Bioenergy Questions in Gujarati

(C) ઘરગથ્થુ રસોઈ ગેસ સિલિન્ડર,જે સામાન્ય રીતે $LPG$ સિલિન્ડર તરીકે ઓળખાય છે,તેમાં લિક્વિડ પેટ્રોલિયમ ગેસ ભરવામાં આવે છે.
$LPG$ એ હાઇડ્રોકાર્બન વાયુઓનું મિશ્રણ છે,જેમાં મુખ્યત્વે પ્રોપેન $(C_3H_8)$ અને બ્યુટેન $(C_4H_{10})$ હોય છે,જેને સરળ સંગ્રહ અને પરિવહન માટે દબાણ હેઠળ પ્રવાહી સ્વરૂપમાં ફેરવવામાં આવે છે.
તેની ઉચ્ચ કેલરીફિક વેલ્યુ અને સ્વચ્છ દહનના ગુણધર્મોને કારણે તેનો ઉપયોગ ઘરોમાં રસોઈ માટે બળતણ તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

(D) બિન-પરંપરાગત ઉર્જા સ્ત્રોતો,જેને પુનઃપ્રાપ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે એવા સ્ત્રોતો છે જે અશ્મિભૂત ઇંધણ પર આધારિત નથી અને કુદરતી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સતત પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.
$A$. ભરતી ઉર્જા સમુદ્રની ભરતીની ગતિ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
$B$. બાયોગેસ કાર્બનિક પદાર્થોના અજારક વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
$C$. ભૂ-તાપીય ઉર્જા પૃથ્વીની આંતરિક ગરમીમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
આ તમામ સ્ત્રોતો પુનઃપ્રાપ્ય હોવાથી અને તેને બિન-પરંપરાગત માનવામાં આવતા હોવાથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(A) પૃથ્વી પરની તમામ નિવસનતંત્રો માટે ઉર્જાનો મુખ્ય સ્ત્રોત સૌર ઉર્જા (સૂર્યપ્રકાશ) છે.
વનસ્પતિઓ અને અન્ય પ્રકાશસંશ્લેષી સજીવો આ ઉર્જાને ગ્રહણ કરે છે અને પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા તેને રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
આપાત સૌર ઉર્જાના માત્ર $0.2\%$ જેટલો જ ભાગ ઉત્પાદકો દ્વારા જૈવભાર (biomass) માં સંગ્રહિત થાય છે.

(B) બાયોગેસ ઉત્પાદનનો દર મુખ્યત્વે જટિલ કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટન,ખાસ કરીને સેલ્યુલોઝના પાચન દ્વારા મર્યાદિત હોય છે.
કાર્બનિક કચરામાં સેલ્યુલોઝ,હેમિસેલ્યુલોઝ,લિગ્નિન,લિપિડ્સ અને પ્રોટીન જેવા જટિલ પોલિમર હોય છે.
વિઘટન કરતા સૂક્ષ્મજીવો સૌ પ્રથમ આ જટિલ કાર્બનિક સંયોજનોને સરળ દ્રાવ્ય સંયોજનોમાં તોડે છે.
સેલ્યુલોઝ એ વનસ્પતિ-આધારિત કાર્બનિક કચરાનો મુખ્ય અને જટિલ ઘટક હોવાથી,તેનું જળવિભાજન (પાચન) એ અજારક પાચન પ્રક્રિયામાં દર-મર્યાદિત તબક્કો છે.

(D) ઉર્જાનો બિન-નવીનીકરણીય સ્ત્રોત એ કુદરતી સંસાધન છે જેને વપરાશની ગતિ સાથે તાલ મિલાવવા માટે કુદરતી માધ્યમો દ્વારા ઝડપથી બદલી શકાતું નથી.
કોલસો એ અશ્મિભૂત બળતણ છે જે લાખો વર્ષોમાં પ્રાચીન વનસ્પતિઓના અવશેષોમાંથી બને છે.
એકવાર વપરાઈ ગયા પછી,કોલસાના જથ્થાને માનવીય સમયગાળામાં ફરીથી ભરી શકાતો નથી,જે તેને ઉર્જાનો બિન-નવીનીકરણીય સ્ત્રોત બનાવે છે.
તેનાથી વિપરીત,જંગલ સંપત્તિ,વન્યજીવન અને જળ વિદ્યુતને નવીનીકરણીય સ્ત્રોતો ગણવામાં આવે છે કારણ કે તેનું સંચાલન કરી શકાય છે અથવા સમય જતાં કુદરતી રીતે ફરીથી ભરી શકાય છે.

(A) બાયોગેસ એ વાયુઓનું મિશ્રણ છે,જેમાં મુખ્યત્વે $CH_4$ (મિથેન) હોય છે,જે કાર્બનિક પદાર્થોના અજારક વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
તેને ઉર્જાનો સ્વચ્છ અને પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે.
ગ્રામીણ વિસ્તારોમાં,તે બળતણ લાકડા માટે એક ઉત્તમ વિકલ્પ તરીકે કામ કરે છે,કારણ કે તે જંગલોના વિનાશને ઘટાડે છે અને પરંપરાગત લાકડાના દહન કરતા વધુ કાર્યક્ષમ અને ધુમાડા રહિત રસોઈ માટેનું બળતણ પૂરું પાડે છે.

(A) બાયોગેસ ઉત્પાદનમાં કાર્બનિક પદાર્થોનું અજારક વિઘટન સામેલ છે. મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા,જે સામાન્ય રીતે મિથેનોજેન્સ તરીકે ઓળખાય છે,તે અજારક બેક્ટેરિયાનું એક જૂથ છે જે હાઈપોક્સિક (ઓક્સિજન રહિત) પરિસ્થિતિઓમાં ચયાપચયની આડપેદાશ તરીકે મિથેન ઉત્પન્ન કરે છે. આ બેક્ટેરિયા બાયોગેસ ઉત્પાદન માટે વપરાતા અજારક ડાયજેસ્ટર્સમાં અનિવાર્ય છે.

(B) દરિયાઈ નિવસનતંત્રમાં,સ્વયંપોષી જૈવભારના મોટા ભાગ માટે જવાબદાર પ્રાથમિક ઉત્પાદકો સૂક્ષ્મ સજીવો છે,જેને ફાઈટોપ્લેન્કટોન (વનસ્પતિપ્લવકો) અને વિવિધ પ્રકારની લીલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ સજીવો પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા કરે છે,જે સૌર ઊર્જાને રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે,જે દરિયાઈ આહાર શૃંખલાનો આધાર બનાવે છે.
સ્થળજ નિવસનતંત્રથી વિપરીત,જ્યાં જંગલો જૈવભારમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપે છે,મહાસાગરોમાં પ્રાથમિક ઉત્પાદનનો મોટો હિસ્સો આ નાના,તરતા સ્વયંપોષી સજીવો દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(A) હાઈડલ પાવર પ્લાન્ટ વહેતા પાણીની ગતિજ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
પાણી એ કુદરતી સંસાધન હોવાથી જે જળચક્ર દ્વારા સતત પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે,તેથી તેને ઉર્જાનો પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત ગણવામાં આવે છે.
વધુમાં,પાણીમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયામાં અશ્મિભૂત ઇંધણનું દહન થતું નથી કે હાનિકારક ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ મુક્ત થતા નથી,જે તેને પ્રદૂષણ મુક્ત ઉર્જા સ્ત્રોત બનાવે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $A$ છે.

(C) ઊર્જાનો પ્રદૂષણ મુક્ત સ્ત્રોત તે છે જે તેના ઉપયોગ દરમિયાન વાતાવરણમાં હાનિકારક પ્રદૂષકો અથવા ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ મુક્ત કરતું નથી.
$A$. લાકડું એ બાયોમાસ બળતણ છે જે દહન દરમિયાન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને રજકણો મુક્ત કરે છે.
$B$. કોલસો એ અશ્મિભૂત બળતણ છે જે સળગાવતી વખતે મોટી માત્રામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ,સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ મુક્ત કરે છે.
$C$. સૌર ઊર્જા એ ઊર્જાનો નવીનીકરણીય અને સ્વચ્છ સ્ત્રોત છે જે કોઈપણ પ્રદૂષકો અથવા ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ ઉત્સર્જિત કર્યા વિના વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
$D$. પરમાણુ ઊર્જા,જોકે ઓછી કાર્બન ઉત્સર્જિત કરે છે,તે કિરણોત્સર્ગી કચરો ઉત્પન્ન કરે છે,જે પર્યાવરણીય અને સુરક્ષાના ગંભીર પડકારો ઊભા કરે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી સૌર ઊર્જાને સૌથી વધુ પ્રદૂષણ મુક્ત સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. $Euphorbia$ $antisyphilitica$ એક એવી વનસ્પતિ છે જે મોટી માત્રામાં લેટેક્સ ઉત્પન્ન કરે છે,જેમાં લાંબી શૃંખલાવાળા હાઇડ્રોકાર્બન હોય છે. આ હાઇડ્રોકાર્બનનું પ્રક્રિયા કરીને તેને પ્રવાહી બળતણમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે,જે તેને બાયો-હાઇડ્રોકાર્બનનો એક મહત્વપૂર્ણ સ્ત્રોત બનાવે છે.

(B) ઉર્જા વાવેતરમાં ખાસ કરીને બાયોમાસ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવાના હેતુથી ઝડપથી વધતા વૃક્ષો અથવા છોડની મોટા પાયે ખેતી કરવામાં આવે છે,જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે બળતણ લાકડા તરીકે થાય છે. ઉર્જા પાક (Energy cropping) એ વ્યાપક શબ્દ છે જેમાં વિવિધ પ્રકારના પાકોનો સમાવેશ થાય છે. તેથી,ઉર્જા વાવેતર મુખ્યત્વે બળતણ લાકડાના સ્ત્રોત તરીકે ઓળખાય છે.

(A) અનાવૃત બીજધારી વનસ્પતિના લાકડાને ઘણીવાર 'સોફ્ટવુડ' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આવૃત બીજધારી લાકડાની તુલનામાં તેની ઘનતા સામાન્ય રીતે ઓછી હોય છે અને તેની રચના સરળ હોય છે.
આ રચનાત્મક લાક્ષણિકતાઓને કારણે,અનાવૃત બીજધારી લાકડું દ્વિદળી આવૃત બીજધારીઓના ઘટ્ટ અને જટિલ લાકડાની સરખામણીમાં ઝડપથી અને ટૂંકા સમય માટે બળે છે,જે લાંબા સમય સુધી સમાન ગરમી આપે છે.

(C) કોલસો, પેટ્રોલ અને કુદરતી ગેસ લાખો વર્ષો પહેલા પૃથ્વીની સપાટી નીચે દટાયેલા પ્રાચીન વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના અવશેષોમાંથી બને છે.
ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સમય દરમિયાન ઉચ્ચ દબાણ અને તાપમાનને કારણે, આ કાર્બનિક પદાર્થો ઊર્જાસભર સંયોજનોમાં રૂપાંતરિત થયા હતા.
તેથી, તેમને $Fossil fuels$ (અશ્મિભૂત બળતણ) તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(B) ખાસ કરીને બળતણ માટે લાકડું મેળવવાના હેતુથી કરવામાં આવતી વૃક્ષોની ખેતીને $Energy \text{ } plantations$ (ઉર્જા વાવેતર) કહેવામાં આવે છે।
આ છોડને બાયોમાસ ઉર્જાના ટકાઉ સ્ત્રોત તરીકે ઉગાડવામાં આવે છે, કારણ કે લાકડું સળગાવતી વખતે પૂરતી ગરમી સાથે સારી જ્યોત આપે છે।

(D) પશુઓના સ્વાસ્થ્ય અને ઉત્પાદકતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉત્તમ ગુણવત્તાવાળા ઘાસચારામાં કેટલાક આવશ્યક લક્ષણો હોવા જોઈએ.
$1$. પૂરતી ઉર્જા પૂરી પાડવા માટે તેમાં ઉચ્ચ શુષ્ક પદાર્થનું પ્રમાણ હોવું જોઈએ.
$2$. પ્રાણીઓમાં સ્વાસ્થ્ય સમસ્યાઓ અટકાવવા માટે તે રોગો,જીવાતો અને ફૂગના ચેપથી મુક્ત હોવું જોઈએ.
$3$. તે આવશ્યક પોષક તત્વો (પ્રોટીન,વિટામિન,ખનિજો) થી ભરપૂર હોવું જોઈએ અને કોઈપણ ઝેરી પદાર્થો અથવા પોષણ વિરોધી પરિબળોથી સંપૂર્ણપણે મુક્ત હોવું જોઈએ.
તેથી,આપેલ તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
$A$: બાયોગેસ સામાન્ય રીતે અજારક પાચન દ્વારા પ્રાણીઓના છાણ (ગાયનું છાણ) માંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
$B$: $Euphorbiaceae$ કુળની કેટલીક વનસ્પતિઓ લેટેક્સ ઉત્પન્ન કરે છે,જેમાંથી પ્રવાહી હાઇડ્રોકાર્બન મેળવી શકાય છે.
$C$: ઇથેનોલનો ઉપયોગ બાયોફ્યુઅલ તરીકે અથવા આંતરિક દહન એન્જિનમાં ગેસોલિનના વિકલ્પ તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.
$D$: ચયાપચયની ગરમીના વ્યય અને નિભાવ (ખોરાક) ના ઊંચા ખર્ચને કારણે યાંત્રિક અથવા વિદ્યુત ઉર્જાની તુલનામાં પ્રાણી ઉર્જા સામાન્ય રીતે બિનકાર્યક્ષમ માનવામાં આવે છે,તેથી આ જોડી ખોટી છે.

(A) સૌર અચળાંક એ પૃથ્વીના વાતાવરણના ઉપરના સ્તર સુધી પહોંચતી સૌર ઊર્જાનું પ્રમાણ છે. જીવાવરણ સુધી પહોંચતી સૌર ઊર્જા અથવા પૃથ્વીની બહારના પ્રકાશનું મૂલ્ય આશરે $2 \,g \,cal/cm^2/min$ છે.

(D) સૌર ઉર્જા ટ્રાન્સડ્યુસર એ એવો સજીવ છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા સૌર ઉર્જા (પ્રકાશ ઉર્જા) ને રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$Chlorella$ એ એકકોષીય લીલી લીલનો એક પ્રકાર છે જેમાં ક્લોરોફિલ હોય છે અને તે પ્રકાશસંશ્લેષણ કરે છે,તેથી તે સૌર ઉર્જા ટ્રાન્સડ્યુસર તરીકે કાર્ય કરે છે.
$Agaricus$ એ ફૂગ (મૃતોપજીવી) છે,$Rhizobium$ એ નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતું બેક્ટેરિયા છે,અને $Orobanche$ એ પરોપજીવી વનસ્પતિ છે; આમાંથી કોઈ પણ સૌર ઉર્જાને રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે પ્રકાશસંશ્લેષણ કરતું નથી.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
$Dalbergia latifolia$ સામાન્ય રીતે ભારતીય રોઝવુડ અથવા બ્લેક વુડ (કાળા લાકડાના) વૃક્ષ તરીકે ઓળખાય છે.
તે તેના ઘેરા,ઘટ્ટ અને ટકાઉ લાકડા માટે જાણીતું એક અત્યંત મૂલ્યવાન ઇમારતી લાકડાનું વૃક્ષ છે,જેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ફર્નિચર બનાવવામાં થાય છે.
$Acacia nilotica$ ને કિકર અથવા બાવળ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર બળતણ તરીકે થાય છે,પરંતુ તે 'બ્લેક વુડ' વૃક્ષ નથી.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે. ગેસિફિકેશન એ લાકડા અથવા અન્ય બાયોમાસને પ્રોડ્યુસર ગેસ તરીકે ઓળખાતા દહનશીલ ગેસ મિશ્રણમાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયા મર્યાદિત ઓક્સિજન સાથેના નિયંત્રિત વાતાવરણમાં બાયોમાસને ગરમ કરીને અથવા ઇન્કેન્ડેસન્ટ કોક પર વરાળ પસાર કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. ગેસિફિકેશન એ સીધા દહન કરતા વધુ કાર્યક્ષમ છે કારણ કે પરિણામી ગેસનો ઉપયોગ આંતરિક દહન એન્જિનમાં અથવા વધુ સચોટ થર્મલ એપ્લિકેશન્સ માટે થઈ શકે છે,જેનાથી લાકડામાંથી વધુ ઉપયોગી ઉર્જા મેળવી શકાય છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે. લાકડાને ઉર્જાના વધુ કાર્યક્ષમ સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે આ તમામ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
$1$. કાર્બોનાઇઝેશન: આ પ્રક્રિયામાં લાકડાને હવાના અભાવમાં ગરમ કરીને તેને કાર્બન અથવા કોલસામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે,જેની ઉર્જા ઘનતા વધારે હોય છે.
$2$. પાયરોલિસિસ: આ એક થર્મોકેમિકલ રૂપાંતરણ પ્રક્રિયા છે જેમાં લાકડાને ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં ઊંચા તાપમાને વિઘટિત કરીને કોલસો,પાયરોલિગ્નિયસ એસિડ ($10\%$ એસિટિક એસિડ) અને વુડ ગેસ મેળવવામાં આવે છે.
$3$. ગેસિફિકેશન: આ પ્રક્રિયામાં લાકડાનું ઊંચા તાપમાને આંશિક ઓક્સિડેશન કરીને પ્રોડ્યુસર ગેસ ($CO$,$H_2$ અને $N_2$ નું મિશ્રણ) ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે,જેનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થઈ શકે છે.

(D) બળતણના લાકડાની કટોકટી એટલે ઘણા વિકાસશીલ પ્રદેશોમાં રસોઈ અને ગરમી માટે પ્રાથમિક ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે વપરાતા લાકડાની અછત.
આ કટોકટીને દૂર કરવા માટે બહુપક્ષીય અભિગમની જરૂર છે:
$1$. $\text{વનીકરણ}$ $(Afforestation)$: બાયોમાસનો પુરવઠો વધારવા માટે વધુ વૃક્ષો વાવવા.
$2$. $\text{કાર્યક્ષમ}$ $\text{જંગલ}$ $\text{નિષ્કર્ષણ}$: લાંબા ગાળાની ઉપલબ્ધતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે જંગલ સંસાધનોનું ટકાઉ વ્યવસ્થાપન કરવું.
$3$. $\text{વધુ}$ $\text{કાર્યક્ષમ}$ $\text{ઉષ્મા}$ $\text{સ્થાનાંતરણ}$: સુધારેલા ચૂલાનો ઉપયોગ કરવો જે સમાન પ્રમાણમાં ગરમી ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓછા બળતણ લાકડાનો ઉપયોગ કરે છે, જેનાથી વપરાશમાં ઘટાડો થાય છે.
આ તમામ વ્યૂહરચનાઓ કટોકટીને ઉકેલવામાં ફાળો આપે છે, તેથી સાચો જવાબ આ તમામનો સમન્વય છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
આદર્શ બળતણ લાકડું તે છે જે સૂકવવામાં સરળ હોય,ઝડપથી આગ પકડી લે,સારી જ્યોત આપે અને ઉચ્ચ કેલરી મૂલ્ય ધરાવતું હોય.
$Dalbergia \text{ } sissoo$ (જેને સામાન્ય રીતે શીશમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) આ ગુણધર્મોને કારણે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા બળતણ લાકડાના ઉત્તમ સ્ત્રોત તરીકે વ્યાપકપણે જાણીતું છે.
સારા બળતણ લાકડાના અન્ય ઉદાહરણોમાં $Albizzia$,$Casuarina$ અને $Hopea$ નો સમાવેશ થાય છે.

(D) ઊર્જા વાવેતરમાં ખાસ કરીને બાયોમાસ ઊર્જાના ઉત્પાદન માટે ઝડપથી ઉગતા વૃક્ષો અથવા પાક ઉગાડવામાં આવે છે.
$1$. તેઓ બળતણ લાકડાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોત પૂરા પાડીને કુદરતી જંગલો પરનું દબાણ ઘટાડે છે.
$2$. તેઓ વનસ્પતિ આવરણ પૂરું પાડીને જમીનનું ધોવાણ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે અને કાર્બન સિંક તરીકે કામ કરીને તથા નવીનીકરણીય ઊર્જા સ્ત્રોતો પૂરા પાડીને પ્રદૂષણ ઘટાડવામાં ફાળો આપી શકે છે.
તેથી,$(b)$ અને $(c)$ બંને સાચા ફાયદા છે.

(A) ઉર્જાના સ્ત્રોત તરીકે વપરાતા લાકડાને બળતણનું લાકડું (fuel wood) કહેવામાં આવે છે. વિકાસશીલ દેશોમાં,વસ્તીનો મોટો હિસ્સો રસોઈ અને ગરમી મેળવવા માટે બાયોમાસ,ખાસ કરીને લાકડા પર નિર્ભર છે. વિશ્વભરમાં આશરે $2$ અબજ લોકો બળતણના સ્ત્રોત તરીકે લાકડા પર આધાર રાખે છે,જે જંગલના સંસાધનો પર સૌથી વધુ માંગ ઊભી કરે છે.

(A) સાઇટ્રિક એસિડનું વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન $Aspergillus$ $niger$ ફૂગનો ઉપયોગ કરીને આથવણ (fermentation) પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ ફૂગ નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં શર્કરાને સાઇટ્રિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરવામાં અત્યંત કાર્યક્ષમ છે.

(C) થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ કોલસો,તેલ અથવા કુદરતી ગેસ જેવા અશ્મિભૂત ઇંધણને બાળીને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
$1$. પરંપરાગત: આ ઉર્જાના પરંપરાગત સ્ત્રોતો છે જેનો ઉપયોગ લાંબા સમયથી કરવામાં આવે છે.
$2$. પુનઃઅપ્રાપ્ય: અશ્મિભૂત ઇંધણ મર્યાદિત સંસાધનો છે જે માનવીય સમયગાળામાં ફરીથી ભરી શકાતા નથી.
$3$. પ્રદૂષણ ફેલાવતું: અશ્મિભૂત ઇંધણના દહનથી વાતાવરણમાં $CO_2$ જેવા ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ અને અન્ય પ્રદૂષકો મુક્ત થાય છે,જે પર્યાવરણીય પ્રદૂષણમાં ફાળો આપે છે.

(D) જૈવ-ઈંધણ એ બાયોમાસમાંથી ઉત્પન્ન થતું ઈંધણ છે,જેમાં વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓના કચરા જેવા કાર્બનિક પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Fuel \ wood$ (બળતણ લાકડું) એ સૌથી પરંપરાગત અને આજે પણ વિશ્વભરમાં સૌથી વધુ વપરાતું જૈવ-ઈંધણ છે,ખાસ કરીને વિકાસશીલ દેશોમાં રસોઈ અને ગરમી મેળવવા માટે.
જોકે ઇથેનોલ અને બાયોડીઝલ આધુનિક જૈવ-ઈંધણ છે,પરંતુ કુલ વૈશ્વિક વપરાશની દ્રષ્ટિએ $Fuel \ wood$ સૌથી સામાન્ય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) $M. \text{Calvin}$ એ ઓળખ્યું હતું કે $Euphorbiaceae$ કુળની કેટલીક વનસ્પતિઓ પ્રકાશસંશ્લેષણની નીપજોનું મોટા પ્રમાણમાં લેટેક્સમાં રૂપાંતર કરે છે, જેમાં પ્રવાહી હાઇડ્રોકાર્બન હોય છે। આ હાઇડ્રોકાર્બન પેટ્રોલિયમના સંભવિત વિકલ્પો છે.

(B) આલ્કોહોલ (ઇથેનોલ) જેવા જૈવ-ઇંધણના ઉત્પાદન માટે ખાસ કરીને છોડની ખેતી કરવાની પ્રક્રિયાને $Energy \ cropping$ (એનર્જી ક્રોપિંગ) કહેવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિમાં શેરડી,મકાઈ અથવા સ્વિચગ્રાસ જેવા પાકો ઉગાડવામાં આવે છે જેથી તેમના બાયોમાસને ઉર્જાના સ્ત્રોતોમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય.

(C) ગેસોહોલ એ $90\%$ ગેસોલિન અને $10\%$ ઇથેનોલ (ઇથાઇલ આલ્કોહોલ) નું મિશ્રણ છે.
તેનો મુખ્ય ઉપયોગ આંતરિક દહન એન્જિન માટે ઊર્જાના વૈકલ્પિક સ્ત્રોત તરીકે થાય છે.
તેથી, તેનો ઉપયોગ ઓટોમોબાઈલ બળતણ તરીકે થાય છે.

(C) જૈવિક સ્ત્રોતોમાંથી મેળવવામાં આવતી ઉર્જાને જૈવ-ઉર્જા (Bioenergy) કહેવામાં આવે છે.
તે મુખ્યત્વે બે પ્રકારની હોય છે:
$(i)$ પ્રાણી ઉર્જા
$(ii)$ જૈવ-બળતણ (Biofuels).

(B) બળતણ લાકડું વૃક્ષો અને છોડમાંથી મેળવવામાં આવે છે.
વૃક્ષો અને છોડને ફરીથી વાવી શકાય છે અને સમય જતાં ઉગાડી શકાય છે,તેથી બળતણ લાકડાને ઊર્જાનો પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે.
તે રસોઈ અને ગરમી માટે વપરાતો ઊર્જાનો પરંપરાગત સ્ત્રોત છે.

(A) સૌર ઊર્જાનું રૂપાંતરણ મુખ્યત્વે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષી સજીવો દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$Chlorella$ (ક્લોરેલા) એ એકકોષીય લીલી લીલ છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણમાં અત્યંત કાર્યક્ષમ છે,જે સૌર ઊર્જાને કાર્બનિક સંયોજનોમાં સંગ્રહિત રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
$Cuscuta$ (અમરવેલ) એ પરોપજીવી વનસ્પતિ છે જેમાં હરિતદ્રવ્યનો અભાવ હોય છે અને તે પ્રકાશસંશ્લેષણ કરતી નથી.
અળસિયું અને વાઘ એ પરપોષી સજીવો છે અને તેઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ કરતા નથી.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી $Chlorella$ સૌર ઊર્જાના રૂપાંતરણમાં સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ છે.

(B) પેટ્રોલિયમ એ અશ્મિભૂત બળતણ છે જે લાખો વર્ષો દરમિયાન પ્રાચીન દરિયાઈ સજીવોના અવશેષોમાંથી બને છે.
તેને બનવામાં ખૂબ જ લાંબો સમય લાગે છે અને તેનો વપરાશ તે ફરીથી ઉત્પન્ન થઈ શકે તેના કરતા ઘણી ઝડપથી થઈ રહ્યો છે,તેથી તેને પુનઃઅપ્રાપ્ય સંસાધન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
એકવાર હાલના ભંડારો ખાલી થઈ જાય,પછી તેને માનવ સમયગાળામાં બદલી શકાતા નથી.

(D) સાચો જવાબ $(d)$ છે.
વૃક્ષોને ઉર્જાનો પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત માનવામાં આવે છે કારણ કે તેમને ફરીથી વાવી શકાય છે અને પ્રમાણમાં ટૂંકા ગાળામાં ઉગાડી શકાય છે.
પેટ્રોલિયમ,કોલસો અને પરમાણુ બળતણ એ ઉર્જાના બિન-પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોતો છે કારણ કે તેમને બનતા લાખો વર્ષ લાગે છે અથવા તેમનો જથ્થો મર્યાદિત છે.

(C) બાયોગેસ,જેને ગોબર ગેસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા દ્વારા પ્રાણીઓના છાણ જેવા કાર્બનિક કચરાના અજારક પાચન અને આથવણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
તે મુખ્યત્વે $50-70\% CH_4$ (મિથેન),$30-40\% CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) અને $H_2S$ (હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ) ની થોડી માત્રા ધરાવે છે,સાથે $H_2$ (હાઇડ્રોજન),$N_2$ (નાઇટ્રોજન) અને $O_2$ (ઓક્સિજન) ના અલ્પ પ્રમાણ હોય છે.
તેથી,સાચું મિશ્રણ $CH_4 + CO_2 + H_2$ છે.

(D) ગોબર ગેસ,જેને બાયોગેસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે પ્રાણીઓના છાણ અને કૃષિ કચરા જેવા કાર્બનિક પદાર્થોના અજારક વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
તેનો મુખ્ય ઘટક $CH_4$ (મિથેન) છે,જે સામાન્ય રીતે કુલ ગેસના કદના $50-75\%$ જેટલો હોય છે.
અન્ય ઘટકોમાં $CO_2$,$H_2$ અને અન્ય વાયુઓનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) બાયોગેસ એ મિથેનથી સમૃદ્ધ બળતણ વાયુ છે જે બાયોમાસના અજારક વિઘટન અને આથવણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
તેમાં મુખ્યત્વે $CH_4$,$CO_2$ અને અલ્પ માત્રામાં $H_2$,$H_2S$ અને $N_2$ હોય છે.
તેનાથી વિપરીત,પ્રોડ્યુસર ગેસ એ મર્યાદિત હવાના પુરવઠામાં કાર્બનયુક્ત પદાર્થો (જેમ કે કોલસો અથવા બાયોમાસ) ના અપૂર્ણ દહન દ્વારા મેળવવામાં આવતો બળતણ વાયુ છે,અને તેમાં મુખ્યત્વે $CO$,$H_2$ અને $N_2$ હોય છે.
તેથી,પ્રોડ્યુસર ગેસ બાયોગેસથી મુખ્યત્વે કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ ની હાજરીને કારણે અલગ પડે છે.

(B) ભારતમાં બાયોમાસ ઉર્જા અંગેના વિવિધ પર્યાવરણીય અહેવાલો અને વનસંવર્ધન ડેટા અનુસાર,લાકડાંનો વાર્ષિક ઘરેલું વપરાશ આશરે $146.5$ મિલિયન ટન હોવાનો અંદાજ છે. આ આંકડો દેશભરના ગ્રામીણ અને અર્ધ-શહેરી વિસ્તારોમાં રસોઈ અને ગરમી મેળવવા માટે પરંપરાગત બાયોમાસ પરની નોંધપાત્ર નિર્ભરતા દર્શાવે છે.

(B) Energy plantation (ઊર્જા વાવેતર) એટલે ખાસ કરીને બળતણના લાકડા અથવા બાયોમાસ ઊર્જાના ઉત્પાદન માટે ઝડપથી વધતા વૃક્ષોનું મોટા પાયે વાવેતર કરવું.
આ વાવેતર ઊર્જાના પુનઃપ્રાપ્ય સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યાં સૌર ઊર્જા વૃક્ષોના બાયોમાસમાં રાસાયણિક ઊર્જાના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે.
આ પદ્ધતિ પર્યાવરણની દૃષ્ટિએ ટકાઉ છે અને અશ્મિભૂત ઇંધણ પરની નિર્ભરતા ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

(B) પર્યાવરણીય અભ્યાસો અને વૈશ્વિક ઉર્જા અહેવાલો અનુસાર,જોકે ભારત વિશ્વની કુલ વસ્તીના આશરે $15\%$ હિસ્સો ધરાવે છે,તેમ છતાં વાર્ષિક વૈશ્વિક ઉર્જા વપરાશમાં તેનો હિસ્સો ઘણો ઓછો છે,જે આશરે $2\%$ જેટલો અંદાજવામાં આવ્યો છે. આ વિકસિત અને વિકાસશીલ દેશો વચ્ચે ઉર્જા વપરાશમાં રહેલી અસમાનતાને દર્શાવે છે.

(D) $Bombax \ ceiba$ (સેમલ) ના લાકડાને સામાન્ય રીતે બળતણ તરીકે વાપરવા માટે અયોગ્ય માનવામાં આવે છે કારણ કે તે નરમ,હલકું અને વધુ ભેજવાળું હોય છે,જેના કારણે તે બરાબર સળગતું નથી અને વધુ ધુમાડો ઉત્પન્ન કરે છે.
તે જ રીતે,$Madhuca \ indica$ (મહુડા) ના લાકડાનો ઉપયોગ તેના લાકડા અને અન્ય ગૌણ પેદાશો (જેમ કે ફૂલ અને બીજ) માટે કરવામાં આવે છે,અને $Pinus \ roxburghii$ (ચીડ) માં રેઝિનનું પ્રમાણ ખૂબ વધારે હોય છે,જેના કારણે તે ખૂબ જ ઝડપથી અને વધુ કાળા ધુમાડા સાથે સળગે છે,જે તેને રસોઈ કે ગરમી મેળવવા માટે ઓછું અનુકૂળ બનાવે છે.
તેથી,પરંપરાગત બળતણ લાકડાની પસંદગીના સંદર્ભમાં,આ તમામ પ્રજાતિઓને ઉચ્ચ ઘનતા ધરાવતા લાકડાની સરખામણીમાં અયોગ્ય ગણવામાં આવે છે.

(B) સાચો જવાબ છે.
$Copaifera \text{ } longsdorfii$, જેને સામાન્ય રીતે બ્રાઝિલિયન વૃક્ષ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે એવો રસ ઉત્પન્ન કરે છે જે ડીઝલ બળતણનો સીધો અને અસરકારક વિકલ્પ છે.
દરેક વૃક્ષ દર મહિને આશરે $3 \text{ } \text{લીટર}$ રસ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જેનો ઉપયોગ બાયોફ્યુઅલ તરીકે થઈ શકે છે.

(D) બાયોગેસ એ કાર્બનિક પદાર્થોના અજારક વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
તેમાં મુખ્યત્વે મિથેન $(CH_4)$ હોય છે,જે મુખ્ય દહનશીલ ઘટક છે.
તેમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને અન્ય વાયુઓ જેવા કે હાઇડ્રોજન $(H_2)$,હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ અને નાઇટ્રોજન $(N_2)$ ના અંશો પણ હોય છે.
તેથી,બાયોગેસમાં આપેલા તમામ ઘટકો હાજર હોય છે.

(B) બાયોગેસનું કેલરીફિક મૂલ્ય સામાન્ય રીતે $23 - 28 \, MJ/m^3$ ની વચ્ચે હોય છે.
આ મૂલ્ય બાયોગેસના બંધારણ પર આધાર રાખે છે,ખાસ કરીને મિથેન $(CH_4)$ ના પ્રમાણ પર,જે સામાન્ય રીતે $50 - 70\%$ ની આસપાસ હોય છે.

(C) $Eichhornia$ $crassipes$,જે સામાન્ય રીતે જળકુંભી તરીકે ઓળખાય છે,તે એક આક્રમક જલીય નીંદણ છે. તે જળાશયોમાં ખૂબ જ ઝડપથી વધે છે અને પોષક તત્વોનું શોષણ કરવામાં અત્યંત અસરકારક છે. તેના ઉચ્ચ બાયોમાસ ઉત્પાદન અને ઝડપી વૃદ્ધિ દરને કારણે,એનારોબિક પાચન (anaerobic digestion) દ્વારા બાયોગેસના ઉત્પાદન માટે તેનો વ્યાપકપણે અભ્યાસ અને ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.

(A) પેટ્રોલિયમ પ્લાન્ટ્સ (અથવા પેટ્રો-ક્રોપ્સ) એવી વનસ્પતિઓ છે જે હાઇડ્રોકાર્બન ઉત્પન્ન કરે છે,જેને બળતણમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. તેના ઉદાહરણોમાં $Euphorbiaceae$ અને $Asclepiadaceae$ કુળની વનસ્પતિઓ (જેમ કે $Euphorbia$ $lathyris$) નો સમાવેશ થાય છે.
શેરડી,મકાઈ,બટાટા અને સૂર્યમુખી મુખ્યત્વે ખોરાક અથવા ઔદ્યોગિક પાક છે જેનો ઉપયોગ ખાંડ,સ્ટાર્ચ અથવા તેલના ઉત્પાદન માટે થાય છે,હાઇડ્રોકાર્બન-આધારિત પેટ્રોલિયમના સીધા સ્ત્રોત તરીકે નહીં.

(A) ઉર્જા વાવેતર અથવા બાયોમાસ ઉત્પાદન માટે,પસંદ કરેલી પ્રજાતિનો વૃદ્ધિ દર ઊંચો હોવો જોઈએ જેથી ટૂંકા ગાળામાં મહત્તમ ઉત્પાદન મેળવી શકાય. તેથી,જે પ્રજાતિ ધીમી વૃદ્ધિ પામતી હોય તે ઉર્જા વાવેતર માટે યોગ્ય નથી. અન્ય ઇચ્છનીય લક્ષણોમાં જીવાત પ્રતિરોધક હોવું,સખત (પ્રતિકૂળ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરી શકે તેવી) હોવું અને સ્થાનિક પર્યાવરણ સાથે સારી રીતે અનુકૂલિત હોવું જરૂરી છે.