ETH জুরিখের নতুন প্রযুক্তি সিমেন্ট প্ল্যান্টকে CO2 অপসারণ কেন্দ্রে পরিণত করতে পারে

ভূমিকা: সিমেন্ট উৎপাদন পুনর্বিবেচনা

সিমেন্ট শিল্প কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমনের অন্যতম বৃহৎ শিল্প উৎস, যা বিশ্বের মোট CO2 আউটপুটের প্রায় ৮%। দশক ধরে, এই খাতকে ডিকার্বনাইজ করার প্রচেষ্টা মূলত কার্বন ক্যাপচার এবং স্টোরেজ (CCS)-এর উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে, কিন্তু উচ্চ শক্তি ব্যয় এবং খরচ ব্যাপক গ্রহণে বাধা সৃষ্টি করেছে। এখন, ETH জুরিখের গবেষকরা একটি অভিনব পদ্ধতি উন্মোচন করেছেন যা কেবল সিমেন্ট প্ল্যান্ট থেকে নির্গমন হ্রাস করতে পারে না বরং তাদের বায়ুমণ্ডল থেকে CO2 অপসারণ করতে সক্ষম করে, জলবায়ু খলনায়ককে জলবায়ু নায়কে পরিণত করে।

সিমেন্ট ডিকার্বনাইজেশনের চ্যালেঞ্জ

সিমেন্ট উৎপাদন দুটি প্রধান উৎস থেকে CO2 নির্গত করে: চুল্লি গরম করার জন্য জীবাশ্ম জ্বালানীর দহন (প্রায় ৪০% নির্গমন) এবং চুনাপাথর ক্যালসিনেশনের রাসায়নিক প্রক্রিয়া (প্রায় ৬০% নির্গমন)। পরেরটি প্রক্রিয়ার অন্তর্নিহিত এবং নবায়নযোগ্য শক্তিতে স্যুইচ করে এড়ানো যায় না। ঐতিহ্যবাহী CCS পদ্ধতি ফ্লু গ্যাস থেকে CO2 ক্যাপচার করে, কিন্তু তাদের পৃথকীকরণ এবং সংকোচনের জন্য উল্লেখযোগ্য শক্তি প্রয়োজন, যা তাদের ব্যয়বহুল করে তোলে এবং প্ল্যান্টের দক্ষতা হ্রাস করে।

ETH জুরিখের উদ্ভাবন

নতুন প্রযুক্তি, অধ্যাপক মার্কো মাজ্জোত্তির নেতৃত্বে একটি দল দ্বারা বিকশিত, একটি ভিন্ন পদ্ধতি গ্রহণ করে। ফ্লু গ্যাস থেকে CO2 ক্যাপচার করার পরিবর্তে, প্রক্রিয়াটি কার্বন ক্যাপচারকে সরাসরি সিমেন্ট উৎপাদন লাইনে সংহত করে। মূল বিষয় হল একটি ক্যালসিয়াম লুপিং চক্র ব্যবহার করা, যেখানে একটি ক্যালসিয়াম-ভিত্তিক শোষক (যেমন ক্যালসিয়াম অক্সাইড) ফ্লু গ্যাস থেকে CO2 শোষণ করতে ব্যবহৃত হয়, ক্যালসিয়াম কার্বনেট গঠন করে। কার্বনেটটি তারপর একটি পৃথক চুল্লিতে উত্তপ্ত হয় বিশুদ্ধ CO2 এর একটি স্রোত প্রকাশ করতে, যা সংরক্ষণ বা ব্যবহার করা যেতে পারে এবং ক্যালসিয়াম অক্সাইড পুনর্ব্যবহৃত হয়।

এই উদ্ভাবনকে যা অনন্য করে তোলে তা হল সিমেন্ট চুল্লির সাথে এটি যেভাবে সংহত হয়। চুল্লির বর্জ্য তাপ ক্যালসিয়াম কার্বনেটের ক্যালসিনেশন চালাতে ব্যবহৃত হয়, শক্তি জরিমানা হ্রাস করে। তদুপরি, প্রক্রিয়াটি একটি 'নেতিবাচক নির্গমন' মোডে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে: জৈববস্তুকে জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করে বা পূর্ব-পদক্ষেপে বায়ু থেকে CO2 ক্যাপচার করে, প্ল্যান্টটি বায়ুমণ্ডল থেকে নির্গত হওয়ার চেয়ে বেশি CO2 অপসারণ করতে পারে।

এটি কীভাবে কাজ করে: একটি ধাপে ধাপে ওভারভিউ

• সিমেন্ট চুল্লি থেকে ফ্লু গ্যাস ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO) ধারণকারী একটি কার্বনেটর চুল্লির মধ্য দিয়ে যায়।
• CaO CO2 এর সাথে বিক্রিয়া করে ক্যালসিয়াম কার্বনেট (CaCO3) গঠন করে, গ্যাস প্রবাহ থেকে CO2 অপসারণ করে।
• CaCO3 তারপর একটি ক্যালসিনারে স্থানান্তরিত হয়, যেখানে এটি অক্সিজেন এবং জ্বালানী ব্যবহার করে উচ্চ তাপমাত্রায় (প্রায় ৯০০°C) উত্তপ্ত হয়, একটি বিশুদ্ধ CO2 স্রোত প্রকাশ করে।
• CO2 সংকুচিত হয় এবং স্টোরেজ বা ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত হয়, যখন পুনর্জাত CaO কার্বনেটরে ফিরে আসে।
• ক্যালসিনারের জন্য তাপ অক্সিজেন-সমৃদ্ধ পরিবেশে (অক্সি-জ্বালানী দহন) জ্বালানী পোড়ানোর মাধ্যমে সরবরাহ করা হয় এবং ফলস্বরূপ ফ্লু গ্যাস প্রায় বিশুদ্ধ CO2 হয়, যা ক্যাপচার সহজ করে।

নির্গমনের উপর সম্ভাব্য প্রভাব

গবেষকদের মতে, এই প্রযুক্তি একটি সিমেন্ট প্ল্যান্ট থেকে CO2 নির্গমনের ৯০% পর্যন্ত ক্যাপচার করতে পারে। যদি জৈববস্তু জ্বালানী বা সরাসরি বায়ু ক্যাপচারের সাথে মিলিত হয়, তবে এটি এমনকি নেট-নেতিবাচক নির্গমন অর্জন করতে পারে। এটি সিমেন্ট শিল্পের জন্য একটি গেম-চেঞ্জার হবে, যা তার কার্বন পদচিহ্ন হ্রাস করার জন্য ক্রমবর্ধমান চাপের মধ্যে রয়েছে। ইউরোপীয় ইউনিয়নের এমিশন ট্রেডিং সিস্টেম এবং অন্যান্য কার্বন মূল্য নির্ধারণ প্রক্রিয়া উচ্চ-কার্বন পণ্যগুলিকে আরও ব্যয়বহুল করে তুলছে, তাই সিমেন্ট উৎপাদকরা সাশ্রয়ী সমাধানের জন্য আগ্রহী।

অর্থনৈতিক কার্যকারিতা এবং স্কেলেবিলিটি

ETH জুরিখ দল একটি টেকনো-অর্থনৈতিক বিশ্লেষণ পরিচালনা করেছে যা দেখায় যে ক্যালসিয়াম লুপিং প্রক্রিয়া অন্যান্য কার্বন ক্যাপচার পদ্ধতির সাথে অর্থনৈতিকভাবে প্রতিযোগিতামূলক হতে পারে, বিশেষ করে সিন্থেটিক জ্বালানী বা রাসায়নিক পদার্থে ব্যবহারের জন্য CO2 বিক্রির সম্ভাবনা বিবেচনা করার সময়। প্রযুক্তিটি বিদ্যমান প্ল্যান্টে পুনঃস্থাপন করা যেতে পারে, মূলধন ব্যয় হ্রাস করে। গবেষকরা এখন একটি পাইলট প্ল্যান্টে কাজ করছেন প্রক্রিয়াটি বৃহত্তর স্কেলে প্রদর্শনের জন্য, আগামী দশকের মধ্যে বাণিজ্যিক স্থাপনার আশা নিয়ে।

চ্যালেঞ্জ এবং ভবিষ্যতের দিকনির্দেশনা

প্রযুক্তিটি প্রতিশ্রুতিশীল হলেও, অতিক্রম করার চ্যালেঞ্জ রয়েছে। ক্যালসিনেশনের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ তাপমাত্রা এবং অক্সিজেন সরবরাহের প্রয়োজনীয়তা পরিচালন ব্যয় যোগ করে। অনেক চক্রের উপর শোষকের স্থায়িত্বও একটি উদ্বেগ, কারণ এটি সময়ের সাথে সাথে হ্রাস পেতে পারে। দলটি শোষকের স্থিতিশীলতা বাড়ানো এবং শক্তি খরচ কমানোর উপায়গুলি অন্বেষণ করছে। অতিরিক্তভাবে, বিদ্যমান প্ল্যান্ট অপারেশনের সাথে সংহতকরণের জন্য ব্যাঘাত এড়াতে সতর্ক প্রকৌশল প্রয়োজন।

জলবায়ু কর্মের জন্য বিস্তৃত প্রভাব

যদি সফল হয়, এই প্রযুক্তি বৈশ্বিক জলবায়ু লক্ষ্যে একটি বড় অবদানকারী হতে পারে। সিমেন্ট শিল্পকে 'হার্ড-টু-অ্যাবেট' হিসাবে বিবেচনা করা হয় কারণ অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়া নির্গমন। নেতিবাচক নির্গমন সক্ষম করে, এই পদ্ধতি অন্যান্য খাত থেকে নির্গমন অফসেট করতে সাহায্য করতে পারে। এটি কার্বন ডাই অক্সাইড অপসারণ (CDR) প্রযুক্তির ক্রমবর্ধমান আগ্রহের সাথেও সারিবদ্ধ, যা শতাব্দীর মাঝামাঝি নেট-শূন্য লক্ষ্য অর্জনের জন্য অপরিহার্য।

উপসংহার

ETH জুরিখের উদ্ভাবন জলবায়ু পরিবর্তনের বিরুদ্ধে লড়াইয়ে একটি উল্লেখযোগ্য পদক্ষেপের প্রতিনিধিত্ব করে। সিমেন্ট প্ল্যান্টকে CO2 অপসারণ সুবিধায় রূপান্তরিত করে, এটি সবচেয়ে চ্যালেঞ্জিং শিল্প খাতগুলির একটির জন্য একটি ব্যবহারিক এবং স্কেলযোগ্য সমাধান সরবরাহ করে। আরও গবেষণা এবং উন্নয়ন প্রয়োজন হলেও, সম্ভাব্য সুবিধাগুলি বিশাল। বিশ্ব ডিকার্বনাইজেশন চাওয়ার সময়, এই প্রযুক্তি একটি টেকসই ভবিষ্যত নির্মাণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে।

এই নিবন্ধটি ইন্টারেস্টিং ইঞ্জিনিয়ারিং-এর রিপোর্টিংয়ের উপর ভিত্তি করে তৈরি। মূল নিবন্ধটি পড়ুন।