জলবিদ্যুৎ কেন পরিচ্ছন্ন শক্তির ভুলে যাওয়া দৈত্য?

জলবিদ্যুৎ বিশ্বব্যাপী সর্ববৃহৎ নবায়নযোগ্য শক্তি, যা বায়ু শক্তির দ্বিগুণেরও বেশি এবং সৌরশক্তির চেয়ে চারগুণেরও বেশি শক্তি উৎপাদন করে। এবং পাহাড়ের উপরে জল পাম্প করা, যাকে "পাম্পড স্টোরেজ জলবিদ্যুৎ" বলা হয়, বিশ্বের মোট শক্তি সঞ্চয় ক্ষমতার 90% এরও বেশি।
কিন্তু জলবিদ্যুতের বিশাল প্রভাব সত্ত্বেও, আমরা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে এটি সম্পর্কে খুব বেশি কিছু শুনতে পাই না। গত কয়েক দশক ধরে বায়ু ও সৌরশক্তির দাম কমেছে এবং প্রাপ্যতা আকাশছোঁয়া হয়ে গেছে, তবুও দেশটিতে জলবিদ্যুৎ উৎপাদন তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল রয়েছে, কারণ দেশটি ইতিমধ্যেই ভৌগোলিকভাবে সবচেয়ে আদর্শ স্থানে জলবিদ্যুৎ কেন্দ্র নির্মাণ করেছে।
আন্তর্জাতিকভাবে, এটি একটি ভিন্ন গল্প। গত কয়েক দশক ধরে চীন হাজার হাজার নতুন, প্রায়শই বিশাল, জলবিদ্যুৎ বাঁধ নির্মাণ করে তার অর্থনৈতিক সম্প্রসারণকে ইন্ধন জুগিয়েছে। আফ্রিকা, ভারত এবং এশিয়া ও প্রশান্ত মহাসাগরীয় অঞ্চলের অন্যান্য দেশগুলিও একই কাজ করতে প্রস্তুত।
কিন্তু কঠোর পরিবেশগত তদারকি ছাড়া সম্প্রসারণ সমস্যার সৃষ্টি করতে পারে, কারণ বাঁধ এবং জলাধারগুলি নদীর বাস্তুতন্ত্র এবং আশেপাশের আবাসস্থলগুলিকে ব্যাহত করে এবং সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে জলাধারগুলি পূর্বে যা ধারণা করা হয়েছিল তার চেয়ে বেশি কার্বন ডাই অক্সাইড এবং মিথেন নির্গত করতে পারে। এছাড়াও, জলবায়ু-চালিত খরা হাইড্রোকে শক্তির একটি কম নির্ভরযোগ্য উৎস করে তুলছে, কারণ আমেরিকান পশ্চিমের বাঁধগুলি তাদের বিদ্যুৎ উৎপাদন ক্ষমতার উল্লেখযোগ্য পরিমাণ হারিয়ে ফেলেছে।
"একটি সাধারণ বছরে, হুভার বাঁধ প্রায় ৪.৫ বিলিয়ন কিলোওয়াট ঘন্টা বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে," আইকনিক হুভার বাঁধের ব্যবস্থাপক মার্ক কুক বলেন। "হৃদয়টি এখন যেমন আছে, তাই এটি ৩.৫ বিলিয়ন কিলোওয়াট ঘন্টারও বেশি।"
তবুও বিশেষজ্ঞরা বলছেন যে ১০০% নবায়নযোগ্য ভবিষ্যতে হাইড্রোর একটি বড় ভূমিকা রয়েছে, তাই এই চ্যালেঞ্জগুলি কীভাবে হ্রাস করা যায় তা শেখা আবশ্যক।

গার্হস্থ্য জলবিদ্যুৎ
২০২১ সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ইউটিলিটি-স্কেল বিদ্যুৎ উৎপাদনের প্রায় ৬% এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য বিদ্যুৎ উৎপাদনের ৩২% ছিল জলবিদ্যুৎ। অভ্যন্তরীণভাবে, এটি ২০১৯ সাল পর্যন্ত বৃহত্তম নবায়নযোগ্য ছিল, যখন বায়ু এটিকে ছাড়িয়ে গিয়েছিল।
আগামী দশকে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে জলবিদ্যুৎ উৎপাদনে খুব বেশি প্রবৃদ্ধি হবে বলে আশা করা হচ্ছে না, এর একটি কারণ লাইসেন্সিং এবং অনুমতি প্রদানের জটিল প্রক্রিয়া।
"লাইসেন্সিং প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে লক্ষ লক্ষ ডলার এবং বছরের পর বছর প্রচেষ্টা ব্যয় হয়। এবং এই সুবিধাগুলির কিছু, বিশেষ করে কিছু ছোট সুবিধার জন্য, তাদের কাছে কেবল সেই অর্থ বা সেই সময় থাকে না," ন্যাশনাল হাইড্রোপাওয়ার অ্যাসোসিয়েশনের সভাপতি এবং সিইও ম্যালকম উলফ বলেন। তিনি অনুমান করেন যে একটি জলবিদ্যুৎ সুবিধার লাইসেন্স বা পুনঃলাইসেন্স দেওয়ার ক্ষেত্রে কয়েক ডজন বিভিন্ন সংস্থা জড়িত। তিনি বলেন, এই প্রক্রিয়াটি একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের লাইসেন্স দেওয়ার চেয়ে বেশি সময় নেয়।
যেহেতু মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে গড় জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রের বয়স ৬০ বছরেরও বেশি, তাই অনেককে শীঘ্রই পুনরায় লাইসেন্স নিতে হবে।
"তাই আমরা হয়তো লাইসেন্স আত্মসমর্পণের একটি ঝাঁকের মুখোমুখি হতে পারি, যা বিদ্রূপাত্মক, ঠিক যেমন আমরা এই দেশে নমনীয়, কার্বন-মুক্ত উৎপাদনের পরিমাণ বাড়ানোর চেষ্টা করছি," উলফ বলেন।
কিন্তু জ্বালানি বিভাগ বলছে, পুরাতন বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির উন্নয়ন এবং বিদ্যমান বাঁধগুলিতে বিদ্যুৎ যোগ করার মাধ্যমে দেশীয় প্রবৃদ্ধির সম্ভাবনা রয়েছে।
"আমাদের দেশে ৯০,০০০ বাঁধ আছে, যার বেশিরভাগই বন্যা নিয়ন্ত্রণ, সেচ, জল সঞ্চয় এবং বিনোদনের জন্য নির্মিত হয়েছিল। এই বাঁধগুলির মাত্র ৩% আসলে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়," উলফ বলেন।
এই খাতের প্রবৃদ্ধি পাম্পড স্টোরেজ জলবিদ্যুৎ সম্প্রসারণের উপরও নির্ভর করে, যা নবায়নযোগ্য জ্বালানিকে "দৃঢ়" করার একটি উপায় হিসেবে ক্রমশ জনপ্রিয় হয়ে উঠছে, সূর্যের আলো না থাকলে এবং বাতাস বইতে না থাকলে ব্যবহারের জন্য অতিরিক্ত শক্তি সঞ্চয় করে।
যখন একটি পাম্পযুক্ত স্টোরেজ সুবিধা বিদ্যুৎ উৎপাদন করে, তখন এটি একটি নিয়মিত জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রের মতোই কাজ করে: উপরের জলাধার থেকে নীচের দিকে জল প্রবাহিত হয়, পথে একটি বিদ্যুৎ-উৎপাদনকারী টারবাইন ঘুরিয়ে দেয়। পার্থক্য হল একটি পাম্পযুক্ত স্টোরেজ সুবিধা রিচার্জ করতে পারে, গ্রিড থেকে বিদ্যুৎ ব্যবহার করে নীচে থেকে উচ্চতর জলাধারে জল পাম্প করতে পারে, যার ফলে সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চয় করা যায় যা প্রয়োজনের সময় নির্গত হতে পারে।
যদিও পাম্পড স্টোরেজের বর্তমানে প্রায় ২২ গিগাওয়াট বিদ্যুৎ উৎপাদন ক্ষমতা রয়েছে, তবুও উন্নয়ন পাইপলাইনে ৬০ গিগাওয়াটেরও বেশি প্রস্তাবিত প্রকল্প রয়েছে। এটি চীনের পরেই দ্বিতীয়।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, পাম্পড স্টোরেজ সিস্টেমের জন্য পারমিট এবং লাইসেন্সিং আবেদনগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে এবং নতুন প্রযুক্তি বিবেচনা করা হচ্ছে। এর মধ্যে রয়েছে "ক্লোজড-লুপ" সুবিধা, যেখানে কোনও জলাধার বাইরের জলের উৎসের সাথে সংযুক্ত থাকে না, অথবা ছোট সুবিধাগুলি যেখানে জলাধারের পরিবর্তে ট্যাঙ্ক ব্যবহার করা হয়। উভয় পদ্ধতিই সম্ভবত আশেপাশের পরিবেশের জন্য কম বিঘ্নিত হবে।

নির্গমন এবং খরা
নদীতে বাঁধ দেওয়া বা নতুন জলাধার তৈরি করা মাছের অভিবাসনকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে এবং আশেপাশের বাস্তুতন্ত্র এবং আবাসস্থল ধ্বংস করতে পারে। বাঁধ এবং জলাধারগুলি ইতিহাস জুড়ে লক্ষ লক্ষ মানুষকে, সাধারণত আদিবাসী বা গ্রামীণ সম্প্রদায়কে, বাস্তুচ্যুত করেছে।
এই ক্ষতিগুলি ব্যাপকভাবে স্বীকৃত। কিন্তু একটি নতুন চ্যালেঞ্জ - জলাধার থেকে নির্গমন - এখন ক্রমবর্ধমান মনোযোগ আকর্ষণ করছে।
"মানুষ যা বুঝতে পারে না তা হল এই জলাধারগুলি আসলে বায়ুমণ্ডলে প্রচুর কার্বন ডাই অক্সাইড এবং মিথেন নির্গত করে, যা উভয়ই শক্তিশালী গ্রিনহাউস গ্যাস," পরিবেশ প্রতিরক্ষা তহবিলের সিনিয়র জলবায়ু বিজ্ঞানী ইলিসা ওকো বলেন।
এই নির্গমন ঘটে পচনশীল গাছপালা এবং অন্যান্য জৈব পদার্থ থেকে, যা ভেঙে যায় এবং যখন কোনও এলাকা প্লাবিত হয় তখন জলাধার তৈরির জন্য মিথেন নির্গত হয়। "সাধারণত সেই মিথেন কার্বন ডাই অক্সাইডে পরিণত হয়, কিন্তু এটি করার জন্য আপনার অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়। এবং যদি জল সত্যিই, সত্যিই উষ্ণ হয়, তাহলে নীচের স্তরগুলিতে অক্সিজেনের অভাব হয়," ওকো বলেন, যার অর্থ মিথেন তখন বায়ুমণ্ডলে নির্গত হয়।
পৃথিবীর উষ্ণতা বৃদ্ধির ক্ষেত্রে, মিথেন নির্গত হওয়ার পর প্রথম ২০ বছর ধরে CO2 এর চেয়ে ৮০ গুণ বেশি শক্তিশালী। এখনও পর্যন্ত, গবেষণায় দেখা গেছে যে ভারত এবং আফ্রিকার মতো বিশ্বের উষ্ণতম অঞ্চলে দূষণকারী উদ্ভিদ বেশি থাকে, অন্যদিকে ওকো বলেছেন যে চীন এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের জলাধারগুলি বিশেষ উদ্বেগের বিষয় নয়। তবে ওকো বলেছেন যে নির্গমন পরিমাপের জন্য আরও শক্তিশালী উপায় থাকা দরকার।
"এবং তারপর এটি কমাতে আপনার কাছে সব ধরণের প্রণোদনা থাকতে পারে, অথবা বিভিন্ন কর্তৃপক্ষের দ্বারা নিয়ন্ত্রণ থাকতে পারে যাতে আপনি খুব বেশি নির্গমন না করেন," ওকো বলেন।
জলবিদ্যুতের আরেকটি প্রধান সমস্যা হল জলবায়ু-চালিত খরা। অগভীর জলাধারগুলি কম বিদ্যুৎ উৎপাদন করে এবং এটি আমেরিকান পশ্চিমে বিশেষ উদ্বেগের বিষয়, যা গত ১,২০০ বছরের মধ্যে ২২ বছরের সবচেয়ে শুষ্ক সময়কাল দেখেছে।
গ্লেন ক্যানিয়ন বাঁধের জল সরবরাহকারী লেক পাওয়েল এবং হুভার বাঁধের জল সরবরাহকারী লেক মিডের মতো জলাধারগুলি কম বিদ্যুৎ উৎপাদন করে, তাই জীবাশ্ম জ্বালানি থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদনের পরিমাণ কমে যাচ্ছে। একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে ২০০১-২০১৫ সাল পর্যন্ত, খরার কারণে জলবিদ্যুৎ থেকে দূরে সরে যাওয়ার কারণে পশ্চিমের ১১টি রাজ্যে অতিরিক্ত ১০০ মিলিয়ন টন কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত হয়েছে। ২০১২-২০১৬ সালের মধ্যে ক্যালিফোর্নিয়ার জন্য বিশেষভাবে কঠিন সময়কালে, আরেকটি গবেষণায় অনুমান করা হয়েছে যে জলবিদ্যুৎ উৎপাদন হ্রাসের ফলে রাজ্যের ২.৪৫ বিলিয়ন ডলার ক্ষতি হয়েছে।
ইতিহাসে প্রথমবারের মতো, লেক মিডে জলের ঘাটতি ঘোষণা করা হয়েছে, যার ফলে অ্যারিজোনা, নেভাডা এবং মেক্সিকোতে জল বরাদ্দ কমানো হয়েছে। বর্তমানে ১,০৪৭ ফুট জলস্তরের উচ্চতা আরও কমার আশঙ্কা করা হচ্ছে, কারণ ব্যুরো অফ রিক্ল্যামেশন লেক মিডের উজানে অবস্থিত পাওয়েল লেকে জল ধরে রাখার অভূতপূর্ব পদক্ষেপ নিয়েছে, যাতে গ্লেন ক্যানিয়ন বাঁধ বিদ্যুৎ উৎপাদন চালিয়ে যেতে পারে। যদি লেক মিড ৯৫০ ফুটের নিচে নেমে যায়, তাহলে এটি আর বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে না।

জলবিদ্যুতের ভবিষ্যৎ
বিদ্যমান জলবিদ্যুৎ অবকাঠামো আধুনিকীকরণ দক্ষতা বৃদ্ধি করতে পারে এবং খরাজনিত কিছু ক্ষতি পুষিয়ে নিতে পারে, পাশাপাশি আগামী বহু দশক ধরে বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি পরিচালনা করতে সক্ষম হওয়া নিশ্চিত করতে পারে।
এখন থেকে ২০৩০ সালের মধ্যে, বিশ্বব্যাপী পুরাতন বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির আধুনিকীকরণের জন্য ১২৭ বিলিয়ন ডলার ব্যয় করা হবে। এটি বিশ্বব্যাপী মোট জলবিদ্যুৎ বিনিয়োগের প্রায় এক চতুর্থাংশ এবং ইউরোপ ও উত্তর আমেরিকায় বিনিয়োগের প্রায় ৯০%।
হুভার বাঁধে, এর অর্থ হল তাদের কিছু টারবাইনকে নিম্ন উচ্চতায় আরও দক্ষতার সাথে পরিচালনা করার জন্য পুনর্নির্মাণ করা, পাতলা উইকেট গেট স্থাপন করা, যা টারবাইনে জলের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে এবং দক্ষতা বৃদ্ধির জন্য টারবাইনে সংকুচিত বাতাস প্রবেশ করানো।
কিন্তু বিশ্বের অন্যান্য অংশে, বেশিরভাগ বিনিয়োগ যাচ্ছে নতুন বিদ্যুৎ কেন্দ্রের দিকে। এশিয়া ও আফ্রিকার বৃহৎ, রাষ্ট্রায়ত্ত প্রকল্পগুলি ২০৩০ সালের মধ্যে নতুন জলবিদ্যুৎ উৎপাদন ক্ষমতার ৭৫% এরও বেশি হবে বলে আশা করা হচ্ছে। তবে কেউ কেউ পরিবেশের উপর এই ধরনের প্রকল্পের প্রভাব নিয়ে উদ্বিগ্ন।
"আমার বিনীত মতে, এগুলি অতিরিক্ত তৈরি। এগুলি বিশাল ক্ষমতার জন্য তৈরি যা প্রয়োজনীয় নয়," লো ইমপ্যাক্ট হাইড্রোপাওয়ার ইনস্টিটিউটের নির্বাহী পরিচালক শ্যানন আমেস বলেন, "এগুলি নদীর প্রবাহ হিসাবে করা যেতে পারে এবং এগুলি কেবল ভিন্নভাবে ডিজাইন করা যেতে পারে।"
নদী প্রবাহের সুবিধাগুলিতে জলাধার অন্তর্ভুক্ত থাকে না, এবং তাই পরিবেশের উপর কম প্রভাব পড়ে, তবে চাহিদা অনুযায়ী শক্তি উৎপাদন করতে পারে না, কারণ উৎপাদন মৌসুমী প্রবাহের উপর নির্ভর করে। এই দশকে মোট ক্ষমতা সংযোজনের প্রায় ১৩% নদীর প্রবাহ জলবিদ্যুৎ উৎপাদন করবে বলে আশা করা হচ্ছে, যেখানে ঐতিহ্যবাহী জলবিদ্যুৎ ৫৬% এবং পাম্পড হাইড্রো ২৯% হবে।
কিন্তু সামগ্রিকভাবে, জলবিদ্যুৎ বৃদ্ধি ধীরগতির হচ্ছে এবং ২০৩০ সাল নাগাদ প্রায় ২৩% সংকুচিত হবে। এই প্রবণতা বিপরীত করা মূলত নিয়ন্ত্রক এবং অনুমতি প্রক্রিয়াগুলিকে সহজতর করার উপর নির্ভর করবে, এবং সম্প্রদায়ের গ্রহণযোগ্যতা নিশ্চিত করার জন্য উচ্চ স্থায়িত্ব মান এবং নির্গমন পরিমাপ প্রোগ্রাম স্থাপন করবে। একটি সংক্ষিপ্ত উন্নয়ন সময়সীমা ডেভেলপারদের বিদ্যুৎ ক্রয় চুক্তি পেতে সাহায্য করবে, যার ফলে বিনিয়োগকে উৎসাহিত করা হবে কারণ রিটার্ন নিশ্চিত করা হবে।
"সৌর এবং বায়ুর মতো মাঝে মাঝে এটি এতটা আকর্ষণীয় না হওয়ার একটি কারণ হল সুবিধাগুলির দিগন্ত ভিন্ন। উদাহরণস্বরূপ, একটি বায়ু এবং সৌর বিদ্যুৎ কেন্দ্রকে সাধারণত ২০ বছরের প্রকল্প হিসেবে দেখা হয়," আমেস বলেন, "অন্যদিকে, জলবিদ্যুৎ লাইসেন্সপ্রাপ্ত এবং ৫০ বছর ধরে কাজ করে। এবং তাদের অনেকেই ১০০ বছর ধরে কাজ করছে... কিন্তু আমাদের পুঁজিবাজারগুলি অগত্যা এইরকম দীর্ঘমেয়াদী রিটার্নের প্রশংসা করে না।"

উলফ বলেন, জলবিদ্যুৎ এবং পাম্পড স্টোরেজ উন্নয়নের জন্য সঠিক প্রণোদনা খুঁজে বের করা এবং এটি টেকসইভাবে সম্পন্ন করা নিশ্চিত করা, জীবাশ্ম জ্বালানি থেকে বিশ্বকে মুক্ত করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হতে চলেছে।
"অন্যান্য প্রযুক্তির মতো আমরা তেমন খবর পাই না। কিন্তু আমার মনে হয় মানুষ ক্রমশ বুঝতে পারছে যে জলবিদ্যুৎ ছাড়া নির্ভরযোগ্য গ্রিড সম্ভব নয়।"