প্রাকৃতিক গ্যাস চালিত বিদ্যুৎ উৎপাদন কেন্দ্রগুলিতে কার্বন ধাপে ধাপে আটকানো

যে কার্বন সমস্যা দূর হয় না

প্রাকৃতিক গ্যাসকে দীর্ঘদিন ধরে পরিষ্কারতম জীবাশ্ম জ্বালানি হিসেবে বাজারজাত করা হয়েছে। এবং দহনের ভিত্তিতে, এটি প্রকৃতপক্ষে সত্য—এটি কয়লা বা তেলের তুলনায় প্রতি একক শক্তি উৎপাদনে ৩০% থেকে ৫০% কম CO₂ নিঃসরণ করে কিন্তু "পরিষ্কারতর" মানেই "পরিষ্কার" নয়। বিশ্বব্যাপী প্রাকৃতিক গ্যাসের চাহিদা অব্যাহতভাবে বৃদ্ধি পাচ্ছে এবং মোট গ্যাস বাণিজ্যের প্রায় ৫৯% জায়গা জুড়ে আছে LNG বাণিজ্য তাই প্রাকৃতিক গ্যাস প্রক্রিয়াকরণ ও দহন থেকে সঞ্চিত CO₂ নিঃসরণ এখনও বিশাল পরিমাণে রয়ে গেছে।

আন্তর্জাতিক শক্তি সংস্থা গণনা স্পষ্ট করেছে: কার্বন ক্যাপচারের উল্লেখযোগ্য প্রয়োগ না হলে, দীর্ঘমেয়াদে প্রাকৃতিক গ্যাসকে কম নিঃসরণ শক্তির উৎস হিসেবে বিবেচনা করা যাবে না। সংস্থাটি আরও উল্লেখ করেছে যে, বিদ্যমান প্রযুক্তি ব্যবহার করে তরলীকৃত প্রাকৃতিক গ্যাস (LNG) নিঃসরণ ৬০% এর বেশি কমানো সম্ভব—যদি প্রয়োজনীয় বিনিয়োগ করা হয়। এটি একটি বড় 'যদি', কিন্তু এটি সুযোগটিকে সঠিক দৃষ্টিকোণ থেকে দেখায়।

বিশেষভাবে প্রাকৃতিক গ্যাস প্রক্রিয়াকরণ চার্জের ক্ষেত্রে, কার্বন ক্যাপচারের চ্যালেঞ্জটি বিদ্যুৎ উৎপাদন বা শিল্প উৎসের তুলনায় ভিন্ন। কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂) প্রায়শই ফিড গ্যাসের মধ্যেই উপস্থিত থাকে, যার ঘনত্ব জমা অনুযায়ী ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। এটি অপসারণ ইতিমধ্যে গ্যাস চিকিৎসার পরিধির অংশ—প্রশ্ন হলো এটিকে বায়ুমণ্ডলে ছাড়ার পরিবর্তে সিকিউস্ট্রেশনের জন্য ক্যাপচার করা হবে কিনা।

যেসব প্রযুক্তি আসলে ব্যবহৃত হয়

প্রাকৃতিক গ্যাস অ্যাপ্লিকেশনে CO₂ ধারণের জন্য অ্যামিন-ভিত্তিক রাসায়নিক শোষণ এখনও প্রধান প্রযুক্তি হিসেবে বিবেচিত হয়। এটি একটি পরিপক্ক, ভালোভাবে বোঝা যাওয়া এবং উচ্চ ধারণ হার অর্জনে সক্ষম প্রযুক্তি। মূল নীতিটি সহজ: একটি অ্যামিন দ্রাবক একটি শোষক কলামে গ্যাস স্ট্রিমের সঙ্গে যোগাযোগ করে এবং CO₂-এর সঙ্গে একটি দুর্বল রাসায়নিক বন্ধন গঠন করে। তারপর সমৃদ্ধ দ্রাবকটি একটি পুনর্জেনারেটরে প্রবাহিত হয়, যেখানে তাপ প্রয়োগ করে বন্ধনটি ভাঙা হয় এবং ঘনীভূত CO₂ স্ট্রিম মুক্ত করা হয়।

চ্যালেঞ্জটি হলো শক্তি খরচ। পুনর্জেনারেশন পদ্ধতির জন্য উল্লেখযোগ্য পরিমাণ তাপ প্রয়োজন, যা সাধারণত চার্জ প্লান্টের ইউটিলিটি সিস্টেম থেকে নিম্ন-চাপের স্টিম হিসেবে সরবরাহ করা হয়। এই তাপ চাহিদা অ্যামিন সিস্টেমগুলির প্রধান অপারেটিং খরচ এবং এই প্রযুক্তির শক্তি জড়িত ক্ষতির প্রধান কারণ, যা কিছু অপারেটর যৌক্তিক বলে মনে করেন না।

মেমব্রেন প্রযুক্তি অ্যামিন স্ক্রাবিং-এর বিকল্প বা পূরক হিসেবে জনপ্রিয়তা লাভ করছে। পলিমারিক মেমব্রেনগুলি মিথেনের তুলনায় CO₂-কে নির্বাচনমূলকভাবে পারমেট করতে পারে, যা কম শক্তি খরচে বাল্ক অপসারণ সক্ষম করে। হলো ফাইবার মেমব্রেন কন্টাক্টর এবং অ্যামিন দ্রাবক একত্রে ব্যবহার করে প্রমাণিত হয়েছে যে, এই সিস্টেমগুলি ঐতিহ্যবাহী সিস্টেমের তুলনায় প্রায় ৩০% কম অপারেটিং খরচ এবং পর্যন্ত ৫০% ছোট ফুটপ্রিন্ট প্রদান করে। .

প্রতিটি পদ্ধতির নিজস্ব উপযুক্ত পরিস্থিতি রয়েছে। উচ্চ ক্যাপচার হার এবং উচ্চ পণ্য বিশুদ্ধতা প্রয়োজন হলে অ্যামিন সিস্টেমগুলি শ্রেষ্ঠ কার্যকর। মেমব্রেনগুলি তখন আকর্ষণীয় হয় যখন মধ্যম বিশুদ্ধতায় বাল্ক CO₂ অপসারণ প্রয়োজন হয় এবং শক্তি খরচ প্রধান চিন্তার বিষয় হয়। উভয় প্রযুক্তিকে একত্রিত করে গড়ে ওঠা হাইব্রিড সিস্টেমও উদীয়মান, যেখানে মেমব্রেনগুলি প্রাথমিক পৃথকীকরণের জন্য এবং অ্যামিনগুলি চূড়ান্ত পরিশোধনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

গ্যাস প্লান্টে কার্বন ক্যাপচার কখন যুক্তিসঙ্গত

প্রতিটি প্রাকৃতিক গ্যাস প্রক্রিয়াকরণ সুবিধা কার্বন ক্যাপচারের জন্য উপযুক্ত নয়। অর্থনৈতিক বিবেচনা মূলত ফিড গ্যাসের কার্বন ডাইঅক্সাইড বিষয়বস্তু, একটি সিকিউস্ট্রেশন বা ব্যবহারের পথের উপলব্ধতা এবং নিয়ন্ত্রক বা প্রোত্সাহনমূলক পরিবেশের উপর নির্ভর করে।

যেসব সুবিধা উচ্চ কার্বন ডাইঅক্সাইড বিষয়বস্তু—কখনও কখনও ১০% থেকে ২০% বা তার বেশি—সহ জমা থেকে গ্যাস প্রক্রিয়া করে, তাদের ক্ষেত্রে সবচেয়ে সরাসরি ক্ষেত্রের কথা বলা যায়। পাইপলাইন নির্দিষ্টকরণের জন্য কার্বন ডাইঅক্সাইড ইতিমধ্যে অপসারণ করা হচ্ছে; সিকিউস্ট্রেশনের জন্য এটি ধরে রাখা ক্রমিক খরচ যোগ করে, কিন্তু কার্বন মূল্যায়ন বা কর ক্রেডিটের মাধ্যমে এটি যৌক্তিক হতে পারে। যেমন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, শক্তি বিভাগ প্রাকৃতিক গ্যাস সুবিধায় কার্বন ক্যাপচার প্রকল্পের জন্য বিশাল অর্থসাহায্য খুলেছে, যার লক্ষ্য ৯০% ক্যাপচার হার।

কম কার্বন ডাই-অক্সাইড বিষয়বস্তু সহ কারখানাগুলির জন্য অর্থনৈতিক পরিস্থিতি আরও চ্যালেঞ্জিং। প্রতি টন কার্বন ডাই-অক্সাইড ধারণের পার্শ্বিক খরচ বেশি, কারণ অপসারিত কার্বন ডাই-অক্সাইডের তুলনায় গ্যাস প্রবাহ বৃহত্তর। এই সুবিধাগুলির অর্থনৈতিক সামঞ্জস্য অর্জনের জন্য নীতিগত সমর্থন বা কার্বন ক্রেডিট আয়ের উপর নির্ভর করতে হতে পারে।

ধরা হওয়া কার্বন ডাই-অক্সাইডের সাথে কী করা হবে—এটিও একটি প্রশ্ন। তেল উৎপাদন বৃদ্ধির জন্য উন্নত তেল পুনরুদ্ধার (ইওআর) ঐতিহ্যগত পথ হয়ে রয়েছে, যেখানে কার্বন ডাই-অক্সাইডকে নিঃশেষিত জমায় ইনজেক্ট করা হয়। লবণাক্ত জলভাগে সংরক্ষণ অন্য একটি বিকল্প, যদিও এটি সাইট বৈশিষ্ট্য নির্ণয় এবং নজরদারির যত্নশীল প্রক্রিয়া প্রয়োজন করে। কার্বন ডাই-অক্সাইডকে রাসায়নিক পদার্থ, জ্বালানি বা ভবন উপকরণে রূপান্তরিত করার মতো ব্যবহারের পথগুলি উদীয়মান, কিন্তু এখনও পর্যন্ত এগুলি ছোট পরিসরে সীমিত।

উল্লেখযোগ্য প্রথম-এর-মতো-কোনও প্রকল্প

দক্ষিণ-পশ্চিম চীনে সম্প্রতি চালু করা একটি প্রকল্প একটি শিক্ষণীয় উদাহরণ প্রদান করে। সুবিধাটি একটি প্রাকৃতিক গ্যাস পরিশোধন কেন্দ্র যা সন্নিহিত ক্ষেত্র থেকে অম্লীয় গ্যাস প্রক্রিয়াজাত করে। কার্বন ক্যাপচার ইউনিটটি একটি প্রদর্শন প্রকল্প হিসাবে যোগ করা হয়েছিল যাতে কেন্দ্রের টেইল গ্যাস থেকে CO₂ আটকানোর প্রযুক্তিগত ও অর্থনৈতিক বাস্তবায়নযোগ্যতা প্রমাণ করা যায় .

প্রকল্পটি একটি রাসায়নিক শোষণ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে যেখানে কেন্দ্রের টেইল গ্যাসের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী নিম্ন-চাপ ও মাঝারি ঘনত্বের CO₂ স্ট্রিমের জন্য অপ্টিমাইজড একটি বিশেষাধিকারপ্রাপ্ত অ্যামিন ফর্মুলেশন ব্যবহার করা হয় ডিজাইনটিতে শোষকের উপরে একটি জল ধোয়া অংশ অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে যাতে অ্যামিন ক্যারিওভার কমানো যায়, এবং এটি এনট্রেইনড দ্রাবক পুনরুদ্ধারের জন্য একটি মাইক্রো-সাইক্লোন পৃথকীকরণ পর্যায়ের সমন্বয় করা হয়েছে .

আটকানো CO₂ কে সংকুচিত করে একই গ্যাস ক্ষেত্রে পুনরায় ইনজেক্ট করা হয় যাতে গ্যাস উত্তোলন বৃদ্ধি পায় এটি একটি বন্ধ চক্র ব্যবস্থা তৈরি করে যেখানে CO₂-এর উৎপাদনমূলক ব্যবহার হয় এবং একইসাথে এটি বায়ুমণ্ডল থেকে বাইরে রাখা হয়। বার্ষিক ধারণ ক্ষমতা প্রায় ২৬,৫০০ টন এবং উন্নত পুনরুদ্ধার প্রভাবের ফলে উৎপাদন প্রায় ১০% বৃদ্ধি পায় বলে প্রতিবেদিত হয়েছে।

এই প্রকল্পটি তার আকারের কারণে গুরুত্বপূর্ণ নয়—অন্যত্র আরও বড় কার্বন ক্যাপচার সুবিধা রয়েছে—কিন্তু এটি প্রাকৃতিক গ্যাস প্রক্রিয়াকরণের প্রেক্ষাপটে ক্যাপচার ও উন্নত গ্যাস পুনরুদ্ধারের একীকরণ প্রদর্শন করে। প্রযুক্তিগত পদ্ধতি, দ্রাবক নির্বাচন এবং ইনজেকশন কৌশল—সবগুলোই এই প্রয়োগের জন্য বিশেষভাবে বিকশিত করা হয়েছিল, এবং অর্জিত অভিজ্ঞতা পরবর্তী প্রকল্পগুলোতে প্রয়োগ করা হচ্ছে।

প্রকৃত খরচ ও বিনিময়ের শর্তাবলী

কার্বন ক্যাপচার নিয়ে সত্যিকারের আলোচনা করতে হলে খরচ এবং বিনিময়ের বিষয়গুলো স্বীকার করা আবশ্যিক। শক্তি ক্ষতি বাস্তবিক। অ্যামিন পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়ায় ভাপ ব্যবহার করা হয়, যা অন্যথায় বিদ্যুৎ উৎপাদন বা অন্যান্য প্রক্রিয়ার প্রয়োজনে ব্যবহার করা যেত। এই প্যারাসাইটিক লোড সুবিধাটির নেট আউটপুট কমিয়ে দেয় বা এর জ্বালানি খরচ বাড়ায়।

উপরের টেবিলটি মূল বিনিময়গুলোকে সংক্ষেপে দেখায়। অ্যামিন সিস্টেমগুলো সর্বোচ্চ ক্যাপচার হার দেয়, কিন্তু সর্বোচ্চ শক্তি খরচে। মেমব্রেন সিস্টেমগুলো আরও দক্ষ, কিন্তু সাধারণত বহু-পর্যায়ের বিন্যাস ছাড়া একই ক্যাপচার হার অর্জন করতে পারে না। হাইব্রিড পদ্ধতিগুলো উভয়ের সেরা দিকগুলো গ্রহণ করার চেষ্টা করে, কিন্তু বাণিজ্যিক স্তরে এগুলো এখনও কম প্রমাণিত।

অপারেশনাল বিষয়গুলোও রয়েছে। সময়ের সাথে অ্যামিনের ক্ষয় ঘটলে দ্রাবক পুনরুদ্ধার ও প্রতিস্থাপন করা আবশ্যক। মেমব্রেনের ফাউলিং ও বয়সজনিত ক্ষয় কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে এবং নিয়মিত প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়। পরিবহন ও সঞ্চয়ের জন্য CO₂ স্ট্রিমের অখণ্ডতা বজায় রাখা আবশ্যক—জল, অক্সিজেন ও সালফার যৌগের মতো দূষণকারী পদার্থগুলো ক্ষয় সৃষ্টি করতে পারে অথবা ইনজেক্টিভিটির উপর প্রভাব ফেলতে পারে।

অর্থনৈতিক দিকগুলো বহিঃস্থ বিষয়গুলোর উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। কার্বন মূল্যায়ন, কর ক্রেডিট এবং নিয়ন্ত্রক বাধ্যবাধকতা একটি সীমান্ত প্রকল্পকে কার্যকর করে তুলতে পারে। এই সমর্থন ছাড়া, শুধুমাত্র সর্বোচ্চ CO₂-উৎস বিশিষ্ট সুবিধা বা অনুকূল EOR ব্যবস্থার সাথে যুক্ত সুবিধাগুলোই বিনিয়োগের যৌক্তিকতা প্রমাণ করতে পারে।

নীতিগত পরিস্থিতি এবং তার তাৎপর্য

নীতিগত পরিবেশ পরিবর্তনশীল। আইইএ গ্যাস মূল্য শৃঙ্খল ডিকার্বনাইজ করার জন্য সিসিইউএস-কে একটি অপরিহার্য প্রযুক্তি হিসেবে চিহ্নিত করেছে। বহু আইনি অধিকারের মধ্যে সরকারি অর্থায়ন কর্মসূচি উদ্ভূত হচ্ছে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডিওই কার্বন ক্যাপচার প্রদর্শন ও প্রয়োগের জন্য বিলিয়ন ডলার প্রায় উপলব্ধ করেছে। ইউরোপ, এশিয়া এবং মধ্য প্রাচ্যেও এমন উদ্যোগ রয়েছে।

কিন্তু নীতিগত সমর্থন নিশ্চিত নয়। অর্থায়ন প্রত্যাহার করা যেতে পারে, কর ক্রেডিট মেয়াদোত্তীর্ণ হতে পারে এবং নিয়ন্ত্রণমূলক প্রয়োজনীয়তা পরিবর্তন হতে পারে। প্রকল্প উন্নয়নকারীদের শুধুমাত্র প্রযুক্তিগত ও অর্থনৈতিক সম্ভাব্যতা নয়, বরং নীতিগত ঝুঁকিও মূল্যায়ন করতে হবে। কিছু প্রকল্প "ক্যাপচার-রেডি" ডিজাইন নিয়ে এগিয়ে যাচ্ছে যা ভবিষ্যতে ক্যাপচার সরঞ্জাম যোগ করার অনুমতি দেয়, যার ফলে মূলধন বিনিয়োগ স্থগিত হয় যতক্ষণ না নীতিগত ও অর্থনৈতিক যুক্তিটি আরও স্পষ্ট হয়ে ওঠে।

প্রযুক্তিটি নিজেই এখনও বিকশিত হচ্ছে। নতুন দ্রাবক সংমিশ্রণগুলি কম পুনর্জেনারেশন শক্তির প্রতিশ্রুতি দেয়। উন্নত পর্দা উপকরণগুলি উচ্চতর নির্বাচনীতা এবং টেকসইতা প্রদান করে। প্রক্রিয়া একীকরণ কৌশল—যেমন পুনর্জেনারেশনের জন্য বর্জ্য তাপ ব্যবহার করা, নির্দিষ্ট গ্যাস গঠনের জন্য ক্যাপচার ট্রেনটি অপ্টিমাইজ করা—সামগ্রিক দক্ষতা বৃদ্ধি করতে পারে।

প্রাকৃতিক গ্যাস চালানোর অপারেটরদের জন্য কার্বন ক্যাপচার যোগ করার সিদ্ধান্ত সহজ নয়। এটি ফিড গ্যাস গঠন, উপলব্ধ সেবা সুবিধা, ভূতাত্ত্বিক সঞ্চয়ের বিকল্প, নীতিগত সমর্থন এবং বাজারের অবস্থা—এই সবকিছুর সাবধানে মূল্যায়ন প্রয়োজন। যেসব প্রকল্প সফল হয়, তারা হলো যেগুলো প্রযুক্তিকে নির্দিষ্ট সাইটের শর্তের সাথে মেলায় এবং বাণিজ্যিকীকরণের জন্য স্পষ্ট পথ রাখে।

গ্রিনফার গ্যাস চিকিৎসা ও পৃথকীকরণ সরঞ্জাম সরবরাহ করে যা কার্বন ক্যাপচার একীকরণকে সমর্থন করতে কনফিগার করা যায়, যার পিছনে এএসএমই এবং সিই সার্টিফিকেশন সহ ফ্যাব্রিকেশন ক্ষমতা রয়েছে। সরঞ্জাম সরবরাহ চেইন বিদ্যমান; প্রকৌশল বিশেষজ্ঞতা উপলব্ধ। সীমাবদ্ধ কারকটি প্রায়শই প্রকল্প-স্তরের অর্থনৈতিক পরিস্থিতি এবং নীতিগত পরিবেশ, প্রযুক্তি নিজে নয়।