প্রাকৃতিক হাইড্রোজেন ভাণ্ডার ভূগর্ভস্থ সঞ্চয়স্থান হিসেবে কাজ করতে পারে, গবেষণায় ইঙ্গিত

বিশ্বব্যাপী শক্তি ব্যবস্থাকে জীবাশ্ম জ্বালানি থেকে দূরে সরানোর বিষয়টি একটি আপাতদৃষ্টিতে সরল লজিস্টিক সমস্যা সমাধানের উপর নির্ভর করে: সরবরাহ চাহিদার চেয়ে বেশি হলে বিপুল পরিমাণ হাইড্রোজেন নিয়ে কী করা হবে। একটি নতুন গবেষণায় প্রস্তাব করা হয়েছে যে প্রাকৃতিকভাবে সৃষ্ট হাইড্রোজেন ভাণ্ডার — যে ভূতাত্ত্বিক গঠনগুলোতে ইতিমধ্যেই এই গ্যাস রয়েছে — সেগুলোকে ভূগর্ভস্থ সঞ্চয়স্থান হিসেবে পুনর্ব্যবহার করা যেতে পারে, যা একটি প্রাকৃতিক সম্পদকে শূন্য-কার্বন অর্থনীতির প্রয়োজনীয় অবকাঠামোর অংশে পরিণত করবে।

ইন্টারেস্টিং ইঞ্জিনিয়ারিং-এর প্রতিবেদন অনুযায়ী এই ফলাফল এমন সময়ে এসেছে যখন সরকার ও শিল্পগুলো ভারী শিল্প, জাহাজ চলাচল, বিমান চলাচল এবং দীর্ঘমেয়াদি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য পরিষ্কার বিকল্প হিসেবে হাইড্রোজেনে সম্পদ ঢালছে। সেই হাইড্রোজেন উৎপাদন করা চ্যালেঞ্জের কেবল অর্ধেক। রূপান্তর যে পরিমাণে প্রয়োজন তা বোঝায় সেই মাত্রায় এটি সংরক্ষণ করা বাকি অর্ধেক, এবং এই অর্ধেকটিই অনেক কম মনোযোগ পেয়েছে।

কেন হাইড্রোজেন সঞ্চয়স্থান হারানো সংযোগ

হাইড্রোজেন হলো সবচেয়ে হালকা মৌল এবং ক্ষুদ্রতম অণু, যা এটিকে ধরে রাখা কুখ্যাতভাবে কঠিন করে তোলে। এটি এমন পদার্থের মধ্য দিয়ে বেরিয়ে যায় যা অন্য গ্যাস ধরে রাখে, অনেক ধাতুকে ভঙ্গুর করে তোলে এবং সংকুচিত বা শীতল না করলে বিশাল আয়তন দখল করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলো ভূপৃষ্ঠের উপরে সঞ্চয়স্থানকে ব্যয়বহুল এবং সীমিত ধারণক্ষমতার করে তোলে।

সমস্যার মাত্রাই নতুন গবেষণাটিকে প্রাসঙ্গিক করে তোলে। বিশ্বকে শূন্য-কার্বন শক্তিতে রূপান্তরের জন্য বিপুল পরিমাণ হাইড্রোজেন সংরক্ষণ প্রয়োজন, কেবল চাহিদার দৈনিক ওঠানামা মসৃণ করার মতো নয়, বরং ঋতু জুড়ে শক্তি বহন, শিল্প ক্লাস্টার বাফার এবং উৎপাদন বিরতিহীন হলে রপ্তানি ও আমদানি শৃঙ্খল চালু রাখার মতো পরিমাণ।

নবায়নযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রকৃতিগতভাবেই পরিবর্তনশীল। সৌর উৎপাদন গ্রীষ্মের বিকেলে শীর্ষে পৌঁছায়; বাতাস চাহিদা বক্ররেখার বদলে আবহাওয়ার ধরন অনুসরণ করে। বিদ্যুৎ প্রচুর থাকলে হাইড্রোজেন তৈরি এবং তা দুষ্প্রাপ্য হলে ব্যবহার করা হলে সঞ্চয়ক্ষমতাই সেই কেন্দ্রবিন্দু হয়ে দাঁড়ায় যার উপর পুরো মডেল নির্ভর করে। এটি ছাড়া অতিরিক্ত নবায়নযোগ্য উৎপাদন কেটে দেওয়া হয় এবং হাইড্রোজেনের ভূমিকা সংকীর্ণ প্রয়োগে সীমাবদ্ধ হয়ে পড়ে।

গবেষণায় যা প্রস্তাব করা হয়েছে

গবেষণায় যুক্তি দেওয়া হয়েছে যে প্রাকৃতিক হাইড্রোজেন ভাণ্ডার — শিল্প প্রক্রিয়ার বদলে ভূতাত্ত্বিকভাবে গঠিত সঞ্চয় — সঞ্চয় পাত্র হিসেবেও কাজ করতে পারে। কেবল ভেতরের গ্যাস উত্তোলনের জন্য খনন না করে, পরিচালকরা একই সিল করা গঠন ব্যবহার করে অন্যত্র উৎপাদিত হাইড্রোজেন প্রবেশ করাতে এবং পরে বের করতে পারবেন।

যুক্তিটি পুনর্ব্যবহারের। যে ভাণ্ডার ভূতাত্ত্বিক সময়সীমা ধরে হাইড্রোজেন ধরে রেখেছে, তা ইতিমধ্যেই প্রমাণ করেছে যে এটি অণুটি ধরে রাখতে পারে। এই ধারণক্ষমতাই যেকোনো সঞ্চয় প্রকল্পের একক কঠিনতম প্রকৌশল প্রয়োজনীয়তা, এবং প্রাকৃতিক ভাণ্ডার কার্যত লক্ষ লক্ষ বছরব্যাপী একটি পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয়েছে।

প্রস্তাবটি প্রাকৃতিক হাইড্রোজেনের মূল্যায়ন পদ্ধতিও পুনর্গঠন করে। যদি এই ধরনের ভাণ্ডারকে কেবল নিঃশেষিত হওয়ার মতো সীমিত সম্পদ হিসেবে দেখা হয়, তবে তাদের মূল্য কেবল সেই গ্যাসে সীমাবদ্ধ যা তারা ধারণ করে। যদি সেগুলোকে অবকাঠামো হিসেবেও দেখা হয়, তবে তাদের উপযোগিতা প্রাথমিক উত্তোলন পর্যায়ের অনেক বাইরে পর্যন্ত বিস্তৃত হয় — চিন্তাধারার এমন পরিবর্তন যা এই স্থানগুলো কীভাবে জরিপ, লাইসেন্স এবং উন্নয়ন করা হবে তা বদলে দিতে পারে।

কেন ভূতাত্ত্বিক গঠন আকর্ষণীয় প্রার্থী

প্রমাণিত ধারণক্ষমতা

প্রধান সুবিধা হলো প্রাকৃতিক ভাণ্ডার সংজ্ঞা অনুযায়ী এমন একটি স্থান যেখানে হাইড্রোজেন স্থির রয়েছে। যে ক্যাপরক ও ফাঁদ কাঠামো গ্যাসটিকে জায়গায় ধরে রেখেছে সেগুলোই সেই বৈশিষ্ট্য যা প্রবেশ করানো হাইড্রোজেনকে সরে যাওয়া থেকে বিরত রাখবে।

ভূপৃষ্ঠের সুবিধা যার ধারে কাছে পৌঁছাতে পারে না

ভূপৃষ্ঠের উপরের বিকল্প — চাপযুক্ত ট্যাংক ও ক্রায়োজেনিক পাত্র — ভালোভাবে বোঝা যায় কিন্তু বড় মাত্রায় ব্যয়বহুল। বিপরীতে ভূতাত্ত্বিক সঞ্চয়স্থান ভূগর্ভস্থ ছিদ্র স্থানের বিশাল আয়তন ব্যবহার করে। এই ধারণক্ষমতার ব্যবধানই ঋতুভিত্তিক সঞ্চয়স্থানের দাবি পূরণ করে।

কম নতুন জমি ও ভূপৃষ্ঠের ব্যাঘাত

বিদ্যমান ভূগর্ভস্থ কাঠামো পুনর্ব্যবহার মানে কম নতুন ভূপৃষ্ঠ সুবিধা, কম জমি ব্যবহার এবং শূন্য থেকে তুলনীয় ভূপৃষ্ঠ সঞ্চয়স্থান নির্মাণের চেয়ে সম্ভাব্যভাবে অনুমোদনের ছোট পথ।

এই সুবিধাগুলো অন্যান্য ভূতাত্ত্বিক সঞ্চয়স্থান পদ্ধতির পেছনের যুক্তির প্রতিধ্বনি করে, যা ইতিমধ্যেই হাইড্রোজেন অবকাঠামো নিয়ে আলোচনার অংশ। গবেষণার অবদান হলো এই যুক্তিকে বিশেষভাবে সেই ভাণ্ডার পর্যন্ত প্রসারিত করা যেখানে হাইড্রোজেন প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া যায়, কেবল তাদের ভৌত বৈশিষ্ট্যের জন্য বেছে নেওয়া গঠনে নয়।

যে বাধাগুলো রয়ে গেছে

হাইড্রোজেনের ভূগর্ভস্থ সঞ্চয়স্থান কোনো সমাধান হয়ে যাওয়া সমস্যা নয়। প্রাকৃতিক ভাণ্ডার বড় মাত্রায় ব্যবহার করার আগে কয়েকটি প্রশ্নের উত্তর প্রয়োজন:

• বারবার চক্রে সিলিংয়ের অখণ্ডতা। সঞ্চয়স্থানে প্রবেশ করানো ও বের করা জড়িত, একক স্থির চার্জ নয়। বারবার চাপ পরিবর্তন সেই একই ভূতাত্ত্বিক বাধাগুলোকে চাপ দেয় যা দীর্ঘ সময় গ্যাসকে অবিচলভাবে ধরে রেখেছিল।
• ভূ-রাসায়নিক বিক্রিয়া। নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে হাইড্রোজেন প্রতিক্রিয়াশীল। খনিজ ও অবশিষ্ট তরলের সংস্পর্শে গ্যাস, শিলা বা উভয়ই এমনভাবে পরিবর্তিত হতে পারে যা পুনরুদ্ধারযোগ্যতা কমায়।
• অণুজীবীয় কার্যকলাপ। ভূগর্ভস্থ পরিবেশে অণুজীব সম্প্রদায় বাস করে, এবং হাইড্রোজেন তাদের কারও জন্য শক্তির উৎস। ভোগজনিত ক্ষতি একটি প্রকল্পের অর্থনীতি ক্ষয় করতে পারে।
• পর্যবেক্ষণ ও যাচাই। পরিচালকদের আস্থা প্রয়োজন যে সংরক্ষিত হাইড্রোজেন যেখানে রাখা হয়েছে সেখানেই থাকে, যার জন্য বিশাল ভূগর্ভস্থ আয়তন জুড়ে নির্ভরযোগ্য সংবেদন প্রয়োজন।
• নিয়ন্ত্রক কাঠামো। প্রাকৃতিক হাইড্রোজেন উত্তোলন নিয়ন্ত্রণকারী নিয়ম ও সঞ্চয়স্থান নিয়ন্ত্রণকারী নিয়ম অপরিহার্যভাবে এক নয়, এবং দ্বৈত-উদ্দেশ্য স্থান বিদ্যমান শ্রেণির মাঝখানে পড়ে যেতে পারে।

এই বাধাগুলোর কোনোটিই প্রাকৃতিক ভাণ্ডারের জন্য অনন্য নয়; প্রত্যেকটিই কোনো না কোনো রূপে যেকোনো ভূতাত্ত্বিক হাইড্রোজেন সঞ্চয়স্থান পরিকল্পনার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। গবেষণাটি যা যোগ করে তা হলো একটি নির্দিষ্ট প্রেক্ষাপট যেখানে এখন এগুলো মূল্যায়ন করতে হবে।

বৃহত্তর শক্তি রূপান্তরে এটি কোথায় খাপ খায়

ধারণাটি দুটি উদীয়মান ক্ষেত্রের সংযোগস্থলে অবস্থিত। একটি হলো প্রাকৃতিক হাইড্রোজেনের অনুসন্ধান, যা সম্ভাব্যভাবে কম খরচের, কম-কার্বন শক্তির উৎস হিসেবে ক্রমবর্ধমান আগ্রহ আকর্ষণ করেছে। অন্যটি হলো বড় মাত্রার শক্তি সঞ্চয়স্থান, যা গভীর ডিকার্বনাইজেশনের পূর্বশর্ত হিসেবে ব্যাপকভাবে স্বীকৃত।

প্রাকৃতিক ভাণ্ডার যদি উভয় উদ্দেশ্য পূরণ করতে পারে, তবে সেগুলো উন্নয়নের অর্থনীতি উন্নত হয়। একজন উন্নয়নকারী খনন ও বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের কাজকে আংশিকভাবে উৎপাদিত গ্যাসের মূল্য এবং আংশিকভাবে সৃষ্ট সঞ্চয়ক্ষমতার মূল্যের মাধ্যমে ন্যায্যতা দিতে পারবেন — একটি ভূতাত্ত্বিক সম্পদ থেকে দুটি রাজস্ব ধারা। এই সম্মিলিত যুক্তি এমন প্রকল্পগুলোকে কার্যকর করতে পারে যা কেবল উত্তোলনের ভিত্তিতে মানদণ্ড পূরণ করত না।

ধারণাটির শক্তি বাণিজ্যের জন্যও প্রভাব রয়েছে। উপযুক্ত ভূতত্ত্বসম্পন্ন দেশগুলো নিজেদের সঞ্চয়স্থান কেন্দ্র হিসেবে অবস্থান করতে পারে, প্রতিবেশীদের ক্ষমতা দিতে পারে যাদের নবায়নযোগ্য সম্পদ প্রচুর কিন্তু ভূগর্ভস্থ বিকল্প সীমিত। সেই কাঠামোয় সঞ্চয়স্থান কেবল অভ্যন্তরীণ বাফার নয়, রপ্তানিযোগ্য সেবায় পরিণত হয়।

পরবর্তীতে যা লক্ষ্য করতে হবে

গবেষণাটি প্রদর্শন নয়, বরং একটি প্রস্তাব। নিকটমেয়াদি প্রশ্নগুলো ব্যবহারিক: কোন ভাণ্ডার উপযুক্ত, প্রবেশ করানো হাইড্রোজেন সময়ের সাথে সেগুলোতে কীভাবে আচরণ করে, এবং এই স্থানগুলোতে গ্যাস প্রস্তুত ও পরিবহনের খরচ বিকল্পগুলোর সাথে অনুকূলভাবে তুলনা করে কিনা।

পাইলট প্রকল্প ও বিস্তারিত ভূতাত্ত্বিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ নির্ধারণ করবে ধারণাটি প্রস্তাব থেকে প্রমিত চর্চায় রূপ নেয় কিনা। আপাতত গবেষণার মূল যুক্তি সরল — শূন্য-কার্বন শক্তিতে রূপান্তরের জন্য বিপুল পরিমাণ হাইড্রোজেন সংরক্ষণ প্রয়োজন, এবং যে ভূতত্ত্ব প্রাকৃতিক হাইড্রোজেন তৈরি করেছে তা এটি ধরে রাখার জন্য উপযুক্ত হতে পারে। সেই প্রতিশ্রুতি বাস্তব ভাণ্ডারের সংস্পর্শে টিকে থাকে কিনা তা আগামী বছরের গবেষণায় উত্তর মিলবে।

এই নিবন্ধটি ইন্টারেস্টিং ইঞ্জিনিয়ারিং-এর প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।