نیچرل گیس پلانٹس میں کاربن کیپچر

وہ کاربن کا مسئلہ جو غائب نہیں ہوتا

قدرتی گیس کو طویل عرصے سے سب سے صاف فوسل فیول کے طور پر مارکیٹ کیا گیا ہے۔ اور احتراق کی بنیاد پر، یہ تکنیکی طور پر درست ہے—یہ کوئلہ یا تیل کے مقابلے میں توانائی کی ہر یونٹ پر تقریباً 30% سے 50% کم CO₂ پیدا کرتی ہے۔ لیکن 'صاف تر' کا مطلب 'صاف' نہیں ہوتا۔ جبکہ عالمی سطح پر گیس کی طلب مسلسل بڑھ رہی ہے اور LNG کی تجارت کا حجم کل گیس کی تجارت کا تقریباً 59% ہے، قدرتی گیس کی پروسیسنگ اور احتراق سے منسلک کُل CO₂ اخراجات اب بھی قابلِ ذکر ہیں۔

انٹرنیشنل انرجی ایجنسی نے ریاضی کو واضح کر دیا ہے: اگر کاربن کیپچر کو بڑے پیمانے پر استعمال نہ کیا جائے تو قدرتی گیس کو طویل مدت تک کم اخراج والے توانائی کے ذریعے کے طور پر نہیں دیکھا جا سکتا۔ ایجنسی نے یہ بھی نوٹ کیا ہے کہ موجودہ ٹیکنالوجیوں کے استعمال سے ایل این جی کے اخراج کو 60 فیصد سے زیادہ کم کیا جا سکتا ہے—اگر سرمایہ کاری کی جائے۔ یہ ایک بہت بڑا "اگر" ہے، لیکن یہ موقع کو مناسب تناظر میں رکھتا ہے۔

خاص طور پر قدرتی گیس کی پروسیسنگ پلانٹس کے لیے، کاربن کیپچر کا چیلنج بجلی پیدا کرنے یا صنعتی ذرائع سے مختلف ہوتا ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ اکثر فیڈ گیس میں خود موجود ہوتی ہے، جس کی کثافت مختلف ذخائر کے مطابق بہت زیادہ مختلف ہو سکتی ہے۔ اسے خارج کرنا پہلے سے ہی گیس کے علاج کے دائرہ کار کا حصہ ہے—سوال یہ ہے کہ کیا اسے فضا میں چھوڑنے کے بجائے اسے سیکویسٹریشن کے لیے کیپچر کیا جائے۔

وہ ٹیکنالوجیاں جو درحقیقت استعمال ہوتی ہیں

امین پر مبنی کیمیائی جذب قدرتی گیس کے درخواستوں میں CO₂ کو پکڑنے کے لیے اب بھی غالب ٹیکنالوجی ہے۔ یہ پختہ، اچھی طرح سمجھی جانے والی اور اعلیٰ شرحِ جذب فراہم کرنے کے قابل ہے۔ بنیادی اصول سیدھا سادہ ہے: ایک امین محلول جذب کالم میں گیس کے بہاؤ سے ملتا ہے اور CO₂ کے ساتھ انتخابی طور پر کمزور کیمیائی رابطہ بنا کر ردِ عمل کرتا ہے۔ پھر اس غنی محلول کو ایک دوبارہ توانائی فراہم کرنے والے آلے میں بھیجا جاتا ہے، جہاں حرارت کے ذریعے یہ رابطہ توڑ دیا جاتا ہے اور ایک غنی CO₂ کا بہاؤ آزاد ہوتا ہے۔

چیلنج توانائی کے استعمال میں ہے۔ دوبارہ توانائی فراہم کرنے کا مرحلہ قابلِ ذکر حرارت کا مطالبہ کرتا ہے، جو عام طور پر پلانٹ کے سہولیاتی نظام سے کم دباؤ والی بھاپ کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے۔ یہ حرارتی ذمہ داری امین نظاموں کا بنیادی آپریٹنگ اخراجہ ہے اور یہی اصل وجہ ہے کہ اس ٹیکنالوجی کو توانائی کا نقصان ہوتا ہے، جسے کچھ آپریٹرز جائزہ نہیں سمجھتے۔

غشاء کی ٹیکنالوجی امین اسکربنگ کے متبادل یا اس کے ساتھ ملانے کے طریقے کے طور پر مقبولیت حاصل کر رہی ہے۔ پولیمرک غشاء کاربن ڈائی آکسائیڈ کو میتھین کے مقابلے میں منتخب طور پر عبور کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جس سے کم توانائی کے استعمال کے ساتھ بڑی مقدار میں اخراج ہوتا ہے۔ خالی ریشے والے غشاء کنٹیکٹرز کو امین محلول کے ساتھ ملانے سے روایتی نظاموں کے مقابلے میں تقریباً ۳۰ فیصد کم آپریٹنگ اخراجات حاصل کرنے کا ثبوت دیا گیا ہے، جبکہ ان کا رقبہ روایتی نظاموں سے تقریباً ۵۰ فیصد چھوٹا ہوتا ہے۔ .

ہر طریقہ کا اپنا مناسب مقام ہوتا ہے۔ جب زیادہ درجہ کی کیپچر شرح اور زیادہ درجہ کی مصنوعات کی خالصی کی ضرورت ہوتی ہے تو امین نظام بہترین کارکردگی دکھاتے ہیں۔ جہاں معتدل خالصی قبول کی جا سکتی ہو اور توانائی کے اخراجات بنیادی تشویش کا باعث ہوں، وہاں غشاء کا استعمال بڑی مقدار میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کے لیے پرکشش ہوتا ہے۔ دونوں ٹیکنالوجیز کو ملانے والے ہائبرڈ نظام بھی سامنے آ رہے ہیں، جن میں غشاء کو ابتدائی الگاؤ کے لیے اور امین کو آخری صفائی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

گیس پلانٹ میں کاربن کیپچر کہاں معقول ہے

ہر قدرتی گیس کے پروسیسنگ ادارے کو کاربن کیپچر کے لیے مناسب نہیں سمجھا جاتا۔ اس کی معاشیات زیادہ تر فیڈ گیس میں CO₂ کی مقدار، سیکویسٹریشن یا استعمال کے راستے کی دستیابی، اور ریگولیٹری یا انعامی ماحول پر منحصر ہوتی ہے۔

ان اداروں کے لیے جو ریزروائرز سے گیس پروسیس کرتے ہیں جن میں CO₂ کی مقدار زیادہ ہو—کبھی کبھار 10% سے 20% یا اس سے بھی زیادہ—کیپچر کا معاملہ سب سے آسان ہوتا ہے۔ CO₂ کو پائپ لائن کے معیارات کے مطابق پہلے ہی خارج کیا جا رہا ہوتا ہے؛ اسے سیکویسٹریشن کے لیے کیپچر کرنا اضافی لاگت تو لگاتا ہے لیکن کاربن قیمت یا ٹیکس کریڈٹس کی وجہ سے اس کی وجوہات بنتی ہیں۔ مثال کے طور پر ریاستہائے متحدہ امریکہ میں، توانائی کے محکمے نے قدرتی گیس کے اداروں پر کاربن کیپچر کے منصوبوں کے لیے بڑی رقم کی فنڈنگ شروع کر دی ہے، جس کا ہدف 90% کیپچر کی شرح ہے۔

کم CO₂ مواد والے پلانٹس کے لیے معاشیات زیادہ مشکل ہوتی ہیں۔ CO₂ کی فی ٹن کیپچر کا اضافی لاگت زیادہ ہوتا ہے کیونکہ گیس کے بہاؤ کا حجم CO₂ کی مقدار کے مقابلے میں زیادہ ہوتا ہے جو نکالی جاتی ہے۔ ان سہولیات کو اعداد و شمار کو درست کرنے کے لیے پالیسی کی حمایت یا کاربن کریڈٹ کی آمدنی پر انحصار کرنا پڑ سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، کیپچر شدہ CO₂ کے ساتھ کیا کرنا ہے، یہ بھی ایک سوال ہے۔ تیل کی بحالی کو بڑھانے کے لیے CO₂ کا استعمال روایتی طریقہ رہا ہے، جس میں CO₂ کو خالی ذخائر میں داخل کیا جاتا ہے تاکہ پیداوار میں اضافہ ہو سکے۔ نمکین آبی ذخائر میں ذخیرہ کرنا ایک اور اختیار ہے، حالانکہ اس کے لیے مقام کی درست تشخیص اور نگرانی کی ضرورت ہوتی ہے۔ CO₂ کو کیمیکلز، ایندھن یا تعمیراتی مواد میں تبدیل کرنے کے استعمال کے راستے ابھر رہے ہیں، لیکن ابھی تک ان کا سائز چھوٹا ہے۔

ایک پہلی قسم کا منصوبہ جس کا ذکر کرنا ضروری ہے

جنوب مغربی چین میں حال ہی میں شروع کیا گیا ایک منصوبہ اس بات کی واضح مثال فراہم کرتا ہے۔ یہ سہولت ایک قدرتی گیس صاف کرنے والے پلانٹ کی ہے جو قریبی فیلڈ سے آنے والی کھٹّی گیس کو سمجھتی ہے۔ کاربن کیپچر یونٹ کو اس بات کو ثابت کرنے کے لیے ایک عرضی منصوبے کے طور پر شامل کیا گیا تھا کہ پلانٹ کی دم گیس سے CO₂ کو پکڑنا فنی اور معاشی طور پر عملی ہے .

اس منصوبے میں ایک کیمیائی جذب کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے جس میں پلانٹ کی دم گیس کی کم دباؤ اور درمیانی غیرت کی CO₂ کی دھارا کے لیے موافق بنائی گئی ایک خاص ایمن فارمولیشن استعمال کی جاتی ہے . ڈیزائن میں جذب کرنے والے حصے کے اوپر ایک پانی کی دھلائی کا حصہ شامل کیا گیا ہے تاکہ ایمن کے منتقل ہونے کو کم سے کم کیا جا سکے، جسے ایک مائیکرو سائیکلون الگ کرنے کے مرحلے کے ساتھ ملا کر استعمال کیا جاتا ہے تاکہ داخل ہونے والے محلول کو واپس حاصل کیا جا سکے .

پکڑی گئی CO₂ کو دبایا جاتا ہے اور پھر اسی گیس کے فیلڈ میں واپس انجیکٹ کیا جاتا ہے تاکہ گیس کی بحالی بہتر ہو سکے یہ ایک بند حلقہ کا نظام بناتا ہے جہاں کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO₂) کو ماحول کے بجائے کوئی پیداواری مقصد دیا جاتا ہے۔ سالانہ کیپچر صلاحیت تقریباً 26,500 ٹن ہے، اور بہتر شدہ بازیابی کا اثر رپورٹ کے مطابق پیداوار میں تقریباً 10 فیصد اضافہ کرتا ہے۔

یہ منصوبہ اپنے سائز کی وجہ سے اہم نہیں ہے — دیگر جگہوں پر اس سے بڑی کاربن کیپچر سہولیات موجود ہیں — بلکہ اس لیے اہم ہے کہ یہ قدرتی گیس کی پروسیسنگ کے تناظر میں کیپچر کو بہتر شدہ گیس بازیابی کے ساتھ ضم کرنے کا عملی ثبوت فراہم کرتا ہے۔ اس کاربرد کے لیے خاص طور پر ٹیکنیکل نقطہ نظر، محلول کے انتخاب اور انجیکشن کی حکمت عملی کو تیار کرنا پڑا، اور حاصل کردہ سبق کو بعد کے منصوبوں میں لاگو کیا جا رہا ہے۔

حقیقی لاگتیں اور مقابلے

کاربن کیپچر کے بارے میں صادقانہ بحث کے لیے اس کی لاگت اور مقابلے کو تسلیم کرنا ضروری ہے۔ توانائی کا نقصان حقیقت ہے۔ ایمن ری جنریشن کے لیے بھاپ استعمال ہوتی ہے جو ورنہ بجلی پیدا کر سکتی تھی یا دوسرے عملی مقاصد کے لیے استعمال ہو سکتی تھی۔ یہ متصل بوجھ سہولت کی خالص پیداوار کو کم کرتا ہے یا اس کی ایندھن کی خوراک بڑھا دیتا ہے۔

اوپر دی گئی جدول اہم مقابلے کا خلاصہ پیش کرتی ہے۔ ایمن نظام سب سے زیادہ کیپچر کی شرح فراہم کرتے ہیں لیکن سب سے زیادہ توانائی کی لاگت کے ساتھ۔ غشائی نظام زیادہ کارآمد ہیں لیکن عام طور پر بغیر کئی درجوں کی ترتیب کے اتنی کیپچر کی شرح حاصل نہیں کر سکتے۔ ہائبرڈ طریقے دونوں کے بہترین پہلوؤں کو حاصل کرنے کی کوشش کرتے ہیں لیکن ان کا تجربہ تجارتی سطح پر کم ہے۔

اس کے علاوہ آپریشنل امور بھی ہیں۔ امین کا وقت کے ساتھ ساتھ گھٹنا سولوینٹ کو دوبارہ حاصل کرنے اور تبدیل کرنے کی ضرورت رکھتا ہے۔ ممبرین کا گندہ ہونا اور عمر بڑھنا اس کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے اور اس کی دورانِ وقت تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے۔ CO₂ کے بہاؤ کی درستگی کو نقل و حمل اور ذخیرہ کرنے کے لیے برقرار رکھنا ضروری ہے—پانی، آکسیجن اور سلفر مرکبات جیسے آلودگی کے ذرات کوروزن کا باعث بن سکتے ہیں یا انجیکٹیویٹی کو متاثر کر سکتے ہیں۔

معاشیات خارجی عوامل پر بہت زیادہ منحصر ہے۔ کاربن کی قیمت، ٹیکس کریڈٹس اور ریگولیٹری فرضیات ایک حدی منصوبے کو قابلِ عمل بنا سکتی ہیں۔ اس قسم کی حمایت کے بغیر صرف وہ سب سے زیادہ CO₂ پیدا کرنے والی سہولیات یا وہ منصوبے جن کے پاس EOR کے لیے مناسب انتظامات ہوں، سرمایہ کاری کی توجیہ کر سکتے ہیں۔

پالیسی کا منظر نامہ اور اس کا کیا مطلب ہے

پالیسی کا ماحول تبدیل ہو رہا ہے۔ آئی ای اے نے گیس ویلیو چین کو کم کاربن بنانے کے لیے سی سی یو ایس کو ایک اہم ٹیکنالوجی کے طور پر شناخت کیا ہے۔ حکومتی فنڈنگ کے پروگرام مختلف علاقوں میں سامنے آ رہے ہیں۔ امریکہ کے ڈیپارٹمنٹ آف انرجی نے کاربن کیپچر کے جانچ اور استعمال کے لیے بلین ڈالر کی رقم دستیاب کر دی ہے۔ یورپ، ایشیا اور مشرق وسطیٰ میں بھی اسی قسم کے اقدامات موجود ہیں۔

لیکن پالیسی کی حمایت یقینی نہیں ہے۔ فنڈنگ واپس لی جا سکتی ہے، ٹیکس کریڈٹ ختم ہو سکتے ہیں، اور ریگولیٹری ضروریات تبدیل ہو سکتی ہیں۔ منصوبہ سازوں کو صرف تکنیکی اور معاشی عملدرآمد کا ہی نہیں بلکہ پالیسی کے خطرات کا بھی جائزہ لینا ہوتا ہے۔ کچھ منصوبے "کیپچر ریڈی" ڈیزائن کے ساتھ آگے بڑھ رہے ہیں جو مستقبل میں کیپچر کے آلات کو شامل کرنے کی اجازت دیتا ہے، تاکہ سرمایہ کاری کو اس وقت تک موخر کیا جا سکے جب تک کہ پالیسی اور معاشی صورتحال واضح نہ ہو جائے۔

ٹیکنالوجی خود بھی مسلسل ترقی کر رہی ہے۔ نئے محلل کے مرکبات کم تجدید توانائی کا وعدہ کرتے ہیں۔ جدید غشائی مواد زیادہ انتخابیت اور پائیداری فراہم کرتے ہیں۔ عمل کے اندراج کی حکمت عملیاں—تجدید کے لیے ضائع حرارت کا استعمال، کیپچر ٹرین کو مخصوص گیس کی تشکیل کے مطابق بہتر بنانا—کلی کارکردگی میں بہتری لا سکتی ہیں۔

قدرتی گیس کے پلانٹ آپریٹرز کے لیے کاربن کیپچر شامل کرنے کا فیصلہ آسان نہیں ہے۔ اس کے لیے فیڈ گیس کی تشکیل، دستیاب سہولیات، ذخیرہ کرنے کے اختیارات، پالیسی کی حمایت اور منڈی کی صورتحال کا غور و خوض سے جائزہ لینا ضروری ہے۔ وہ منصوبے کامیاب ہوتے ہیں جو ٹیکنالوجی کو مخصوص مقامی حالات کے مطابق ڈھالتے ہیں اور جن کے تجارتی استعمال کا واضح راستہ ہوتا ہے۔

گرین فِر گیس کے علاج اور الگ کرنے کے آلات فراہم کرتی ہے جنہیں کاربن کیپچر کے اندراج کی حمایت کے لیے ترتیب دیا جا سکتا ہے، جس کے پیچھے اے ایس ایم ای اور سی ای سرٹیفیکیشنز کے ساتھ تیاری کی صلاحیتیں موجود ہیں۔ آلات کی سپلائی چین موجود ہے؛ انجینئرنگ کا ماہر علم دستیاب ہے۔ رکاوٹ عام طور پر ٹیکنالوجی کے بجائے منصوبہ سطح کی معیشت اور پالیسی کا ماحول ہوتا ہے۔