শহরে বোস্টনের ঠিক উত্তরে অবস্থিত ওবার্ন, ম্যাসাচুসেটসের একটি শহরতলী, সাদা কোট পরিহিত ইঞ্জিনিয়ার এবং বিজ্ঞানীদের একটি ক্যাডার একটি নিয়ন-আলোকিত ল্যাব স্পেসের ভিতরে একটি ডেস্কে ইট-আকারের, বন্দুক-ধূসর ইস্পাতের একটি সুশৃঙ্খল স্তুপ পরিদর্শন করেছে।
তারা যা দেখছিল তা হল একটি উদ্ভাবনী উত্পাদন পদ্ধতি ব্যবহার করে তৈরি করা স্টিলের একটি ব্যাচ বোস্টন মেটাল, একটি কোম্পানী যেটি এক দশক আগে MIT থেকে বেরিয়ে এসেছে, আশা করছে শত শত বছর ধরে সংকর ধাতু তৈরির পদ্ধতি নাটকীয়ভাবে নতুন আকার দেবে। তার আকরিক থেকে লোহা আলাদা করার জন্য বিদ্যুত ব্যবহার করে, ফার্মটি দাবি করে যে এটি কার্বন ডাই অক্সাইড ছাড়াই ইস্পাত তৈরি করতে পারে, যা গ্রীনহাউস গ্যাস নির্গমনের জন্য বিশ্বের সবচেয়ে খারাপ শিল্পগুলির মধ্যে একটি পরিষ্কার করার পথ সরবরাহ করে।
প্রকৌশল এবং নির্মাণের জন্য একটি অপরিহার্য ইনপুট, ইস্পাত বিশ্বের সবচেয়ে জনপ্রিয় শিল্প উপকরণগুলির মধ্যে একটি, 2 বিলিয়ন টন বার্ষিক উত্পাদিত. এই প্রাচুর্য, যাইহোক, জন্য একটি খাড়া মূল্য আসে পরিবেশ. ইস্পাত তৈরির হিসাব 7 থেকে 11 শতাংশ পর্যন্ত বিশ্বব্যাপী গ্রীনহাউস-গ্যাস নির্গমন, এটিকে বায়ুমণ্ডলীয় দূষণের বৃহত্তম শিল্প উত্সগুলির একটি করে তুলেছে। এবং কারণ উত্পাদন পারে ওঠা 2050 সালের মধ্যে এক তৃতীয়াংশের মধ্যে, এই পরিবেশগত বোঝা বাড়তে পারে।
যা জলবায়ু সংকট মোকাবেলায় একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়িয়েছে। জাতিসংঘ বলেছেন 1.5 সালের প্যারিস জলবায়ু চুক্তির অধীনে নির্ধারিত 2015 ডিগ্রি সেলসিয়াস চিহ্নের নিচে বৈশ্বিক উষ্ণতা বজায় রাখার জন্য শিল্প কার্বন নির্গমন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা অপরিহার্য। এটি করার জন্য, 93 সালের মধ্যে ইস্পাত এবং অন্যান্য ভারী শিল্প থেকে নির্গমন 2050 শতাংশ হ্রাস করতে হবে, অনুসারে অনুমান আন্তর্জাতিক শক্তি সংস্থা দ্বারা।
নির্গমন কমাতে সরকার এবং বিনিয়োগকারীদের ক্রমবর্ধমান চাপের সম্মুখীন হয়ে, বেশ কয়েকটি ইস্পাত প্রস্তুতকারক-প্রধান উৎপাদক এবং স্টার্টআপ উভয়ই সহ-স্বল্প-কার্বন প্রযুক্তি নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করছে যা ঐতিহ্যগত কার্বন-নিবিড় উত্পাদনের পরিবর্তে হাইড্রোজেন বা বিদ্যুৎ ব্যবহার করে। এর মধ্যে কিছু প্রচেষ্টা বাণিজ্যিক বাস্তবতার কাছাকাছি।
প্যারিস-ভিত্তিক গবেষণা থিঙ্ক ট্যাঙ্ক IDDRI-এর শক্তি অর্থনীতিবিদ ক্রিস ব্যাটেইলে বলেছেন, "আমরা যেটি নিয়ে কথা বলছি তা হল একটি পুঁজি-নিবিড়, ঝুঁকি-প্রতিরোধী শিল্প যেখানে ব্যাঘাত অত্যন্ত বিরল।" অতএব, তিনি যোগ করেছেন, "এটি উত্তেজনাপূর্ণ" যে একসাথে এত কিছু চলছে।
তবুও, বিশেষজ্ঞরা সম্মত হন যে একটি বিশ্বব্যাপী শিল্পকে রূপান্তরিত করা যা পরিণত হয়েছে $ 2.5 ট্রিলিয়ন 2017 সালে এবং এর চেয়ে বেশি নিয়োগ করে 6 মিলিয়ন মানুষ প্রচুর পরিশ্রম করা হবে। বৈশ্বিক জলবায়ু লক্ষ্যে পৌঁছানোর জন্য সময়ে অভিনব প্রক্রিয়াগুলিকে স্কেল করার বাস্তব বাধাগুলির বাইরে, চীন সম্পর্কে উদ্বেগ রয়েছে, যেখানে বিশ্বের অর্ধেকেরও বেশি ইস্পাত তৈরি করা হয় এবং যার ইস্পাত খাতকে ডিকার্বনাইজ করার পরিকল্পনা অস্পষ্ট রয়ে গেছে।
"এটি অবশ্যই একটি সহজ সমাধান এই মত একটি শিল্প decarbonize করা হয় না," Bataille বলেন. "কিন্তু কোন বিকল্প নেই। সেক্টরের ভবিষ্যত-এবং আমাদের জলবায়ু-এর উপর নির্ভর করে।"
________
আধুনিক ইস্পাত তৈরি জড়িত বিভিন্ন উত্পাদন পর্যায়ে। সাধারণত, লোহা আকরিক চূর্ণ করা হয় এবং সিন্টার (একটি রুক্ষ কঠিন) বা বৃন্তে পরিণত হয়। আলাদাভাবে, কয়লা বেক করা হয় এবং কোকে রূপান্তরিত হয়। আকরিক এবং কোক তারপর চুনাপাথরের সাথে মিশ্রিত করা হয় এবং একটি বড় ব্লাস্ট ফার্নেসে খাওয়ানো হয় যেখানে নিচ থেকে অত্যন্ত গরম বাতাস প্রবাহিত হয়। উচ্চ তাপমাত্রায়, কোক পুড়ে যায় এবং মিশ্রণটি তরল লোহা তৈরি করে, যা পিগ আয়রন বা ব্লাস্ট-ফার্নেস আয়রন নামে পরিচিত। গলিত উপাদানটি তারপর একটি অক্সিজেন চুল্লিতে যায়, যেখানে এটি একটি জল-ঠান্ডা ল্যান্সের মাধ্যমে বিশুদ্ধ অক্সিজেন দিয়ে বিস্ফোরিত হয়, যা কার্বনকে অশোধিত ইস্পাতকে চূড়ান্ত পণ্য হিসাবে ছেড়ে যেতে বাধ্য করে।
1850-এর দশকে ইংরেজ প্রকৌশলী হেনরি বেসেমার দ্বারা প্রথম পেটেন্ট করা এই পদ্ধতিটি বিভিন্ন উপায়ে কার্বন-ডাই-অক্সাইড নির্গমন তৈরি করে। প্রথমত, ব্লাস্ট ফার্নেসের রাসায়নিক বিক্রিয়ার ফলে নির্গমন ঘটে, কারণ কোক এবং চুনাপাথরে আটকে থাকা কার্বন বায়ুতে অক্সিজেনের সাথে আবদ্ধ হয়ে কার্বন ডাই অক্সাইডকে উপজাত হিসেবে তৈরি করে। উপরন্তু, জীবাশ্ম জ্বালানী সাধারণত ব্লাস্ট ফার্নেসকে উত্তপ্ত করতে এবং সিন্টারিং এবং পেলেটাইজিং প্ল্যান্টের পাশাপাশি কোক ওভেনকে শক্তি দিতে, প্রক্রিয়ায় কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত করার জন্য পোড়ানো হয়।
70 শতাংশের মতো বিশ্বের ইস্পাত এইভাবে উত্পাদিত হয়, উৎপন্ন হয় প্রায় দুই টন কার্বন ডাই অক্সাইড উত্পাদিত প্রতিটি টন ইস্পাত জন্য. দ্য অবশিষ্ট 30 শতাংশ প্রায় সবই ইলেকট্রিক আর্ক ফার্নেসের মাধ্যমে তৈরি করা হয়, যা ইস্পাত গলানোর জন্য বৈদ্যুতিক প্রবাহ ব্যবহার করে-প্রচুরভাবে পুনর্ব্যবহৃত স্ক্র্যাপ-এবং আছে অনেক কম CO2 নির্গমন ব্লাস্ট ফার্নেসের চেয়ে।
কিন্তু সীমিত স্ক্র্যাপ সরবরাহের কারণে, ভবিষ্যতের সমস্ত চাহিদা এভাবে পূরণ করা যাবে না, বলেছেন জেফ্রি রিসম্যান, একজন শিল্প প্রোগ্রাম ডিরেক্টর এবং সান ফ্রান্সিসকো-ভিত্তিক শক্তি এবং জলবায়ু নীতি সংস্থা এনার্জি ইনোভেশনের মডেলিং প্রধান। সঠিক নীতির সাথে, পুনর্ব্যবহারযোগ্য 45 সালে বিশ্বব্যাপী চাহিদার 2050 শতাংশ পর্যন্ত সরবরাহ করতে পারে, তিনি বলেছিলেন। "বাকিগুলি প্রাথমিক আকরিক-ভিত্তিক ইস্পাত তৈরি করে সন্তুষ্ট হবে, যেখান থেকে বেশিরভাগ নির্গমন আসে।"
তাই "ইস্পাত শিল্প যদি তার জলবায়ু প্রতিশ্রুতি সম্পর্কে গুরুতর হয়", তিনি যোগ করেন, "এটিকে মৌলিকভাবে উপাদানটি তৈরি করার পদ্ধতিকে পুনর্নির্মাণ করতে হবে - এবং এটি মোটামুটি দ্রুত করতে হবে।"
________
একটি বিকল্প প্রযুক্তি পরীক্ষা করা হচ্ছে হাইড্রোজেনের সাথে কোক প্রতিস্থাপন করে। সুইডেনে, হাইব্রিট—ইস্পাত প্রস্তুতকারক SSAB, শক্তি সরবরাহকারী ভ্যাটেনফল এবং LKAB, একটি লৌহ আকরিক উৎপাদক-এর মধ্যে একটি যৌথ উদ্যোগ—একটি প্রক্রিয়া চালাচ্ছে যার লক্ষ্য হল সরাসরি হ্রাসকৃত আয়রন নামক একটি বিদ্যমান সিস্টেমকে পুনরুদ্ধার করা। প্রক্রিয়াটি জীবাশ্ম জ্বালানী থেকে কোক ব্যবহার করে লৌহ আকরিক ছুরি থেকে অক্সিজেন আহরণ করে, স্পঞ্জ আয়রন নামক একটি ছিদ্রযুক্ত লোহার খোরাক রেখে যায়।
হাইব্রিট পদ্ধতি পরিবর্তে জীবাশ্ম-মুক্ত হাইড্রোজেন গ্যাস ব্যবহার করে অক্সিজেন আহরণ করে। গ্যাসটি ইলেক্ট্রোলাইসিসের মাধ্যমে তৈরি করা হয়, একটি কৌশল যা একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ ব্যবহার করে - এই ক্ষেত্রে, একটি জীবাশ্ম-মুক্ত শক্তির উত্স থেকে - জলকে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে আলাদা করতে। (সবচেয়ে বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন আজ তৈরি করা হয় মিথেনের সাথে, যা পোড়ালে CO2 উৎপন্ন করে।) ফলে স্পঞ্জ আয়রন তারপর একটি বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেসে যায়, যেখানে এটি শেষ পর্যন্ত স্টিলে পরিমার্জিত হয়। প্রক্রিয়াটি একটি উপজাত হিসাবে শুধুমাত্র জলীয় বাষ্প ছেড়ে দেয়।
"এই প্রযুক্তিটি কিছু সময়ের জন্য পরিচিত ছিল, কিন্তু এটি এখনও পর্যন্ত শুধুমাত্র ল্যাবে করা হয়েছে," মিকেল নর্ডল্যান্ডার বলেছেন, ভ্যাটেনফলের শিল্প ডিকার্বনাইজেশনের প্রধান। "আমরা এখানে যা করছি তা হল এটি [শিল্প পর্যায়ে] কাজ করতে পারে কিনা তা দেখতে।"
গত আগস্টে, হাইব্রিট তার প্রথম মাইলপোস্টে পৌঁছেছে: SSAB, যা শেষ পণ্য উত্পাদন করে এবং বিক্রি করে, জীবাশ্ম-মুক্ত ইস্পাত তার প্রথম ব্যাচ বিতরণ অটোমেকার ভলভোর কাছে, যা গাড়ির প্রোটোটাইপগুলিতে এটি ব্যবহার করেছে. এটি বাণিজ্যিক-স্কেল উত্পাদনের জন্য একটি প্ল্যান্টের পরিকল্পনাও করছে, যা এটি 2026 সালের মধ্যে সম্পূর্ণ করার লক্ষ্য রাখে।
আরেকটি সুইডিশ উদ্যোগ, H2 Green Steel, Ikea-এর সাথে যুক্ত একটি সংস্থা, মার্সিডিজ-বেঞ্জ, স্ক্যানিয়া এবং IMAS ফাউন্ডেশন সহ বেসরকারি বিনিয়োগকারী এবং কোম্পানিগুলির কাছ থেকে 105 মিলিয়ন ডলারের সাহায্যে একই ধরনের বাণিজ্যিক-স্কেল হাইড্রোজেন স্টিল প্ল্যান্ট তৈরি করছে। কোম্পানি পরিকল্পনা সমূহ 2024 সাল নাগাদ উৎপাদন শুরু করবে এবং দশকের শেষ নাগাদ বার্ষিক 5 মিলিয়ন টন শূন্য-নিঃসরণকারী ইস্পাত উৎপাদন করবে। হাইড্রোজেন চালিত ইস্পাত তৈরির পরীক্ষা করা অন্যান্য কোম্পানি অন্তর্ভুক্ত ArcelorMittal, ThyssenKrupp, এবং সালজজিটার এজি জার্মানিতে; পসকো দক্ষিণ কোরিয়ায়; এবং Voestalpine অস্ট্রিয়ায়
লোহা আকরিক কমাতেও বিদ্যুৎ ব্যবহার করা যেতে পারে। বোস্টন মেটাল, উদাহরণস্বরূপ, গলিত অক্সাইড ইলেক্ট্রোলাইসিস নামে একটি প্রক্রিয়া তৈরি করেছে, যেখানে লোহা আকরিক ধারণকারী একটি কোষের মধ্য দিয়ে একটি কারেন্ট চলে। যেহেতু বিদ্যুৎ কোষের উভয় প্রান্তের মধ্যে ভ্রমণ করে এবং আকরিককে উত্তপ্ত করে, অক্সিজেন বুদবুদ বাড়ে (এবং সংগ্রহ করা যেতে পারে), যখন লোহা আকরিক তরল লোহাতে পরিণত হয় যা কোষের নীচে পুল হয় এবং পর্যায়ক্রমে ট্যাপ করা হয়। বিশুদ্ধ লোহা তারপর কার্বন এবং অন্যান্য উপাদান সঙ্গে মিশ্রিত করা হয়.
"আমরা যা করি তা হল একটি হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে বিদ্যুতের জন্য কার্বন অদলবদল করা," অ্যাডাম রাউয়ারডিঙ্ক ব্যাখ্যা করেছেন, কোম্পানির ব্যবসা উন্নয়নের সিনিয়র ভাইস প্রেসিডেন্ট৷ "এটি আমাদেরকে কম শক্তি ব্যবহার করে এবং প্রচলিত ইস্পাত তৈরির চেয়ে কম পদক্ষেপে খুব উচ্চ-মানের ইস্পাত তৈরি করতে দেয়।" যতক্ষণ শক্তি জীবাশ্ম-মুক্ত উত্স থেকে আসে, তিনি যোগ করেন, প্রক্রিয়াটি কোনও কার্বন নির্গমন তৈরি করে না।
তিনি বলেন, কোম্পানিটি, যেটি বর্তমানে তার Woburn সুবিধায় তিনটি পাইলট লাইন চালায়, তার ল্যাবরেটরি ধারণা বাজারে আনতে কাজ করছে, ব্যবহার করে গত বছর $50 মিলিয়ন সংগ্রহ করা হয়েছে বিল গেটস দ্বারা সমর্থিত ব্রেকথ্রু এনার্জি ভেঞ্চার সহ একটি বিনিয়োগকারী গ্রুপ থেকে এবং জার্মান গাড়ি নির্মাতা বিএমডব্লিউ। একটি বাণিজ্যিক-স্কেল প্রদর্শনী প্ল্যান্ট 2025 সালের মধ্যে চালু এবং চালু হবে বলে আশা করা হচ্ছে।
অ্যারিজোনা স্টেট ইউনিভার্সিটির পদার্থ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল বিভাগের অধ্যাপক শ্রীধর সীতারামন বলেছেন, "অবস্থান, সম্পদের প্রাপ্যতা এবং লক্ষ্যযুক্ত পণ্যের উপর নির্ভর করে আমি মনে করি এই সমস্ত সমাধানগুলির স্থান রয়েছে।" "তবে আমি আপাতত মনে করি না যে কেউ একা চাহিদা মেটাতে আপনাকে একটি সিলভার বুলেট দেবে।"
"হাইড্রোজেন একটি প্রতিষ্ঠিত সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে কিছুটা মাথা ঘামাতে শুরু করেছে এবং এটি বাণিজ্যিকীকরণের ক্ষেত্রেও এগিয়ে," আইডিডিআরআই শক্তি অর্থনীতিবিদ ব্যাটেইলে বলেছেন। "কিন্তু একটি নেট-জিরো ইস্পাত শিল্প অর্জন করতে আরও কার্বন-মুক্ত পথ নিতে হবে, তাই আমি মনে করি শেষ পর্যন্ত তাদের সবার জন্য বাজারে যথেষ্ট জায়গা থাকবে।"
________
যদিও সবুজ ইস্পাত তৈরির প্রক্রিয়াগুলি গতি অর্জন করছে বলে মনে হচ্ছে, তবে মোকাবেলা করার জন্য বেশ কয়েকটি গুরুতর চ্যালেঞ্জ রয়েছে। কলোরাডো-ভিত্তিক অলাভজনক প্রতিষ্ঠানের সিনিয়র প্রিন্সিপাল টমাস কোচ ব্ল্যাঙ্ক বলেন, তাদের মধ্যে প্রধান হল নবায়নযোগ্য শক্তির অবকাঠামোর ব্যাপক সম্প্রসারণ যা এই নতুন পদ্ধতিতে শিল্প-ব্যাপী স্থানান্তর ঘটাবে। রকি মাউন্টেন ইনস্টিটিউট. তিনি অনুমান করেছেন যে বর্তমান প্রাথমিক ইস্পাত উৎপাদনকে বিদ্যুতায়ন করতে বিশ্বের বর্তমান ইনস্টল করা সৌর ও বায়ু শক্তির উত্সের তিনগুণ পর্যন্ত প্রয়োজন হবে।
আরেকটি বাধা খরচ। বিদ্যুত বা হাইড্রোজেনে স্যুইচ করার জন্য নতুন গাছপালা তৈরি করতে এবং পুরানোগুলিকে পুনরুদ্ধার করতে প্রচুর পরিমাণে মূলধন ব্যয়ের প্রয়োজন হবে। ক্লিন হাইড্রোজেন পদ্ধতির ক্ষেত্রে, স্টিলের মূল্য ট্যাগ অনেকাংশে বৃদ্ধি পাবে কারণ ইস্পাত উৎপাদনকারীরা কম খরচের হাইড্রোজেনের পরিবর্তে কম খরচের কোকিং কয়লার কাছাকাছি অবস্থিত, কোচ ব্ল্যাঙ্ক উল্লেখ করেছে। "এই অগ্রিম খরচগুলি সম্ভবত ইস্পাত এবং শেষ পণ্য উভয়ের দাম বাড়িয়ে দেবে, অন্তত শুরুতে।"
সান ফ্রান্সিসকোর বিশ্লেষক রিসম্যানের মতে, সরবরাহ এবং চাহিদা উভয় দিকের আইন সেই উচ্চ খরচগুলি অফসেট করতে এবং সবুজ প্রযুক্তিতে আরও বিনিয়োগকে উত্সাহিত করতে সহায়তা করতে পারে। তিনি বলেন, সরকারগুলি নির্মাণ এবং অবকাঠামোর জন্য নিম্ন-কার্বন ইস্পাত ব্যবহারকে উৎসাহিত করতে পারে রাষ্ট্রীয় অর্থায়নে প্রকল্পগুলিকে মনোনীত নির্মাণ সামগ্রীর কম-কার্বন সংস্করণ ব্যবহার করার জন্য। তারা এমন নীতিগুলিও প্রয়োগ করতে পারে যা দেশগুলি থেকে কেনা আরও ব্যয়বহুল করে তোলে যেখানে নির্গমনের নিয়মগুলি কম কঠোর। এটি দেশীয় উত্পাদকদের "প্রতিযোগিতামূলক থাকতে" সাহায্য করবে যেহেতু পরিষ্কার ইস্পাতের বাজার "বৃদ্ধি পায় এবং নতুন উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি স্কেল অর্থনীতি অর্জন করে," রিসম্যান বলেছেন।
সম্ভবত সবচেয়ে বড় বাধা চীন, যেখানে প্রায় 90 শতাংশ ব্লাস্ট ফার্নেস ব্যবহার করে ইস্পাত উৎপাদন করা হয়। 2020 সালের সেপ্টেম্বরে, রাষ্ট্রপতি শি জিনপিং ঘোষিত যে দেশটি 2060 সালের মধ্যে কার্বন নিরপেক্ষ হওয়ার লক্ষ্য রাখে। গার্হস্থ্য ইস্পাত মিল থেকে দূষণ কমানোর জন্য, যা প্রায় 15 শতাংশের জন্য অ্যাকাউন্ট দেশের সামগ্রিক কার্বন নির্গমনের, বেইজিংও প্রতিশ্রুতি দিয়েছে 2030 সালের মধ্যে সর্বোচ্চ ইস্পাত নির্গমন অর্জন. তা সত্ত্বেও, 18 সালের প্রথম ছয় মাসে চীনে 2021টি নতুন ব্লাস্ট-ফার্নেস প্রকল্প ঘোষণা করা হয়েছিল, অনুযায়ী হেলসিঙ্কি-ভিত্তিক গবেষণা গ্রুপ সেন্টার ফর রিসার্চ অন এনার্জি অ্যান্ড ক্লিন এয়ারের কাছে।
ইস্পাত ডিকার্বনাইজ করার জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং চ্যালেঞ্জিং শিল্পগুলির মধ্যে একটি, রিসম্যান বলেন, তাই এটিতে বিশ্বব্যাপী সমন্বয় ব্যাপকভাবে সাহায্য করবে।
বোস্টনে ফিরে, রাউয়ারডিঙ্ক, বোস্টন মেটালের কারখানার লাইনগুলি জরিপ করে, সম্মত হন। "এটি একটি দুর্দান্ত চ্যালেঞ্জ যেটির বিরুদ্ধে আমরা আছি," তিনি বলেছিলেন। কিন্তু, তিনি যোগ করেছেন, "আমরা দেখাচ্ছি যে সমাধানগুলি বিদ্যমান - এবং কাজ করে।"
এই নিবন্ধটি মূলত উপর প্রকাশ করা হয়েছিল Undark। পর এটা মূল নিবন্ধ.
চিত্র ক্রেডিট: Třinecké železárny / উইকিমিডিয়া কমন্স
