তাপীয় শক্তি থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনের সম্ভাবনা

জলবায়ু পরিবর্তনের অভিঘাত মোকাবিলায় নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যবহার অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। জীবাশ্ম জ্বালানি ব্যবহারের ফলে যে পরিমাণ গ্রিনহাউস গ্যাস নিঃসরণ হচ্ছে, তা জলবায়ু পরিবর্তনের অন্যতম প্রধান কারণ। নবায়নযোগ্য শক্তি ব্যবহার করে গ্রিনহাউস গ্যাস নিঃসরণ হ্রাস, প্রাকৃতিক দুর্যোগের সংখ্যা কমানো, অর্থনৈতিক উন্নয়ন এবং জনস্বাস্থ্য সুরক্ষা করা সম্ভব। বিশ্বব্যাপী নবায়নযোগ্য শক্তির ওপর জোর দেয়া হচ্ছে। বর্তমানে বাংলাদেশ নবায়নযোগ্য জ্বালানির দিকে বিশেষ মনোযোগ দিয়েছে। দেশের মোট বিদ্যুতের ১০ শতাংশ নবায়নযোগ্য জ্বালানি থেকে উৎপাদনের লক্ষ্য ঠিক করা হয়েছে। নবায়নযোগ্য শক্তি বা গ্রীন এনার্জির উৎসগুলো হলো সৌরশক্তি, ভ-ূতাপ, বায়ুপ্রবাহ, জলপ্রবাহ, সমুদ্র ঢেউ, জোয়ার-ভাটা ইত্যাদি। এই উৎসগুলোর মধ্যে ভূ-তাপ থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনের ধারণা আমাদের অনেকের কাছেই অজানা সেজন্য আজকের লেখায় ভূ-তাপীয় শক্তি থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনের বিষয় নিয়ে আলোকপাত করছি এবং অন্য নবায়নযোগ্য উৎসগুলো নিয়ে পরবর্তী লেখায় তুলে ধরার আশাবাদ ব্যক্ত করছি।

জিও থার্মাল এনার্জি বা ভূ-তাপীয় শক্তি হলো পৃথিবীর অভ্যন্তরের এক ধরণের শক্তি। পৃথিবীর কেন্দ্র একটি গলিত ধাতুর পিন্ড যার তাপমাত্রা প্রায় ৬ হাজার ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড। সেই তাপমাত্রা পৃথিবী পৃষ্ঠের নীচ পর্যন্ত পরিচলন পদ্ধতিতে চলে আসে। তাছাড়াও পৃথিবীর অভ্যন্তরের তেজস্ক্রিয় পদার্থ যেমন থোরিয়াম, ইউরেনিয়ামের ক্ষয়ের ফলে যে তাপ সৃষ্টি হয় সেটিও ভূ-পৃষ্ঠের নীচ পর্যন্ত পরিচালিত হয়। এই তাপকে কাজে লাগিয়ে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করা যায়। আগ্নেয়গিরি বা উষ্ণ প্রস্রবণের মুখ দিয়ে একটি বড় এবং একটি ছোট ব্যাসের সমকেন্দ্রিক নলকে মাটির গভীরে প্রায় ৩০০০ মিটার চালনা করা হয়। বড় নলের মুখ দিয়ে সাধারণ উষ্ণতার জলকে ভূগর্ভে পাঠানো হলে, ভূগর্ভের প্রচ- উত্তাপে সেই জল উচ্চ চাপে বাষ্পে পরিণত হয়ে ছোট ব্যাসের নলের মাধ্যমে দ্রুত বেগে বাইরে বেরিয়ে আসে। এই বাষ্পের চাপকে কাজে লাগিয়ে টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎশক্তি উৎপাদন করা হয়। বিজ্ঞানীদের মতানুসারে, ভূগর্ভের ১০ কিমি গভীরতায় ভূ-তাপীয় শক্তি থেকে প্রাপ্ত শক্তির পরিমাণ ১২ হাজার কিলোওয়াট-ঘণ্টা।

প্রিন্স পিয়েরো জিনোরি কন্টি ১৯০৪ সালের ৪ জুলাই ইতালির লারডেরেলোতে প্রথম ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ জেনারেটর পরীক্ষা করেন। এ পরীক্ষার মাধ্যমে সফলভাবে চারটি আলোর বাল্ব জ্বালানো হয়েছিল। পরবর্তীতে ১৯১১ সালে বিশ্বের প্রথম বাণিজ্যিক ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র সেখানেই নির্মিত হয়। বিশ্বের ৩২টি দেশে ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র চালু আছে, যার সম্মিলিত ক্ষমতা ১৬,৩১৮ মেগাওয়াট, ১৯৮টি ভূ-তাপীয় ক্ষেত্রে ৬৭৩টি পৃথক বিদ্যুৎ ইউনিট স্থাপন করা হয়েছে। এই ইউনিটগুলির প্রায় ৩৭% ফ্ল্যাশ ধরণের যার সম্মিলিত ক্ষমতা ৮৫৯৮ মেগাওয়াট (মোট ৫২.৭% এবং বাইনারি ও ওআরসি ধরণের ইউনিটের ক্ষমতা ২৫.১%)। ভূ-তাপীয় শক্তি দেশগুলির নির্বাচিত তালিকার শীর্ষে রয়েছে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র ৩৭৯৪ মেগাওয়াট। অন্য দেশগুলো হলো ইন্দোনেশিয়া ২৩৫৬ মেগাওয়াট, ফিলিপাইন ১৯৩৫ মেগাওয়াট এবং তুরস্ক ১৬৮২ মেগাওয়াট। কেনিয়া, আইসল্যান্ড এবং এল সালভাদরের নেতৃত্বে কমপক্ষে সাতটি দেশে উৎপাদিত মোট বিদ্যুৎ উৎপাদনের ১০% এরও বেশি ভূ-তাপীয় উৎস থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদিত হয়। (সূত্র: Evolution of world wide geothermal power 2020–2023).

কয়লা এবং অন্যান্য জীবাশ্ম জ্বালানির মতো প্রচলিত জ্বালানি উৎসের তুলনায় ভূ-তাপীয় শক্তি পরিবেশগতভাবে বেশি বন্ধুত্বপূর্ণ। এছাড়াও ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্রের কার্বন পদচিহ্ন কম থাকে। জীবাশ্ম জ্বালানির তুলনায় ভূ-তাপীয় শক্তির ক্ষেত্রে দূষণের হার কম।প্রায় ৫ বিলিয়ন বছর পর সূর্যের দ্বারা পৃথিবী ধ্বংস না হওয়া পর্যন্ত ভূ-তাপীয় শক্তি স্থায়ী হবে। পৃথিবীর অভ্যন্তরের উষ্ণ জলাধারগুলি প্রাকৃতিকভাবে পুনরায় পূরণ হয় যা এটিকে নবায়নযোগ্য এবং টেকসই উভয়ই করে তোলে। বিশ্বব্যাপী বর্তমানে প্রায় ১৫ টেরাওয়াট বিদ্যুতের চাহিদা রয়েছে।তাপীয় উৎস থেকে ২ টেরাওয়াট বিদ্যুৎ পাওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে।

ভূ-তাপীয় শক্তি ব্যবহার করে বাংলাদেশেও বিদ্যুৎ উৎপাদনের সম্ভাবনা দেখা গিয়েছে। রংপুর বিভাগের ঠাকুরগাঁও জেলার সালন্দর ইউনিয়নের বরুনাগাঁওয়ে একটি ডিপ টিউবওয়েল থেকে ৩৪ থেকে ৩৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার গরম পানি বের হতে থাকে। তদানীন্তন পানি উন্নয়ন বোর্ডের কর্মকর্তা মিজানুর রহমান এ নিয়ে গবেষণা শুরু করেন এবং তিনি দেখেন ইন্দোনেশিয়া, জাপান ও ফিলিপাইন ইতিমধ্যেই এই প্রক্রিয়ায় বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে শুরু করেছে। শুধু তাই নয়, ভারতের কয়েকটি স্থানেও এ ধরনের বিদ্যুৎ উৎপাদন শুরু হয়ে গেছে। সম্প্রতি পাওয়া তথ্য অনুসারে Anglo MGH Energy নামে একটি ঢাকা কেন্দ্রিক বেসরকারী প্রতিষ্ঠান দেশে প্রথমবারের মত ঠাকুরগাঁওয়ে ২০০ মেগাওয়াট ক্ষমতা সম্পন্ন একটি ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র স্থাপনের উদ্যোগ নিয়েছে। তারা ২৮ টি গভীর নলকূপের মাধ্যমে উত্তপ্ত বাষ্পকে উত্তোলন করে টারবাইন ঘুরানোর মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে।

জাপানি কোম্পানিগুলি ১৯৮০’র দশকের শুরুর দিকে সিমেন্ট শিল্পে Waste Heat Recovery (WHR) প্রযুক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদনের সূচনা করে। বর্তমানে এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে চীন, ভারত, জাপান এবং থাইল্যান্ড সহ কয়েকটি দেশ উল্লেখযোগ্য পরিমাণে বিদ্যুৎ উৎপাদন করছে এবং কিছু কারখানা এই পদ্ধতির মাধ্যমে তাদের বিদ্যুৎ চাহিদার ৩০% পর্যন্ত পূরণ করে। বেশ কয়েকটি দেশ সিমেন্ট ফ্যাক্টরিগুলোতে তাদের চাহিদার ৩০% বিদ্যুৎ উৎপাদন করছে। Waste Heat Recovery for the Cement Sector: Market and Supplier Analysis -এর মতে সারা বিশ্বের সিমেন্ট কারখানাগুলোতে ৮৫০টিরও বেশি WHR বিদ্যুৎ স্থাপনা রয়েছে। সিমেন্ট কারখানায় বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার (WHR) স্থাপনের সংখ্যায় চীন শীর্ষে ৭৩৯টি, ভারত ২৬টি, জাপান ২৪টি, থাইল্যান্ড ২টি, পাকিস্তান ৯টি, এশিয়ার অন্যান্য দেশ ২৪টি, মধ্যপ্রাচ্য ১৫টি, ইউরোপ ৭টি, আমেরিকা ৫টি এবং পৃথিবীর অন্যান্য দেশগুলোতে ৪টি রয়েছে। আমাদের দেশে বর্তমানে ৪২টি সিমেন্ট কারখানা রয়েছে। বিশ্বে সিমেন্ট উৎপাদনে বাংলাদেশের অবস্থান ৪০তম এবং নগরায়ন বৃদ্ধি পাওয়ায় মাথাপিছু বার্ষিক সিমেন্টের চাহিদা ১৮৭ কে.জি। প্রতিবেশী ভারতে মাথাপিছু বার্ষিক সিমেন্টের চাহিদা ৩২০ কেজি এবং মায়ানমারের চাহিদা ২৮০ কেজি। বাংলাদেশ ভারত, নেপাল, মায়ানমার, মালদ্বীপ এবং শ্রীলংকায় সিমেন্ট রপ্তানী করে থাকে। দেশের সম্ভাবনাময় এই সিমেন্ট কারখানায় বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার (WHR) স্থাপনের মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা গেলে তা আমাদের জন্য বিদ্যুৎ ও সিমেন্ট শিল্প উভয় ক্ষেত্রেই সাশ্রয়ী হতো।

চীন ও ইতালিসহ বেশ কয়েকটি দেশ বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ইস্পাত ও লোহা কারখানায় বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার ব্যবস্থা ব্যবহার করছে। চীনে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক ইস্পাত তৈরির প্রতিষ্ঠান এই ধরনের ব্যবস্থা বাস্তবায়ন করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করছে। ডেনমার্ক, ফিনল্যান্ড এবং রাশিয়া, ইস্পাত উৎপাদনের বর্জ্য তাপ ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য পরিচিত। ডেনমার্ক তাদের বিদ্যুতের মোট চাহিদার অর্ধেকই উৎপাদন করে পুর্নব্যবহৃত তাপ থেকে, যার মধ্যে রয়েছে ইস্পাত উৎপাদনের বর্জ্য তাপ। ফিনল্যান্ড বর্জ্য তাপ পুর্নব্যবহার করে বিদ্যুতের ৩৯% এবং রাশিয়া তার বিদ্যুতের ৩১% উৎপন্ন করে। (সূত্র: Current progress of process integration for waste heat recovery in steel and iron industries).

Organic Rankine Cycle (ORC) পদ্ধতিতে ইটালি, চীন, জার্মানি প্রভৃতি দেশ কাঁচ নির্মাণ ফ্যাক্টরি থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। বর্তমানে বাংলাদেশে প্রায় ৪০টি স্টিল ওয়ার্কস সচল রয়েছে, যাদের সম্মিলিত উৎপাদন ক্ষমতা ৯০ লাখ টন ইস্পাত। বাংলাদেশে বর্তমানে বছরে প্রায় ৮৫ লাখ টন ইস্পাতের প্রয়োজন হয়। বিগমিন্টের পূর্বাভাস অনুযায়ী, ২০২৭ সাল নাগাদ বাংলাদেশের ইস্পাত উৎপাদন ক্ষমতা ১ কোটি ৩০ লাখ টনে উন্নীত হবে। বাংলাদেশে বেশ কয়েকটি কাচ উৎপাদনকারী কোম্পানি রয়েছে, যার মধ্যে পিএইচপি ফ্লোট গ্লাস ইন্ডাস্ট্রিজ, নাসির গ্লাস ইন্ডাস্ট্রিজ এবং উসমানিয়া গ্লাস শিট ফ্যাক্টরির মতো বড় বড় কারখানা রয়েছে। আমাদের দেশের আয়রন এন্ড স্টিল কারখানা এবং কাচ উৎপাদনকারি কারখানাগুলোতে অদুর ভবিষ্যতে বিদ্যুৎ উৎপাদনের ব্যাপক সম্ভাবনা রয়েছে।

বর্তমানে কোনো দেশ বাণিজ্যিকভাবে ইটভাটার বর্জ্য তাপ থেকে সরাসরি বিদ্যুৎ উৎপাদন করছে বলে বলে জানা নেই। ইটের ভাটাগুলি সাধারণত ৮০০°C থেকে ১২০০°C তাপমাত্রায় চলে। যে পদ্ধতিতে সিমেন্ট, ইস্পাত ও কাচ উৎপাদন শিল্পে অতিরিক্ত তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয় সেই একই বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার (WHR) প্রযুক্তির মাধ্যমে ইট ভাটার উচ্চ তাপমাত্রা ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা সম্ভব। বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার (WHR) ব্যবস্থায় ইটভাটার উচ্চ তাপমাত্রার গরম বাতাসকে হিট এক্সচেঞ্জারের মাধ্যমে সংগ্রহ করে, যা বাষ্প তৈরি করে টারবাইন চালিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে। থার্মোইলেকট্রিক জেনারেটর (TEG) পদ্ধতিতে বিশেষ তাপ-বিদ্যুৎ রূপান্তরকারী পদার্থ ব্যবহার করে ইটভাটার তাপকে সরাসরি বিদ্যুতে রূপান্তর করা। অর্গানিক র‌্যাংকিং সাইকেল (ORC) প্রযুক্তির মাধ্যমে একটি নিম্ন-তাপমাত্রার তাপ পুনরুদ্ধার পদ্ধতি, যা ইটভাটার মতো মাঝারি তাপমাত্রার উৎসের জন্য উপযুক্ত। কিন্তু ইট ভাটাগুলোর ক্ষেত্রে এটি এখনো ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়নি। তবে এটি বাস্তবায়ন করা গেলে কয়লার ব্যবহার কমানো, কার্বন নিঃসরণ হ্রাস এবং স্থানীয় পর্যায়ে অতিরিক্ত বিদ্যুৎ সরবরাহের সুযোগ তৈরি করা সম্ভব। পরিবেশ বান্ধব নয় বলে বর্তমানে পরিবেশ অধিদপ্তর কর্তৃক ইটভাটাগুলো পরিচালনা করা নিষিদ্ধ করা হয়েছে। পরিবেশ অধিদপ্তরের হিসাবে মতে দেশে মোট ৭ হাজার ৮৬টি ইটভাটা চালু আছে। এর মধ্যে ৪ হাজার ৫০৫টি ইট ভাটার পরিবেশ সংক্রান্ত ছাড়পত্র নেই। এসব ইটভাটায় বছরে প্রায় ৩ কোটি ৫০ লাখ ইট তৈরি হচ্ছে। প্রযুক্তিগত উন্নয়নের মাধ্যমে ইটভাটা গুলো থেকে উল্লেখিত প্রক্রিয়াগুলো অনুসরণ করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা সম্ভব। কিন্তু বর্তমানে সেটি করা সম্ভব না হওয়ায় প্রকৃতি ও পরিবেশ রক্ষার্থে ইটভাটা বন্ধ রাখার সিদ্ধান্তই সঠিক বলে মনে করেন পরিবেশবিদগণ।

শক্তি অবিনশ্বর এবং এর সৃষ্টি বা বিনাশ নেই। শক্তি কেবল একরূপ থেকে অন্য এক বা একাধিক রূপে পরিবর্তিত হতে পারে। মহাবিশ্বের মোট শক্তির পরিমাণ নির্দিষ্ট ও অপরিবর্তনীয়। শক্তির দুটি উৎস। একটি হচ্ছে নবায়নযোগ্য শক্তি অন্যটি হচ্ছে অনবায়নযোগ্য শক্তি। নবায়নযোগ্য শক্তি বা রিনিউয়েবল এনার্জি হলো এমন শক্তির উৎস যা স্বল্প সময়ের ব্যবধানে পুনরায় ব্যবহার করা যায়। এর ফলে শক্তির উৎসটি নিঃশেষ হয়ে যায় না। নবায়নযোগ্য শক্তির বড় সুবিধা হলো এটি পরিবেশবান্ধব। এরা বায়ুতে কার্বন ডাই-অক্সাইড বাড়ায় না। নবায়নযোগ্য শক্তি শেষ হয়ে যাওয়ার সুযোগ নেই। ভূ-তাপীয় শক্তিও একটি নবায়নযোগ্য শক্তি এবং এটিও পরিবেশ বান্ধব। জীবাস্ম জ্বালানীর পরিমাণ নির্দিষ্ট ও সীমিত এবং পরিবেশের জন্য ক্ষতিকর। তাই সাশ্রয়ীভাবে পরিবেশ বান্ধব বিদ্যুৎ উৎপাদনে নবায়নযোগ্য শক্তির কোনো বিকল্প নেই। নবায়নযোগ্য জ্বালানি, জ্বালানি সঞ্চয় এবং পরিবেশবান্ধব প্রযুক্তিতে বিনিয়োগের মাধ্যমে, বাংলাদেশ তার পরিবেশগত প্রভাব কমাতে, জনস্বাস্থ্যের উন্নতি করতে এবং একটি টেকসই জ্বালানি ভবিষ্যত গড়ে তুলতে পারে।

লেখক: অধ্যক্ষ, কুড়িগ্রাম সরকারি কলেজ, কুড়িগ্রাম

সারাবাংলা/এএসজি

তাপীয় শক্তি থেকে বিদ্যুৎ প্রফেসর মীর্জা মো. নাসির উদ্দিন মত-দ্বিমত