পৃথিবীর লুকানো শক্তির ব্যবহার: ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদনের একটি বিশ্বব্যাপী পর্যালোচনা

টেকসই এবং নির্ভরযোগ্য শক্তির উৎসের অনুসন্ধান একটি বিশ্বব্যাপী অপরিহার্য বিষয়। যদিও সৌর, বায়ু এবং অন্যান্য নবায়নযোগ্য শক্তি জনপ্রিয়তা অর্জন করছে, ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন একটি আকর্ষণীয় বিকল্প এবং পরিপূরক পদ্ধতি হিসাবে উপস্থাপিত হচ্ছে। এই উদ্ভাবনী ক্ষেত্রটি শক্তি উৎপাদন এবং সঞ্চয়ের জন্য পৃথিবীর প্রাকৃতিক সম্পদ এবং ভূতাত্ত্বিক গঠনকে কাজে লাগায়, যা স্থিতিশীলতা, জমির ব্যবহার এবং পরিবেশগত প্রভাবের দিক থেকে অনন্য সুবিধা প্রদান করে।

ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন কী?

ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন এমন অনেক প্রযুক্তিকে অন্তর্ভুক্ত করে যা শক্তি উৎপাদন এবং সঞ্চয়ের জন্য ভূগর্ভস্থ সম্পদ বা স্থান ব্যবহার করে। প্রধান বিভাগগুলির মধ্যে রয়েছে:

• ভূ-তাপীয় শক্তি (Geothermal Energy): বিদ্যুৎ উৎপাদন বা সরাসরি তাপ সরবরাহের জন্য পৃথিবীর অভ্যন্তর থেকে তাপ আহরণ করা।
• ভূগর্ভস্থ পাম্পড হাইড্রো স্টোরেজ (UPHS): একটি ভূগর্ভস্থ জলাধারে জল পাম্প করে শক্তি সঞ্চয় করা এবং প্রয়োজনের সময় বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য তা ছেড়ে দেওয়া।
• ভূগর্ভস্থ সংকুচিত বায়ু শক্তি সঞ্চয় (CAES): বায়ুকে সংকুচিত করে ভূগর্ভে সংরক্ষণ করা এবং পরে টারবাইন চালাতে ও বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে তা ছেড়ে দেওয়া।
• ভূগর্ভস্থ হাইড্রোজেন সঞ্চয় (UHS): ভূগর্ভস্থ গুহায় হাইড্রোজেন সংরক্ষণ করা যা পরে বিদ্যুৎ উৎপাদন বা অন্যান্য উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা যায়।

ভূ-তাপীয় শক্তি: পৃথিবীর অভ্যন্তরীণ তাপকে কাজে লাগানো

ভূ-তাপীয় শক্তি ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদনের একটি পরিণত এবং বহুল ব্যবহৃত রূপ। এটি পৃথিবীর অভ্যন্তরীণ তাপকে কাজে লাগায়, যা ক্রমাগত পূরণ হতে থাকে, ফলে এটি একটি নবায়নযোগ্য এবং টেকসই সম্পদ।

ভূ-তাপীয় সম্পদের প্রকারভেদ

• হাইড্রোথার্মাল রিসোর্সেস (Hydrothermal Resources): এই সম্পদগুলিতে ভূগর্ভে প্রাকৃতিক ভাবে গরম জল বা বাষ্পের জলাধার থাকে। এগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে:
• উচ্চ-তাপমাত্রার হাইড্রোথার্মাল: বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়, সাধারণত আগ্নেয়গিরি অঞ্চলে পাওয়া যায়।
• নিম্ন-তাপমাত্রার হাইড্রোথার্মাল: সরাসরি তাপ প্রয়োগের জন্য ব্যবহৃত হয়, যেমন ডিস্ট্রিক্ট হিটিং, গ্রিনহাউস এবং অ্যাকুয়াকালচার।
• উন্নত ভূ-তাপীয় সিস্টেম (EGS): EGS, যা ইঞ্জিনিয়ারড জিওথার্মাল সিস্টেম বা হট ড্রাই রক (HDR) জিওথার্মাল নামেও পরিচিত, এতে জল সঞ্চালন এবং তাপ নিষ্কাশনের জন্য ভূগর্ভের গভীরে গরম, শুষ্ক পাথরে কৃত্রিম ফাটল তৈরি করা হয়। এটি ভূ-তাপীয় শক্তির ভৌগোলিক সম্ভাবনাকে প্রসারিত করে।
• জিওথার্মাল হিট পাম্প (GHPs): ভবন গরম এবং ঠান্ডা করার জন্য অগভীর মাটির স্থির তাপমাত্রা ব্যবহার করে। এগুলিকে সাধারণত বিদ্যুৎ উৎপাদন হিসাবে বিবেচনা করা হয় না তবে শক্তি দক্ষতায় উল্লেখযোগ্যভাবে অবদান রাখে।

বিশ্বব্যাপী ভূ-তাপীয় শক্তি উৎপাদন: উদাহরণ এবং প্রবণতা

ভূ-তাপীয় শক্তি বিশ্বের অসংখ্য দেশে ব্যবহৃত হয়। এখানে কিছু উল্লেখযোগ্য উদাহরণ দেওয়া হল:

• মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র: বিশ্বের বৃহত্তম ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ উৎপাদক, ক্যালিফোর্নিয়া, নেভাদা এবং ইউটাতে উল্লেখযোগ্য ক্ষমতা রয়েছে। ক্যালিফোর্নিয়ার গিজারস জিওথার্মাল ফিল্ড উচ্চ-তাপমাত্রার হাইড্রোথার্মাল সম্পদের একটি প্রধান উদাহরণ।
• ইন্দোনেশিয়া: প্যাসিফিক রিং অফ ফায়ারে অবস্থানের কারণে এর প্রচুর ভূ-তাপীয় সম্পদ রয়েছে। এটি তার ক্রমবর্ধমান শক্তির চাহিদা মেটাতে সক্রিয়ভাবে নতুন ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র তৈরি করছে।
• ফিলিপাইন: প্রচুর ভূ-তাপীয় সম্ভাবনা সহ আরেকটি দেশ, যেখানে অসংখ্য কার্যকরী ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র রয়েছে।
• আইসল্যান্ড: ভূ-তাপীয় শক্তি ব্যবহারের ক্ষেত্রে একজন পথিকৃৎ, যা বিদ্যুৎ উৎপাদন, ডিস্ট্রিক্ট হিটিং এবং বিভিন্ন শিল্প প্রয়োগের জন্য এটি ব্যবহার করে। ভূ-তাপীয় শক্তি আইসল্যান্ডের শক্তির চাহিদার একটি উল্লেখযোগ্য অংশ সরবরাহ করে।
• কেনিয়া: আফ্রিকার একটি শীর্ষস্থানীয় ভূ-তাপীয় উৎপাদক, ওলকারিয়া জিওথার্মাল ফিল্ডে উল্লেখযোগ্য উন্নয়ন ঘটেছে।
• নিউজিল্যান্ড: বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং সরাসরি ব্যবহার উভয় ক্ষেত্রেই ভূ-তাপীয় শক্তি ব্যবহার করে।
• তুরস্ক: দ্রুত তার ভূ-তাপীয় ক্ষমতা প্রসারিত করছে, যেখানে উন্নয়নের অধীনে অনেক নতুন বিদ্যুৎ কেন্দ্র রয়েছে।

ভূ-তাপীয় শক্তির সুবিধা

• নবায়নযোগ্য এবং টেকসই: পৃথিবীর অভ্যন্তরীণ তাপ কার্যত একটি অফুরন্ত সম্পদ।
• বেসলোড শক্তি: ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি অবিচ্ছিন্নভাবে চলতে পারে, যা সৌর এবং বায়ুর মতো পরিবর্তনশীল নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসের বিপরীতে একটি নির্ভরযোগ্য বেসলোড শক্তি সরবরাহ করে।
• অল্প জমিতে স্থাপনযোগ্য: ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির জন্য সাধারণত অন্যান্য শক্তি উৎপাদনের পদ্ধতির চেয়ে কম জমির প্রয়োজন হয়।
• কম নির্গমন: ভূ-তাপীয় শক্তি জীবাশ্ম জ্বালানির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন করে।
• সরাসরি ব্যবহারের সুযোগ: ভূ-তাপীয় শক্তি সরাসরি গরম, ঠান্ডা এবং শিল্প প্রক্রিয়ার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

ভূ-তাপীয় শক্তির প্রতিবন্ধকতা

• ভৌগোলিক সীমাবদ্ধতা: উচ্চ-তাপমাত্রার হাইড্রোথার্মাল সম্পদ নির্দিষ্ট অঞ্চলে কেন্দ্রীভূত, যদিও EGS প্রযুক্তি ভৌগোলিক সম্ভাবনা প্রসারিত করছে।
• উচ্চ প্রাথমিক খরচ: ভূ-তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র নির্মাণ মূলধন-নির্ভর হতে পারে।
• সম্পদের স্থায়িত্ব: সঠিকভাবে পরিচালিত না হলে ভূ-তাপীয় তরলের অতিরিক্ত নিষ্কাশন জলাধার হ্রাসের কারণ হতে পারে।
• প্ররোচিত ভূকম্পন: EGS অপারেশন সম্ভাব্যভাবে ছোটখাটো ভূমিকম্প ঘটাতে পারে, যার জন্য সতর্ক পর্যবেক্ষণ এবং প্রশমন ব্যবস্থার প্রয়োজন।
• পরিবেশগত উদ্বেগ: ভূ-তাপীয় তরলে দ্রবীভূত খনিজ এবং গ্যাস থাকতে পারে যার সঠিক নিষ্কাশন প্রয়োজন।

ভূগর্ভস্থ পাম্পড হাইড্রো স্টোরেজ (UPHS): একটি টেকসই শক্তি সঞ্চয় সমাধান

গ্রিডে পরিবর্তনশীল নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলিকে একীভূত করতে এবং গ্রিডের স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার জন্য শক্তি সঞ্চয় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ভূগর্ভস্থ পাম্পড হাইড্রো স্টোরেজ (UPHS) বড় আকারের শক্তি সঞ্চয়ের জন্য একটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ সমাধান প্রদান করে।

UPHS কীভাবে কাজ করে

UPHS-এ বিভিন্ন উচ্চতায় দুটি জলাধার জড়িত। কম শক্তির চাহিদা বা অতিরিক্ত নবায়নযোগ্য শক্তি উৎপাদনের সময়, নীচের জলাধার থেকে উপরের জলাধারে জল পাম্প করা হয়, যা স্থিতিশক্তি সঞ্চয় করে। যখন শক্তির চাহিদা বেশি থাকে, তখন উপরের জলাধার থেকে নীচের জলাধারে জল ছাড়া হয়, যা টারবাইনের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।

UPHS সিস্টেমে, এই জলাধারগুলির মধ্যে অন্তত একটি ভূগর্ভে অবস্থিত, হয় প্রাকৃতিকভাবে সৃষ্ট গুহায় বা কৃত্রিমভাবে খনন করা স্থানে। এটি বেশ কিছু সুবিধা প্রদান করে:

• জমির ব্যবহার হ্রাস: ভূগর্ভস্থ জলাধারগুলি স্টোরেজ সুবিধার ভূপৃষ্ঠের পদচিহ্নকে হ্রাস করে।
• পরিবেশগত সুবিধা: UPHS প্রচলিত ভূপৃষ্ঠের পাম্পড হাইড্রো স্টোরেজের তুলনায় পরিবেশগত প্রভাব কমাতে পারে, যা প্রায়শই নদীগুলিতে বাঁধ দেওয়া এবং উপত্যকা প্লাবিত করার প্রয়োজন হয়।
• নান্দনিক সুবিধা: ভূগর্ভস্থ জলাধারগুলি দৃশ্যত অগোচরে থাকে।
• বিদ্যমান অবকাঠামোর সাথে একীকরণের সম্ভাবনা: UPHS বিদ্যমান ভূগর্ভস্থ খনি বা টানেলের সাথে একীভূত করা যেতে পারে, যা নির্মাণ খরচ কমায়।

বিশ্বব্যাপী UPHS প্রকল্প এবং সম্ভাবনা

যদিও UPHS প্রচলিত পাম্পড হাইড্রো স্টোরেজের তুলনায় একটি অপেক্ষাকৃত নতুন প্রযুক্তি, বিশ্বব্যাপী বেশ কয়েকটি প্রকল্প উন্নয়ন বা বিবেচনার অধীনে রয়েছে:

• জার্মানি: বেশ কয়েকটি গবেষণায় পরিত্যক্ত খনিগুলিকে UPHS সুবিধায় রূপান্তর করার সম্ভাবনা অন্বেষণ করা হয়েছে।
• সুইজারল্যান্ড: UPHS উন্নয়নের জন্য আদর্শ ভূতাত্ত্বিক অবস্থার অধিকারী।
• অস্ট্রেলিয়া: তার ক্রমবর্ধমান নবায়নযোগ্য শক্তি খাতকে সমর্থন করার উপায় হিসাবে UPHS অন্বেষণ করছে।
• মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র: বিভিন্ন রাজ্যে UPHS সুযোগের তদন্ত করছে।
• চীন: ভূগর্ভস্থ বিকল্পসহ পাম্পড হাইড্রো স্টোরেজে সক্রিয়ভাবে বিনিয়োগ করছে।

UPHS-এর সুবিধা

• বৃহৎ আকারের শক্তি সঞ্চয়: UPHS শত শত মেগাওয়াট থেকে বেশ কয়েক গিগাওয়াট পর্যন্ত উল্লেখযোগ্য পরিমাণে শক্তি সঞ্চয়ের ক্ষমতা প্রদান করতে পারে।
• দীর্ঘ জীবনকাল: UPHS সুবিধাগুলি কয়েক দশক ধরে চলতে পারে, যা একটি দীর্ঘমেয়াদী শক্তি সঞ্চয় সমাধান প্রদান করে।
• গ্রিডের স্থিতিশীলতা: UPHS শক্তি সরবরাহ এবং চাহিদার ওঠানামায় দ্রুত প্রতিক্রিয়া প্রদান করে গ্রিডকে স্থিতিশীল করতে সাহায্য করতে পারে।
• নবায়নযোগ্য শক্তির পরিপূরক: UPHS সর্বোচ্চ উৎপাদন সময়কালে উৎপন্ন অতিরিক্ত নবায়নযোগ্য শক্তি সঞ্চয় করতে পারে এবং প্রয়োজনের সময় তা ছেড়ে দিতে পারে।
• পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস (ভূপৃষ্ঠের PHES-এর তুলনায়): কম ভূপৃষ্ঠের জমি এবং বাসস্থানের ক্ষতি।

UPHS-এর প্রতিবন্ধকতা

• ভূতাত্ত্বিক প্রয়োজনীয়তা: UPHS-এর জন্য ভূগর্ভস্থ জলাধার নির্মাণের জন্য উপযুক্ত ভূতাত্ত্বিক গঠন প্রয়োজন।
• উচ্চ মূলধনী খরচ: UPHS নির্মাণ মূলধন-নির্ভর হতে পারে।
• পরিবেশগত বিবেচনা: ভূগর্ভস্থ নির্মাণ এবং জল ব্যবহারের সম্ভাব্য পরিবেশগত প্রভাবগুলির প্রতি যত্নশীল বিবেচনা করতে হবে।
• জলের প্রাপ্যতা: UPHS-এর জন্য একটি নির্ভরযোগ্য জলের উৎস প্রয়োজন।

অন্যান্য ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তি

ভূ-তাপীয় এবং UPHS ছাড়াও, অন্যান্য ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তি উদ্ভূত হচ্ছে:

ভূগর্ভস্থ সংকুচিত বায়ু শক্তি সঞ্চয় (CAES)

CAES-এ বায়ুকে সংকুচিত করে ভূগর্ভস্থ গুহা, যেমন লবণের গম্বুজ বা জলাধারে সংরক্ষণ করা হয়। যখন বিদ্যুতের প্রয়োজন হয়, তখন সংকুচিত বায়ু ছেড়ে দেওয়া হয়, গরম করা হয় এবং টারবাইন চালানোর জন্য ব্যবহার করা হয়, যা শক্তি উৎপাদন করে। প্রচলিত CAES বায়ু গরম করার জন্য প্রাকৃতিক গ্যাসের উপর নির্ভর করে। অ্যাডভান্সড অ্যাডিয়াব্যাটিক CAES (AA-CAES) সংকোচনের সময় উৎপন্ন তাপ সঞ্চয় করে এবং প্রসারণের সময় এটি পুনরায় ব্যবহার করে, যা দক্ষতা উন্নত করে এবং জীবাশ্ম জ্বালানির উপর নির্ভরতা কমায়।

ভূগর্ভস্থ হাইড্রোজেন সঞ্চয় (UHS)

হাইড্রোজেনকে একটি পরিষ্কার শক্তি বাহক হিসাবে অন্বেষণ করা হচ্ছে। লবণের গুহা, নিঃশেষিত তেল ও গ্যাসের জলাধার বা জলাধারে হাইড্রোজেনের ভূগর্ভস্থ সঞ্চয় ভবিষ্যতের হাইড্রোজেন অর্থনীতির একটি মূল উপাদান হিসাবে দেখা হয়। সঞ্চিত হাইড্রোজেন তখন ফুয়েল সেলে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য বা অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে হাইড্রোজেন লিকেজ এবং সঞ্চিত হাইড্রোজেনের বিশুদ্ধতা বজায় রাখা।

ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ কেন্দ্র (গুহা বিদ্যুৎ কেন্দ্র)

কিছু ক্ষেত্রে, প্রচলিত বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি ভূগর্ভে, সাধারণত গুহায় নির্মিত হয়। এটি জমির ব্যবহার, পরিবেশগত প্রভাব এবং নিরাপত্তার দিক থেকে সুবিধা দিতে পারে। এই বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি জীবাশ্ম জ্বালানি, পারমাণবিক শক্তি বা এমনকি বায়োমাস সহ বিভিন্ন জ্বালানি উৎস ব্যবহার করতে পারে।

ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদনের ভবিষ্যৎ

ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তি বিশ্বব্যাপী শক্তি পরিবর্তনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করার সম্ভাবনা রাখে। যেহেতু বিশ্ব তার শক্তি ব্যবস্থাগুলিকে ডিকার্বনাইজ করতে এবং শক্তি নিরাপত্তা বাড়াতে চাইছে, এই প্রযুক্তিগুলি বেশ কিছু আকর্ষণীয় সুবিধা প্রদান করে:

• গ্রিডের স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি: ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তি, বিশেষত ভূ-তাপীয় এবং UPHS, বেসলোড শক্তি এবং শক্তি সঞ্চয় প্রদান করতে পারে, যা গ্রিডকে স্থিতিশীল করতে এবং পরিবর্তনশীল নবায়নযোগ্য শক্তির উৎসগুলিকে একীভূত করতে সাহায্য করে।
• জমির ব্যবহার হ্রাস: ভূগর্ভস্থ সুবিধাগুলি শক্তি পরিকাঠামোর ভূপৃষ্ঠের পদচিহ্নকে হ্রাস করে, অন্যান্য ব্যবহারের জন্য জমি মুক্ত করে।
• শক্তি নিরাপত্তা বৃদ্ধি: ভূগর্ভস্থ সম্পদ একটি নির্ভরযোগ্য এবং অভ্যন্তরীণভাবে উপলব্ধ শক্তির উৎস প্রদান করতে পারে, যা আমদানিকৃত জ্বালানির উপর নির্ভরতা কমায়।
• নিম্ন পরিবেশগত প্রভাব: ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তিগুলি জীবাশ্ম জ্বালানির তুলনায় গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন এবং অন্যান্য পরিবেশগত প্রভাব কমাতে পারে।
• উদ্ভাবন এবং প্রযুক্তিগত অগ্রগতি: চলমান গবেষণা এবং উন্নয়ন ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রযুক্তির খরচ কমাচ্ছে এবং দক্ষতা উন্নত করছে।

উপসংহার

ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন আর কোনো ভবিষ্যৎ ধারণা নয়। এটি বিশ্বব্যাপী শক্তি ক্ষেত্রের একটি কার্যকর এবং ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। প্রযুক্তির পরিপক্কতা এবং খরচ হ্রাসের সাথে সাথে, ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ উৎপাদন একটি টেকসই এবং স্থিতিশীল শক্তি ভবিষ্যৎ তৈরিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে প্রস্তুত। শক্তি উৎপাদন এবং সঞ্চয়ের এই উদ্ভাবনী পদ্ধতিগুলিকে গ্রহণ করা বিশ্বের ক্রমবর্ধমান শক্তির চাহিদা মেটানোর জন্য অপরিহার্য হবে, এবং একই সাথে পরিবেশগত প্রভাব হ্রাস এবং শক্তি নিরাপত্তা নিশ্চিত করবে। পৃথিবীর লুকানো শক্তিকে কাজে লাগানোর সম্ভাবনা বিশাল, এবং এর পূর্ণ উপলব্ধি সকলের জন্য একটি পরিচ্ছন্ন, আরও নির্ভরযোগ্য এবং টেকসই শক্তির ভবিষ্যৎ প্রতিশ্রুতি দেয়।