জৈবশক্তি

জৈবশক্তি হল  মৃত জীব, প্রধানত গাছপালা থেকে তৈরি বায়োমাস থেকে উত্পন্ন শক্তি। জৈবশক্তির জন্য সাধারণত ব্যবহৃত বিভিন্ন প্রকারের বায়োমাসের মধ্যে রয়েছে কাঠ, খাদ্য শস্য যেমন ভুট্টা, শক্তির ফসল(যে সকল শস্য খাওয়ার জন্য নয় জৈবশক্তির জন্য চাষ করা হয়) এবং বন, গজ বা খামারের বর্জ্য থেকে উৎপন্ন বায়োমাস। আইপিসিসি (আন্তঃসরকারি প্যানেল অন ক্লাইমেট চেঞ্জ) জৈব শক্তিকে শক্তির একটি নবায়নযোগ্য উৎস হিসাবে স্বীকৃতি দিয়েছে। জৈবশক্তি গ্রীনহাউস গ্যাস প্রশমিত অর্থাৎ কমাতে পারে আবার নির্গমন বাড়াতেও পারে। এছাড়াও বলা হয় যে এর ফলে স্থানীয় পরিবেশ বিভিন্ন সমস্যাযুক্ত হয়।

পরিভাষা 

আইপিসিসি তার ষষ্ঠ মূল্যায়ন প্রতিবেদন "যেকোন প্রকার জৈববস্তু বা তার বিপাকীয় উপজাত থেকে প্রাপ্ত শক্তি"হিসেবে জৈবশক্তিকে সংজ্ঞায়িত করেছে। এটি  বায়োমাসকে "জীবাশ্ম বা ভূতাত্ত্বিক গঠনে এম্বেড করা উপাদান ব্যতীত জৈব পদার্থ"হিসেবে সংজ্ঞায়িত করেছে। এ সংজ্ঞানুযায়ী কয়লা বা অন্যান্য জীবাশ্ম জ্বালানি জৈব পদার্থের একটি রূপ নয়৷যেহেতু বায়োমাস সরাসরি জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে (যেমন কাঠের লগ) তাই জৈববস্তু এবং জৈব জ্বালানী শব্দগুলি কখনও কখনও বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহার করা হয়। যাইহোক, বায়োমাস শব্দটি সাধারণত জৈবিক কাঁচামালকে বোঝায় যা থেকে জ্বালানী তৈরি হয়। জৈব জ্বালানী বা বায়োগ্যাস শব্দগুলি সাধারণত যথাক্রমে তরল বা বায়বীয় জ্বালানির জন্য সংরক্ষিত।

ব্যবহৃত উপকরণ 
বর্তমানে সবচেয়ে বড় বায়োমাস শক্তির উৎস হল কাঠ এবং কাঠের অবশিষ্টাংশ। কাঠ সরাসরি জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে বা পেলেট ফুয়েল বা অন্যান্য ধরণের জ্বালানীতে প্রক্রিয়াজাত করা যেতে পারে। অন্যান্য গাছপালাও জ্বালানি হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন ভুট্টা, সুইচগ্রাস, মিসক্যানথাস এবং বাঁশ। প্রধান বর্জ্য ফিডস্টকগুলি হল কাঠের বর্জ্য, কৃষি বর্জ্য, পৌরসভার কঠিন বর্জ্য এবং উত্পাদন বর্জ্য। বিভিন্ন পদ্ধতিতে কাঁচা জৈববস্তুকে উচ্চ গ্রেডের জ্বালানীতে উন্নীত করা যায়। এ পরিবর্তনকে  বিস্তৃতভাবে তাপ, রাসায়নিক বা জৈব রাসায়নিক রূপান্তর হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

তাপ রূপান্তর প্রক্রিয়ায় জৈববস্তুকে আরও ভাল এবং আরও ব্যবহারিক জ্বালানীতে রূপান্তর করার জন্য প্রভাবশালী প্রক্রিয়া হিসাবে তাপকে ব্যবহার করে। এর বিকল্প হল টরফেকশন, পাইরোলাইসিস এবং গ্যাসিফিকেশন।এগুলি প্রধানত পৃথক করা হয় যে পরিমাণে রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলিকে এগিয়ে যাওয়ার অনুমতি দেওয়া হয় তার দ্বারা (প্রধানত অক্সিজেনের প্রাপ্যতা এবং তাপমাত্রা রূপান্তর দ্বারা নিয়ন্ত্রিত)। 

অনেক রাসায়নিক রূপান্তর কয়লা-ভিত্তিক প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে প্রতিষ্ঠিত। যেমন ফিশার-ট্রপস সংশ্লেষণ।  কয়লার মতো, বায়োমাসকে একাধিক মৌলের রাসায়নিক পদার্থে রূপান্তর করা যেতে পারে।

জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি প্রকৃতিতে বিকশিত হয়েছে বায়োমাস সঞ্চিত অণুগুলিকে ভেঙে ফেলার জন্য যাতে এদের অনেকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, অণুজীবগুলি রূপান্তর সম্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়।এর প্রক্রিয়াগুলো হল অ্যানেরোবিক হজম, গাঁজন এবং কম্পোস্টিং।

অ্যাপ্লিকেশন

তাপের জন্য বায়োমাস 
বায়োমাস হিটিং সিস্টেম বায়োমাস থেকে তাপ উৎপন্ন করে। তাপ উত্পাদন করতে সরাসরি জ্বলন, গ্যাসীকরণ, সম্মিলিত তাপ এবং শক্তি (CHP), অ্যানেরোবিক হজম বা বায়বীয় হজম ইত্যাদি প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করা হয়। বায়োমাস হতে তাপ উৎপন্ন করা সম্পূর্ণরূপে স্বয়ংক্রিয় বা আধা-স্বয়ংক্রিয় হতে পারে,সেগুলি পেলেট-চালিত হতে পারে অথবা একত্রিতভাবে তাপ এবং পাওয়ার সিস্টেম হতে পারে।

পরিবহনের জন্য জৈব জ্বালানী 
জৈববস্তুর উৎসের উপর ভিত্তি করে,জ্বালানীতে খাদ্য শস্য ব্যবহার করা হচ্ছে কি না তার উপর নির্ভর করে জৈব জ্বালানিকে দুটি প্রধান বিভাগে বিস্তৃতভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে: 

প্রথম প্রজন্মের (বা "প্রচলিত") জৈব জ্বালানি আবাদযোগ্য জমিতে উত্থিত খাদ্য উত্স যেমন আখ এবং ভুট্টা ইত্যাদি থেকে তৈরি করা হয়। এই বায়োমাসে উপস্থিত চিনিগুলিকে বায়োইথানলে পরিনত করতে গাঁজন করা হয়। বায়োইথানল একটি অ্যালকোহল জ্বালানী যা গ্যাসোলিনের সংযোজন হিসাবে কাজ করে এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য জ্বালানী কোষে কাজ করে।বেশিরভাগ শর্করা (যা উতপন্ন হয় চিনি বা স্টার্চ জাতীয় ফসল যেমন ভুট্টা, আখ বা মিষ্টি জোরা) থেকে গাঁজন পদ্ধতিতে বায়োইথানল তৈরি করা হয়। বায়োইথানল মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ব্রাজিলে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। বায়োডিজেল রেপসিড বা চিনির বীট থেকে তেল তৈরি করা হয় এবং এটি ইউরোপে সবচেয়ে সাধারণ জৈব জ্বালানী।

দ্বিতীয় প্রজন্মের জৈব জ্বালানি (একে "উন্নত জৈব জ্বালানি"ও বলা হয়) অ-খাদ্য -ভিত্তিক বায়োমাস উত্স যেমন বহুবর্ষজীবী শক্তি ফসল এবং কৃষি অবশিষ্টাংশ/বর্জ্য ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। জ্বালানি তৈরির জন্য ব্যবহৃত ফিডস্টক আবাদি জমিতে জন্মাতে পারে কিন্তু প্রধান ফসল বা তাদের উপজাত  প্রান্তিক জমিতে জন্মায়। শিল্প, কৃষি, বনজ এবং গৃহস্থালির বর্জ্যও দ্বিতীয় প্রজন্মের জৈব জ্বালানির জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।অ্যানেরোবিক হজম ব্যবহার করে, সিঙ্গাস তৈরির জন্য গ্যাসীকরণ বা সরাসরি দহনের মাধ্যমে বায়োগ্যাস তৈরি করা যায়। সেলুলোসিক বায়োমাস অ-খাদ্য উত্স যেমনঃগাছ এবং ঘাস থেকে প্রাপ্ত ইথানল উৎপাদনের জন্য একটি ফিডস্টক হিসাবে বিকশিত হচ্ছে। বায়োডিজেল উদ্ভিজ্জ তেল এবং পশুর চর্বিগুলির মতো অবশিষ্ট খাদ্য পণ্য থেকে তৈরি করা যেতে পারে।

তরল জ্বালানী উৎপাদন 

 বায়োমাস থেকে তরল
 মিশ্র অ্যালকোহল জ্বালানীতে জৈব পদার্থের জৈব রূপান্তর

অন্যান্য নবায়নযোগ্য শক্তির সঙ্গে তুলনা

জমির প্রয়োজনীয়তা 
একটি ফসলের পৃষ্ঠের শক্তি উৎপাদন ঘনত্ব নির্ধারণ করে এটি উৎপাদনের জন্য কতটুকু জমির প্রয়োজন। বায়োমাস, বায়ু, হাইড্রো এবং সৌর বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য গড় জীবনচক্র পৃষ্ঠের শক্তি ঘনত্ব যথাক্রমে ০.৩০ W/m 2, ১ W/m 2, ৩ W/m 2 এবং ৫ W/m 2 (বায়োমাস থেকে তাপের আকারে শক্তি, বায়ু, জল এবং সৌর থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনে)। লাইফসাইকেল সারফেস পাওয়ার ডেনসিটির মধ্যে সমস্ত সহায়ক অবকাঠামো, উত্পাদন, খনি/ফসল সংগ্রহ এবং ডিকমিশনিং দ্বারা ব্যবহৃত জমি অন্তর্ভুক্ত।আরেকটি অনুমান অনুযায়ী গড় জীবনচক্র পৃষ্ঠের শক্তি ঘনত্ব বায়োমাসের জন্য ০.০৮ W/m 2, হাইড্রোর জন্য ০.১৪ W/m 2, বায়ুর জন্য ১.৮৪ W/m 2, এবং সৌর-এর জন্য ৬.৬৩ W/m 2 (সবই মাঝারি মান, পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্সগুলির কোনোটিই ১০W/m 2 -এর বেশি নয়)।

সম্পর্কিত প্রযুক্তি

কার্বন ক্যাপচার এবং স্টোরেজ সহ জৈবশক্তি (BECCS)বিইসিসিএস 
কার্বন ক্যাপচার এবং স্টোরেজ প্রযুক্তি বায়োএনার্জি পাওয়ার প্ল্যান্ট থেকে নির্গমন ক্যাপচার করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই প্রক্রিয়াটি কার্বন ক্যাপচার অ্যান্ড স্টোরেজ (বিইসিসিএস) সহ বায়োএনার্জি নামেও পরিচিত এবং এর দ্বারা বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড অপসারণ করা যেতে পারে। যাইহোক, জৈববস্তুবস্তু কীভাবে জন্মানো, সংগ্রহ করা এবং পরিবহন করা হয় তার উপর নির্ভর করে BECCS(বিইসিসিএস) নেট ইতিবাচক নির্গমনও ঘটাতে পারে। কিছু জলবায়ু পরিবর্তন প্রশমনের জন্য বর্ণিত স্কেলে বিইসিসিএস স্থাপনের জন্য প্রচুর পরিমাণে ফসলি জমি রূপান্তর করা প্রয়োজন। 

কার্বন ক্যাপচার এবং স্টোরেজ সহ বায়োএনার্জি (বিইসিসিএস) হল জৈব পদার্থ থেকে জৈবশক্তি আহরণ এবং কার্বন ক্যাপচার এবং সংরক্ষণ করার প্রক্রিয়া,এর দ্বারা বায়ুমণ্ডল থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড অপসারণ করা হয়।তত্ত্বীয়ভাবে বিইসিসিএস একটি "নেতিবাচক নির্গমন প্রযুক্তি" (NET) হতে পারে। বায়োমাসে কার্বন আসে গ্রিনহাউস গ্যাস কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) থেকে।যখন বায়োমাস থেকে এটি বের হয় তখন বায়ুমণ্ডলে এর পরিমাণ বৃদ্ধি পায় । জ্বালানি ("বায়োএনার্জি") দরকারী আকারে (বিদ্যুৎ, তাপ, জৈব জ্বালানি, ইত্যাদি) নিষ্কাশন করা হয় কারণ জৈববস্তু দহন, গাঁজন, পাইরোলাইসিস বা অন্যান্য রূপান্তর পদ্ধতির মাধ্যমে ব্যবহার করা হয়।

জৈব পদার্থের কিছু কার্বন কার্বন ডাই অক্সাইড বা বায়োচারে রূপান্তরিত হয় যা তারপর ভূতাত্ত্বিক সিকোয়েস্টেশন বা ভূমি প্রয়োগের মাধ্যমে সংরক্ষণ করা যেতে পারে এর দ্বারা কার্বন ডাই অক্সাইড অপসারণ (সিডিআর)করা সম্ভব।

বিইসিসিএস থেকে নেতিবাচক নির্গমনের সম্ভাব্য পরিসর প্রতি বছর শূন্য থেকে ২২ গিগাটন হতে পারে বলে অনুমান করা হয়েছিল। ২০১৯ সালের হিসাবে, বিশ্বজুড়ে পাঁচটি সুবিধা সক্রিয়ভাবে বিইসিসিএস প্রযুক্তি ব্যবহার করছে এবং এরা প্রতি বছর প্রায় ১.৫ মিলিয়ন টন কার্বন ডাই অক্সাইড ক্যাপচার করছে। তবে বিইসিসিএস এর ব্যাপক স্থাপনা খরচ এবং জৈব পদার্থের প্রাপ্যতার কারণে এটি সীমাবদ্ধ।

জলবায়ু এবং স্থায়িত্বের দিক 
জৈবশক্তির জলবায়ু প্রভাব বায়োমাস ফিডস্টকগুলি কোথা থেকে আসে এবং কীভাবে তারা জন্মায় তার উপর নির্ভর করে ব্যাপক পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, শক্তির জন্য কাঠ পোড়ানো কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত করে। এই নির্গমনগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে ভারসাম্য করা যেতে পারে যদি ফসল তোলা জমিকে নতুন গাছ দ্বারা একটি সু-পরিচালিত বনে প্রতিস্থাপিত করা হয়, কারণ নতুন গাছগুলি বৃদ্ধির সাথে সাথে বাতাস থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড শোষণ করবে। যাইহোক, জৈব শক্তি ফসলের প্রতিষ্ঠা ও চাষ প্রাকৃতিক বাস্তুতন্ত্রকে স্থানচ্যুত করতে পারে, মাটির অবনতি ঘটাতে পারে এবং পানি সম্পদ এবং কৃত্রিম সার গ্রাস করতে পারে। গ্রীষ্মমন্ডলীয় অঞ্চলে ঐতিহ্যগত গরম এবং রান্নার জন্য ব্যবহৃত সমস্ত কাঠের প্রায় এক-তৃতীয়াংশ টেকসইভাবে কাটা হয়। বায়োএনার্জি ফিডস্টকগুলি সাধারণত ফসল কাটা, শুকানো এবং পরিবহনের জন্য উল্লেখযোগ্য পরিমাণে শক্তির প্রয়োজন হয়; এই প্রক্রিয়াগুলির জন্য শক্তির ব্যবহার গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গত করতে পারে। কিছু ক্ষেত্রে, ভূমি-ব্যবহারের পরিবর্তন, চাষাবাদ এবং প্রক্রিয়াকরণের প্রভাব জীবাশ্ম জ্বালানি ব্যবহারের তুলনায় বায়োএনার্জির জন্য উচ্চতর সামগ্রিক কার্বন নির্গমনের কারণ হতে পারে।

বায়োমাস বাড়ানোর জন্য কৃষিজমি ব্যবহার করার ফলে ক্রমবর্ধমান খাদ্যের জন্য কম জমি পাওয়া যেতে পারে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, প্রায় ১০% মোটর গ্যাসোলিন ভুট্টা-ভিত্তিক ইথানল দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে, যার জন্য ফসলের একটি উল্লেখযোগ্য অনুপাত হ্রাস পেয়েছে। মালয়েশিয়া এবং ইন্দোনেশিয়ায়, জৈব ডিজেলের জন্য পাম তেল উৎপাদনের জন্য বন পরিষ্কার করা গুরুতর সামাজিক এবং পরিবেশগত প্রভাবের দিকে পরিচালিত করেছে, কারণ এই বনগুলি বিভিন্ন প্রজাতির জন্য গুরুত্বপূর্ণ কার্বন সিঙ্ক এবং আবাসস্থল। যেহেতু সালোকসংশ্লেষণ সূর্যের আলোতে শক্তির একটি ছোট অংশ গ্রহণ করে, তাই একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ জৈব শক্তি উৎপাদনের জন্য অন্যান্য পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সের তুলনায় প্রচুর পরিমাণে জমির প্রয়োজন হয়।

দ্বিতীয় প্রজন্মের জৈব জ্বালানি যা অ-খাদ্য গাছপালা বা বর্জ্য থেকে উৎপাদিত হয় তা খাদ্য উৎপাদনের সাথে প্রতিযোগিতা কমিয়ে দেয়, কিন্তু সংরক্ষণ এলাকা এবং স্থানীয় বায়ু দূষণ সহ বাণিজ্য-অফ সহ অন্যান্য নেতিবাচক প্রভাব থাকতে পারে। বায়োমাসের তুলনামূলকভাবে টেকসই উৎসের মধ্যে রয়েছে শেওলা, বর্জ্য এবং মাটিতে উৎপাদিত ফসল যা খাদ্য উৎপাদনের জন্য অনুপযুক্ত।

পরিবেশগত প্রভাব 
জৈবশক্তি গ্রীনহাউস গ্যাস প্রশমিত করতে পারে আবার গ্রীনহাউস গ্যাস নির্গমন বাড়াতেও পারে। এছাড়াও স্থানীয় পরিবেশগত প্রভাব সমস্যাযুক্ত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, বর্ধিত বায়োমাসের চাহিদা যেখানে বায়োমাস উৎপন্ন হয় সেখানে উল্লেখযোগ্য সামাজিক এবং পরিবেশগত চাপ তৈরি করতে পারে।  এর প্রভাব প্রাথমিকভাবে বায়োমাসের নিম্ন পৃষ্ঠের শক্তি ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত। নিম্ন পৃষ্ঠের শক্তি ঘনত্বের প্রভাব রয়েছে যে একই পরিমাণ শক্তি উৎপাদনের জন্য জীবাশ্ম জ্বালানির তুলনায় অনেক বৃহত্তর স্থলভাগের প্রয়োজন হয়,।

জৈববস্তুর দূরপাল্লার পরিবহনকে অপব্যয় এবং টেকসই বলে সমালোচনা করা হয়েছে,  এবং সুইডেন  এবং কানাডায় বন জৈববস্তু রপ্তানির বিরুদ্ধে প্রতিবাদ হয়েছে।

স্কেল এবং ভবিষ্যতের প্রবণতা 
সাধারণত, জৈবশক্তি সম্প্রসারণ ২০২০ সালে ৫০% কমেছে। চীন এবং ইউরোপ একমাত্র দুটি অঞ্চল যা ২০২০ সালে উল্লেখযোগ্য সম্প্রসারণের রিপোর্ট করেছে যে তারা যথাক্রমে ২ GW এবং ১.২ GW বায়োএনার্জি ক্ষমতা যোগ করেছে।

প্রায় সমস্ত করাত কল(যে কলে কাঠ কাটা হয়) অবশিষ্টাংশ ইতিমধ্যেই পেলেট উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা হচ্ছে, তাই সম্প্রসারণের জন্য কোন জায়গা নেই। জৈব শক্তির সেক্টর ভবিষ্যতে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসারিত করার জন্য, কাটা পাল্পউডের বেশির ভাগ পেলেট মিলগুলিতে যেতে হবে। যাইহোক, পাল্পউডের ফসল (গাছ পাতলা করা) এই গাছগুলির বৃদ্ধ হওয়ার সম্ভাবনাকে সরিয়ে দেয় এবং তাই তাদের কার্বন ধারণ ক্ষমতা সর্বাধিক করে। পাল্পউডের তুলনায়, করাতকলের অবশিষ্টাংশের নিট নিঃসরণ কম থাকে: "কিছু ধরণের জৈববস্তু ফিডস্টক কার্বন-নিরপেক্ষ হতে পারে, অন্তত কয়েক বছরের জন্য, বিশেষ করে করাতকলের অবশিষ্টাংশ সহ। এগুলি বনের অন্যান্য ক্রিয়াকলাপের বর্জ্যকে বোঝায়।এটি বোঝায় যে অতিরিক্ত এমন ফসল যা বর্জ্য হিসাবে পুড়িয়ে ফেলা হলে বা পচন ধরলে যেকোন পরিস্থিতিতে কার্বন বায়ুমণ্ডলে ছেড়ে দেবে।"

আরও দেখুন

তথ্যসূত্র 

জৈব জ্বালানি
অপর্যালোচিত অনুবাদসহ পাতা