के रूप में जब गैस सप्लाई रुक जाए। ओपन-साइकिल दक्षता लगभग 30–40% है, और तेल पर चलने वाले कंबाइंड-साइकिल प्लांट 50% के करीब पहुंच सकते हैं।
लागत और उत्सर्जन दोनों स्पेसिफ़िक फ़्यूल कंज़म्प्शन (SFC) से निकलते हैं:
CO₂ per kWh = SFC (L/kWh) × 2.68 kg CO₂/L (diesel)
SFC ≈ 3.6 MJ ÷ (η × 36 MJ/L) — e.g. η = 38% → 0.26 L/kWh
Example: 0.27 L/kWh × $1.00/L = $0.27/kWh fuel; 0.27 × 2.68 ≈ 0.72 kg CO₂/kWh
डीज़ल की लोअर हीटिंग वैल्यू लगभग 43 MJ/kg है, यानी लगभग 36 MJ प्रति लीटर। हेवी फ़्यूल ऑयल लगभग 40 MJ/kg का है और कच्चा तेल लगभग 42 MJ/kg का। फ़्यूल एनर्जी कंटेंट कैलकुलेटर तेल उत्पादों को लीटर, बैरल, टन और kWh के बीच बदलता है और गैस व कोयले से उनकी तुलना करता है।
मुख्य किस्में
| तकनीक | ईंधन | नेट दक्षता | सामान्य SFC | सीधा CO₂ | सामान्य उपयोग |
|---|---|---|---|---|---|
| छोटा डीज़ल जेनसेट (<500 kW) | डीज़ल | 30–40% (पूरा लोड) | 0.27–0.35 L/kWh | 0.75–0.95 kg/kWh | दूर-दराज़ की साइट, बैकअप, टेलीकॉम |
| मीडियम-स्पीड इंजन प्लांट | डीज़ल / HFO | 42–48% | ~190–210 g/kWh | 0.60–0.70 kg/kWh | द्वीपों और खदानों के ग्रिड |
| तेल वाला स्टीम बॉयलर | HFO / कच्चा तेल | 33–38% | ~240–270 g/kWh | 0.75–0.85 kg/kWh | मध्य पूर्व, पुराने फ्लीट |
| तेल वाला OCGT | डीज़ल / हल्का कच्चा तेल | 30–40% | ~230–290 g/kWh | 0.65–0.85 kg/kWh | पीकिंग, गैस का बैकअप |
| तेल वाला CCGT | डीज़ल / कच्चा तेल | 45–50% | ~180–200 g/kWh | 0.55–0.60 kg/kWh | जहां गैस उपलब्ध नहीं |
इन आंकड़ों के पीछे के उत्सर्जन कारक IPCC 2006 के डिफ़ॉल्ट मान हैं: गैसऑयल/डीज़ल के लिए लगभग 74.1 kg CO₂/GJ, रेज़िड्यूअल फ़्यूल ऑयल के लिए 77.4 और कच्चे तेल के लिए 73.3। इससे तेल प्राकृतिक गैस (लगभग 56) और कोयले (95–101) के बीच आता है।
हेवी फ़्यूल ऑयल
हेवी फ़्यूल ऑयल वह है जो रिफ़ाइनरी में सबसे नीचे बच जाता है। यह गाढ़ा होता है, इसे पंप और एटमाइज़ करने के लिए लगभग 100–150 °C तक गर्म करना पड़ता है, और यह प्रति GJ डिस्टिलेट से सस्ता है। इसमें आम तौर पर 1–3.5% सल्फ़र के साथ वैनेडियम, निकल और राख होती है। फ़्लू-गैस डीसल्फ़राइज़ेशन और कण नियंत्रण के बिना HFO प्लांट प्रति kWh सबसे ज़्यादा प्रदूषण फैलाने वाले जनरेटरों में हैं। जहाज़ी ईंधन पर 2020 की IMO सल्फ़र सीमा (0.5%) ने शिपिंग में ज़्यादा सल्फ़र वाले फ़्यूल ऑयल की मांग घटाई और उसका कुछ हिस्सा मध्य पूर्व और दक्षिण एशिया के बिजलीघरों की ओर धकेल दिया।
तेल से बिजली अब कहां बनती है
द्वीपों और अलग-थलग ग्रिड। जिन द्वीपों के पास गैस पाइपलाइन या पनबिजली नहीं, वे अक्सर लगभग पूरी तरह आयातित डीज़ल और फ़र्नेस ऑयल पर निर्भर रहते हैं। उदाहरणों में कैरिबियन का ज़्यादातर हिस्सा, प्रशांत के द्वीपीय देश, कैनरी और बेलिएरिक द्वीप (आंशिक रूप से), साइप्रस, और आर्कटिक, ऑस्ट्रेलिया व अलास्का के दूर-दराज़ समुदाय शामिल हैं। हवाई अब भी अपनी ज़्यादातर बिजली पेट्रोलियम से बनाता है (EIA), और इसी वजह से वहां बिजली की कीमतें अमेरिका के किसी भी राज्य से ऊंची हैं। वहां की बिजली कंपनियों के पास सोलर पावर, बैटरी स्टोरेज और पवन अपनाने की हर वजह है। सोलर की हर kWh $0.20–0.40 के ईंधन की जगह लेती है, इसलिए मामूली सोलर-प्लस-स्टोरेज सिस्टम भी जल्दी अपनी लागत निकाल लेता है। सोलर बैटरी कैलकुलेटर इस तरह के हाइब्रिड को मॉडल कर सकता है।
मध्य पूर्व। सऊदी अरब, इराक, कुवैत और ईरान बिजली के लिए कच्चा तेल, फ़र्नेस ऑयल और डीज़ल जलाते हैं, और एयर कंडीशनिंग की वजह से गर्मियों में मांग का बड़ा शिखर आता है। JODI के आंकड़े दिखाते हैं कि हाल के ज़्यादातर सालों में वसंत से लेकर जुलाई–अगस्त के शिखर तक सऊदी अरब में सीधे जलाया जाने वाला कच्चा तेल कई लाख बैरल प्रतिदिन बढ़ जाता है। देश में जलाया गया हर बैरल वह बैरल है जो विश्व कीमतों पर विदेश में नहीं बिका, और यह महंगा सौदा है। 2030 तक लगभग आधा-आधा उत्पादन गैस और नवीकरणीय स्रोतों पर ले जाने की सऊदी योजनाओं का बड़ा मकसद कच्चे तेल को निर्यात के लिए बचाना है।
पीकिंग और आपात बैकअप। अमेरिका के उत्तर-पूर्व, जापान और यूरोप के कुछ हिस्सों में तेल वाली टरबाइन और स्टीम यूनिट सिर्फ भीषण ठंड या सप्लाई संकट के दौरान चलती हैं। न्यू इंग्लैंड में सर्दियों की पीक मांग के समय, जब पाइपलाइन की गैस हीटिंग में चली जाती है, तेल थोड़े समय के लिए उत्पादन का बड़ा हिस्सा दे सकता है। 2011 के फ़ुकुशिमा हादसे के बाद जापान ने बंद रिएक्टरों की भरपाई के लिए तेल से बिजली उत्पादन तेज़ी से बढ़ाया, जिसकी भारी कीमत उसके व्यापार संतुलन ने चुकाई। अस्पताल, डेटा सेंटर और टेलीकॉम साइटें डीज़ल बैकअप जनरेटरों का विशाल फ्लीट रखती हैं, जो कभी-कभार ही चलता है।
कमज़ोर ग्रिड। नाइजीरिया, लेबनान, इराक, पाकिस्तान और दूसरी जगहों के कुछ हिस्सों में भरोसे लायक ग्रिड न होने से घरों और कारोबारों ने लाखों छोटे डीज़ल और पेट्रोल जनरेटर लगा लिए हैं। कुछ देशों में इनकी कुल क्षमता राष्ट्रीय ग्रिड के बराबर है, और इनका धुआं शहरों की पहले से खराब हवा को और बिगाड़ता है।
दक्षता और कैपेसिटी फैक्टर
तेल वाली ज़्यादातर क्षमता मुश्किल से चलती है। अमेरिका में पेट्रोलियम से चलने वाली स्टीम टरबाइन और कंबशन टरबाइन आम तौर पर कुछ प्रतिशत से लेकर लगभग 10% तक का क्षमता उपयोग कारक (कैपेसिटी फैक्टर) दर्ज करती हैं (EIA)। मालिक इन्हें ऊर्जा के लिए नहीं, भरोसेमंद आपूर्ति के लिए रखते हैं। द्वीपों के इंजन प्लांट अपवाद हैं, जो चौबीसों घंटे चलते हैं, अक्सर 40–70% उपयोग पर। कम लोड पर छोटे जेनसेट अपनी काफी दक्षता खो देते हैं, और हाइब्रिड सिस्टम में, जहां दोपहर की मांग सोलर पूरी करता है, यह आम स्थिति है। 25% लोड पर प्रति kWh ईंधन की खपत पूरे लोड से 30–60% ज़्यादा हो सकती है। कैपेसिटी फैक्टर कैलकुलेटर दिखाता है कि पीकिंग प्लांट कितने कम फुल-लोड घंटे जमा करते हैं।
लागत
मुख्यधारा के LCOE अध्ययन (Lazard, IEA/NEA, NREL ATB) अब आम तौर पर तेल वाले नए यूटिलिटी प्लांट को मॉडल नहीं करते, क्योंकि लगभग कोई इन्हें बनाता ही नहीं। लागत ईंधन तय करता है:
- $80/bbl के कच्चे तेल पर सिर्फ ईंधन की कीमत लगभग $13–14/GJ है। 35% दक्षता वाले स्टीम प्लांट में यह लगभग $135–145/MWh सिर्फ ईंधन का बनता है।
- 0.27 L/kWh इस्तेमाल करने वाले जेनसेट में $0.80–1.30 प्रति लीटर पर पहुंचाया गया डीज़ल $0.22–0.35/kWh का ईंधन खर्च बनाता है। दूर-दराज़ के द्वीप और खदानें इसमें जहाज़ी ढुलाई, भंडारण और हैंडलिंग का खर्च जोड़ते हैं।
- IRENA और World Bank के द्वीप अध्ययन नियमित रूप से $0.25–0.50/kWh या उससे ज़्यादा की डीज़ल उत्पादन लागत बताते हैं, जबकि यूटिलिटी-स्केल सोलर का LCOE अब अक्सर $0.05/kWh से कम है।
पूंजी सस्ती है, इंजन प्लांट के लिए लगभग $500–1,000/kW, इसलिए जो क्षमता साल में सिर्फ कुछ घंटे चलती है, उसके लिए तेल जेनसेट अब भी सबसे सस्ता विकल्प हैं। ऊंची ईंधन लागत और कम पूंजी वाले प्लांट की सोलर या पवन से तुलना LCOE कैलकुलेटर में करें।
तेल का हिस्सा क्यों ढह गया
1973–74 और 1979–80 के तेल संकटों ने एक दशक के अंदर कच्चे तेल की कीमत लगभग दस गुना कर दी। OECD सरकारों ने नीतियों से जवाब दिया। 1974 में बनी IEA ने ईंधन विविधीकरण पर ज़ोर दिया। अमेरिका के 1978 के Powerplant and Industrial Fuel Use Act ने नए बिजलीघरों में तेल और गैस के इस्तेमाल पर रोक लगाई, और फ्रांस, जापान व दूसरे देशों ने बड़े परमाणु कार्यक्रम शुरू किए। बिजली कंपनियां कोयले, परमाणु और बाद में प्राकृतिक गैस की ओर चली गईं। परिवहन और पेट्रोकेमिकल्स में तेल ज़्यादा कीमती था, जहां उसकी जगह लेना मुश्किल था, इसलिए सबसे पहले बिजली उत्पादन से उसकी छुट्टी हुई।
ज़मीन, पानी और सामग्री
तेल वाले प्लांट कम जगह लेते हैं। इंजन प्लांट को कूलिंग के लिए कम पानी चाहिए, अक्सर ये रेडिएटर इस्तेमाल करते हैं। स्टीम प्लांट को प्रति MWh लगभग कोयले जितना पानी चाहिए। बड़ा असर ऊपर की कड़ी में है: तेल निकालना, रिफ़ाइनिंग, टैंकर से ढुलाई और तेल फैलने का जोखिम। दूर-दराज़ की जगहों तक लंबी ईंधन सप्लाई चेन पैसा भी खाती है और जोखिम भी बढ़ाती है: तूफ़ान से टैंकर देर से पहुंचें तो द्वीपों में ईंधन कम पड़ सकता है।
जीवनचक्र CO2 उत्सर्जन
IPCC AR5 WGIII Annex III तेल के लिए अलग श्रेणी नहीं देता। IPCC SRREN (2011) की साहित्य समीक्षा तेल से बिजली का जीवनचक्र उत्सर्जन लगभग 510–1,170 gCO2e/kWh बताती है, जिसका मीडियन लगभग 840 है। यह कोयले के करीब और गैस कंबाइंड साइकिल (मीडियन लगभग 490 g) से काफी ऊपर है। निकासी, फ़्लेयरिंग और रिफ़ाइनिंग का अपस्ट्रीम उत्सर्जन दहन उत्सर्जन में शायद 10–25% और जोड़ता है, और भारी या फ़्लेयर किए जाने वाले कच्चे तेल में इससे ज़्यादा।
सुरक्षा और स्वास्थ्य पर असर
तेल जलाने से, खासकर ज़्यादा सल्फ़र वाले HFO और कच्चे तेल से, SO₂, NOx, कण और भारी धातुएं निकलती हैं। Markandya & Wilkinson (Lancet, 2007) पर आधारित Our World in Data का विश्लेषण तेल को प्रति TWh लगभग 18.4 मौतों पर रखता है, यानी सिर्फ कोयले (24.6) से पीछे और गैस (2.8) व परमाणु, पवन या सोलर (लगभग 0.03–0.04) से कहीं ऊपर। घनी आबादी वाले शहरों में बिना फ़िल्टर के छोटे जेनसेट लोगों को डीज़ल के धुएं के भारी संपर्क में लाते हैं, जिसे WHO ग्रुप 1 कार्सिनोजेन मानता है।
आगे की तस्वीर
बिजली में तेल का हिस्सा गिरता ही रहेगा। द्वीपों की बिजली कंपनियां सोलर-प्लस-स्टोरेज हाइब्रिड लगा रही हैं, जो डीज़ल का इस्तेमाल 50–90% घटा देते हैं। खाड़ी देश गैस, सोलर और परमाणु की बड़ी क्षमता बना रहे हैं, जैसे UAE का Barakah प्लांट। कमज़ोर ग्रिड वाले देशों में, पाकिस्तान से लेकर सब-सहारा अफ़्रीका तक, रूफ़टॉप और मिनी-ग्रिड सोलर तेज़ी से बढ़ रहे हैं। तेल शायद सबसे लंबे समय तक आपात बैकअप और सबसे दूर-दराज़ की जगहों पर टिका रहेगा, और समय के साथ शायद वहां से भी ग्रीन हाइड्रोजन से बने ईंधन या रिन्यूएबल डीज़ल उसकी जगह ले लेंगे। विश्व ऊर्जा मैप दिखाता है कि कौन-से देश अब भी बिजली के लिए तेल पर निर्भर हैं, और टेक्नोलॉजी तुलना इसकी लागत और उत्सर्जन को विकल्पों के साथ रखती है।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
दुनिया की कितनी बिजली तेल से आती है?
डीज़ल जनरेटर कितना कुशल होता है?
तेल से बनी बिजली इतनी महंगी क्यों है?
सऊदी अरब बिजली के लिए कच्चा तेल क्यों जलाता है?
तेल से बिजली बनाने में कितना CO2 निकलता है?
हेवी फ़्यूल ऑयल क्या है?
स्रोत और संदर्भ
- IEA — Key World Energy Statistics (स्रोत के हिसाब से बिजली उत्पादन, 1973 बनाम ताज़ा)
- JODI — Joint Organisations Data Initiative, Oil World Database
- IPCC (2011) SRREN — Annex II: Methodology (बिजली उत्पादन का जीवनचक्र GHG)
- IPCC (2006) Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Vol. 2 Energy, Ch. 2 (उत्सर्जन कारक)
- Our World in Data — What are the safest and cleanest sources of energy?
- EIA — Hawaii State Energy Profile
- Ember और Energy Institute: बिजली डेटा Our World in Data के ज़रिए (इस पेज के चार्ट और तालिकाएँ)