21 May 2025: UPSC Mains Daily Answer Writing

Que: What is Carbon Capture Usage and Storage (CCUS) technology and its various stages? Evaluate its feasibility in helping India achieve its net-zero emissions goal.
(GS 3, 15 Marks, 250 Words)

प्रश्न. कार्बन कैप्चर यूसेज एंड स्टोरेज (CCUS) तकनीक क्या है और इसके विभिन्न चरण क्या हैं? भारत को अपना नेट-जीरो उत्सर्जन लक्ष्य प्राप्त करने में मदद करने में इसकी व्यवहार्यता का मूल्यांकन करें।
(जीएस 3, 15 अंक, 250 शब्द)

Approach:

• Introduction: Describe Carbon Capture Usage and Storage (CCUS) technology

• Body: Stages of CCUS; Potential/opportunities of CCUS in India; Challenges

• Conclusion: Way Forward

Introduction:

As India remains committed to achieving net-zero emissions by 2070, technologies like Carbon Capture Usage and Storage (CCUS) are emerging as key components of its strategy for decarbonisation and green transition.

CCUS refers to an array of technologies designed to capture carbon dioxide (CO₂) emissions from large point sources such as thermal plants, oil refineries, and the steel and cement industries. The captured CO₂ is either transferred into the earth or reused for industrial applications in various forms.

The key objective of CCUS is to prevent CO₂ from being released into the atmosphere. In doing so, it interrupts the cycle of carbon that contributes to the greenhouse effect and global warming.

Three stages of CCUS technology:

• First stage: The first stage involves the capture of carbon.

• Second stage: The second stage involves the utilisation of captured carbon.

• Third stage: The third stage entails storing the CO₂ in saline aquifers, depleted oil and gas fields, and other similar geological formations.

Opportunities of CCUS in India:

• Decarbonisation of the industrial sector: CCUS has tremendous potential for reducing emissions in hard-to-abate sectors such as coal, steel, cement, oil refineries, which form the backbone of Indian industry.

• Access to renewable fuels: The captured CO₂ can be converted into green fuels such as hydrogen, green ammonia, methane, etc.

  • Thus, CCUS also plays an important role in facilitating the transition to cleaner energy sources and complementing options like solar and wind power.

• Policy Recognition: NITI Aayog’s 2022 report outlines CCUS as a key strategy, proposing incentives (tax credits, PLI schemes) and public-private partnerships.

Challenges:

• Technological Limitations

  • Early-stage R&D: Direct Air Capture (DAC) and other methods lack scalability and proven success.

  • Storage feasibility: Limited geological data and aquifer availability in India.

• High Costs and Risks: High capital and operational expenses deter private investment.

  • Example: UK’s failed projects (2011, 2015) highlight commercial risks.

• Policy and Investment Gaps

  • It requires multi-pronged policies (tax incentives, early-stage funding) to attract investors.

  • Limited market maturity in sunrise sectors (coal gasification, hydrogen).

• Integration Issues: Effective integration of capture, utilization, and storage is critical for meaningful emission cuts.

Conclusion:

A well-defined and clear strategy is needed for the permanent disposal of captured carbon. This is specifically important because, despite its history marked by both promise and hesitation, CCUS continues to receive attention both globally and in India.

दृष्टिकोण:

• परिचय: कार्बन कैप्चर उपयोग और भंडारण (सीसीयूएस) तकनीक का वर्णन करें

• मुख्य भाग: सीसीयूएस के चरण; भारत में सीसीयूएस की संभावना/अवसर; चुनौतियाँ

• निष्कर्ष: आगे की राह

परिचय:

चूँकि भारत 2070 तक शुद्ध-शून्य उत्सर्जन प्राप्त करने के लिए प्रतिबद्ध है, कार्बन कैप्चर उपयोग और भंडारण (सीसीयूएस) जैसी प्रौद्योगिकियाँ डीकार्बोनाइजेशन और ग्रीन ट्रांज़िशन के लिए इसकी रणनीति के प्रमुख घटक के रूप में उभर रही हैं।

सीसीयूएस उन तकनीकों की एक श्रृंखला को संदर्भित करता है जो थर्मल प्लांट, तेल रिफाइनरियों और स्टील और सीमेंट उद्योगों जैसे बड़े बिंदु स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) उत्सर्जन को पकड़ने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। कैप्चर की गई CO₂ को या तो धरती में स्थानांतरित कर दिया जाता है या विभिन्न रूपों में औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए पुन: उपयोग किया जाता है।

सीसीयूएस का मुख्य उद्देश्य CO₂ को वायुमंडल में छोड़े जाने से रोकना है। ऐसा करने से, यह कार्बन के चक्र को बाधित करता है जो ग्रीनहाउस प्रभाव और ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देता है।

सीसीयूएस प्रौद्योगिकी के तीन चरण:

• पहला चरण: पहले चरण में कार्बन को कैप्चर/अवशोषित करना शामिल है।

• दूसरा चरण: दूसरे चरण में कैप्चर किए गए कार्बन का उपयोग करना शामिल है।

• तीसरा चरण: तीसरे चरण में लवण युक्त जलभृतों, समाप्त हो चुके तेल और गैस क्षेत्रों और अन्य समान भूवैज्ञानिक संरचनाओं में CO₂ को संग्रहीत करना शामिल है।

भारत में सीसीयूएस के लिए अवसर:

• औद्योगिक क्षेत्र का डीकार्बोनाइजेशन: सीसीयूएस में कोयला, स्टील, सीमेंट, तेल रिफाइनरियों जैसे कठिन-से-कम करने वाले क्षेत्रों में उत्सर्जन को कम करने की जबरदस्त क्षमता है, जो भारतीय उद्योग की रीढ़ हैं।

• नवीकरणीय ईंधन तक पहुँच: कैप्चर/अवशोषित किए गए CO₂ को हाइड्रोजन, ग्रीन अमोनिया, मीथेन आदि जैसे हरित ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है।

  • इस प्रकार, सीसीयूएस स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों में परिवर्तन को सुविधाजनक बनाने और सौर और पवन ऊर्जा जैसे विकल्पों को पूरक बनाने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

• नीतिगत मान्यता: नीति आयोग की 2022 की रिपोर्ट में सीसीयूएस को एक प्रमुख रणनीति के रूप में रेखांकित किया गया है, जिसमें प्रोत्साहन (टैक्स क्रेडिट, पीएलआई योजनाएँ) और सार्वजनिक-निजी भागीदारी का प्रस्ताव है।

चुनौतियाँ:

• तकनीकी सीमाएँ

  • प्रारंभिक चरण का अनुसंधान एवं विकास: डायरेक्ट एयर कैप्चर (डीएसी) और अन्य विधियों में मापनीयता और सिद्ध सफलता का अभाव है।

  • भंडारण व्यवहार्यता: भारत में सीमित भूवैज्ञानिक डेटा और जलभृत उपलब्धता।

• उच्च लागत और जोखिम: उच्च पूंजी और परिचालन व्यय निजी निवेश को रोकते हैं।

  • उदाहरण: यूके की विफल परियोजनाएँ (2011, 2015) वाणिज्यिक जोखिमों को उजागर करती हैं।

• नीति और निवेश अंतराल

  • निवेशकों को आकर्षित करने के लिए बहुआयामी नीतियों (कर प्रोत्साहन, प्रारंभिक चरण के वित्तपोषण) की आवश्यकता होती है।

  • उभरते क्षेत्रों (कोयला गैसीकरण, हाइड्रोजन) में सीमित बाजार परिपक्वता।

• एकीकरण के मुद्दे: कैप्चर, उपयोग और भंडारण का प्रभावी एकीकरण सार्थक उत्सर्जन कटौती के लिए महत्वपूर्ण है।

निष्कर्ष:

कैप्चर किए गए कार्बन के स्थायी निपटान के लिए एक अच्छी तरह से परिभाषित और स्पष्ट रणनीति की आवश्यकता है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि, अपने इतिहास में वादे और हिचकिचाहट दोनों के बावजूद, सीसीयूएस को वैश्विक स्तर पर और भारत में दोनों जगह ध्यान मिलना जारी है।

Note: 

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