logo3.gif (702 bytes)

arrow7.gif (1098 bytes)


කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වායුගෝලයට නිදහස්‌ වීම වළක්‌වන සහ රදවාගන්නා උපක්‍රම

පසුගිය වසර 100 ඇතුළත වායුගෝලයේ කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් (CO2) මට්‌ටම අතිශයින් ශීඝ්‍ර ලෙස ඉහළ නැග ඇති බව දැන් තතු දත් බොහෝ දෙනා දන්නා කරුණකි. ෆොසිල ඉන්ධන නිස්‌සාරණය හා පරිභෝජනය ඉහළ යැම පෘථිවියේ කාබන් තුලනය මහත් අවුලකට ලක්‌ කොට ඇත. පෘථිවි වායුගෝලයෙන් අතිරික්‌ත කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් ඉවත් කරමින් ස්‌වාභාවික කාබන් චක්‍රය යළි යළිත් තුලනය කිරීම, මේ සඳහා වන එක ම විසඳුම වශයෙන් විද්‍යාඥයෝ මේ වන විට හඳුනාගෙන සිටිති.

කාබන් ග්‍රහණය කිරීමත්, ග්‍රහණය කළ කාබන් සුදුසු ලෙස ගබඩා කිරීමත් සිදු කිරීම මේ විද්‍යාඥයන් හමුවේ ඇති ප්‍රධාන අභියෝගයයි. (Carbon capture and storage). කාබන් ග්‍රහණයේ දී ඇති වන ප්‍රධාන ම දුෂ්කරතාව නම් වායුගෝලයෙන් කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වෙන් කරගැනීමයි. වායුගෝලීය කොටස්‌ මිලියනයක කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් කොටස්‌ 500ක්‌ (500 ppm) අන්තර්ගත වන තරම් වන ඉහළ CO2 සාන්ද්‍රණයක දී පවා කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වායුව සමස්‌ත වායුගෝලය නිර්මාණය කරන්නට දෙන දායකත්වය 0.05%ක්‌ පමණි. ඒ අනුව ඉතිරි 99.95%ක්‌ වන වායුගෝලයෙන් මේ 0.05%ක කොටස වෙන්a කරගැනීම සැබෑ ම අභියෝගයකි.

බලශක්‌ති උත්පාදනයේ දී ම කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වෙන් කරගැනීම මෙහි ලා වෙහෙසෙන විද්‍යාඥයන් ගේ පළමු ඉලක්‌කයයි. බලශක්‌ති උත්පාදනයේ දී කාබන් ග්‍රහණය අදියර 03ක දී කළ හැකි ය.

(i) දහනයට සම්පූර්ණ වීමට පෙර (Pre - combustion)

අලුතින් ස්‌ථාපිත කරන දහන පද්ධති සඳහා සුදුසු යෑයි සැලකෙන මෙහි දී, අදාළ භාවිත ඉන්ධනය පළමුව වායුවක්‌ හෝ වාෂ්පයක්‌ බවට පත් කෙරෙයි. එහි දී නිර්මාණය වන සංශ්ලේෂී වායු (Syngas - මෙය කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ්, කාබන්මොනොක්‌සයිඩ් හා හයිඩ්‍රජන් වායු මිශ්‍රණයකි. කාබනික ඉන්ධනයක්‌ වායු බවට පත් වීමේ දී මෙය නිර්මාණය වේ) අවස්‌ථාවේ දී ඉන් කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වායුව වෙන් කොටගෙන, ඉතිරි වන හයිඩ්‍රජන් වායුව මගින් ශක්‌තිය නිපදවීම මෙහි දී සිදු කෙරෙයි.



(ii) දහනයට පසු (Post - combustion)

මෙහි දී අදාළ ඉන්ධනය දහනයට ලක්‌ කොට, ඉන් මුක්‌ත වන ඵලයෙන් කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වෙන් කොටගෙන, ඉතිරි වන වායුන් හා ජලවාෂ්ප පිට කිරීම සිදු කරයි. මෙය දැනට ස්‌ථාපිත ව ඇති දහන පද්aධතිවලට ද ආදේශ කළ හැකි ය.



(iii) ඔක්‌සි - ඉන්ධන (Oxy - fuel)

මෙහි දී ඉන්ධනය හා ඔක්‌සිජන් පූර්ණ දහනයට ලක්‌ කෙරෙන අතර, පූර්ණ දහනයේ දී පිට වන්නේ කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් හා ජලවාෂ්ප පමණක්‌ බැවින්, ඉතා පහසුවෙන් ජලවාෂ්ප අන්ත ඵලයෙන් ඉවත් කිරීම සිදු කළ හැකි ය. මේ නිසා ම මෙය CO2 හා ජලවාෂ්ප වෙන් කිරීමේ ඉතා ම පහසු ක්‍රමවේදය ලෙස සැලකේ.



කෙසේ හෝ වෙන් කරගන්නා කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ්, ගබඩා කෙරෙන්නේ වෙනත් තැනක නම් ඒවා ප්‍රවාහනය කළ යුතු යි. මේ සඳහා නළ මාර්ග, නැව් මාර්ග, ට්‍රක්‌ රථ හා දුම්රිය වැනි ගොඩබිම් මාර්ග භාවිත කළ හැකි ය. ග්‍රහණය කරගන්නා කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් ද්‍රව හෝ ඝන ලෙස ගබඩා කර තබාගැනීම වඩා වාසිදායක වන නමුත් මේ සඳහා වන ලාභදායක හා කාර්යක්‌ෂම ක්‍රම තවමත් අත්හදා බැලෙමින් පවතී. මේ නිසා දැනට සිදු කරන්නේ වායු තත්ත්වයේ ම ගබඩා කොට තැබීමයි. ඒ භූගත ගබඩා ටැංකිවල ය.

කාබන් ග්‍රහණයට අදාළව මේ වන විටත් ලෝකයේ විවිධ ව්‍යාපෘති ක්‍රියාත්මක වෙමින් පවතී. මින් ප්‍රධාන ම ව්‍යාපෘතියක්‌ නම් 'වැඩිදියුණු කළ ඛනිජ තෙල් කැණීම් - Enhanced Oil Recovery (EOR)' ව්‍යාපෘතියයි. මේ EOR ක්‍රියාත්මක කරන බොහෝ ඛනිජ තෙල් ආකර, සාම්ප්‍රදායික ක්‍රමයන් ගෙන් නිස්‌සාරණය කරගත හැකි ඛනිජ තෙල් මට්‌ටම් අභිබවා සිය නිෂ්පාදනය පවත්වාගන්නා අතර ම ද්‍රව-කුස්‌තුරකරණය (Hydrofracking) වැනි ක්‍රමද භාවිත කෙරෙයි. EOR ක්‍රමවේදයන්වල දී පෙර දී සංචිත කරන ලද කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වායුව ඉන්ධන නිධිවලට විදීමක්‌ සිදු කෙරේ. ඒ EOR සඳහා භාවිත කරන පොදු ක්‍රමයක්‌ වන Gas Injection යටතේ වන අතර මීට අමතරව Thermal Injection හා Chemical Injection වැනි ක්‍රම ද අමතරව භාවිත වේ. මෙලෙස ෆොසිල ඉන්ධන නිධි තුළට විදුම් කරනු ලබන CO2 වායුව පාෂාණ ස්‌ථර අතර සිර වීමකට ලක්‌ වීම මඟින් ඒවා වායුගෝලයට මුක්‌ත වීම අවම කෙරෙන අතර අමතර වාසි ලෙස ද්‍රව ඉන්ධනවල දුස්‌ස්‍රාවීතාව අඩු වීමත්, ඇති කරන අධික පීඩනය නිසා ඉන්ධන නිස්‌සාරණයේ කාර්යක්‌ෂමතාව වැඩි වීමත් සිදු වේ.

විශේෂිත භූවිද්‍යාත්මක කාබන් සංචිතකරණයේ දී (Dedicated Geological Storage (DGS) සිදු කරනුයේ ගැඹුරු සවිවර, අවසාදිත වූ හා මාතෘ පාෂාණමය මූලයන් සහිත භූ ස්‌ථර තුළ CO2 වායුව ස්‌ථීර ලෙස ම ගබඩාකරණයකට ලක්‌ කිරීමයි. බොහෝ විට අත්හැර දමන ලද ඉන්ධන නිධි මෙහි දී අවධානයට ලක්‌ කෙරේ. කෙසේ වුව ද මේ ක්‍රමය යටතේ ලොව පුරා සිදු කෙරෙන DGS ව්‍යපෘති 13ක්‌ යටතේ, වසරකට CO2 මෙටි්‍රක්‌ ටොන් මිලියන 22ක්‌ පමණ, භූමියේ 'වළ දමනු ලැබේ'. අමෙරිකාවේ ඇතැම් ස්‌ථානවල, එංගලන්තයේ, ඇතැම් ස්‌කැන්ඩිනේවියානු රටවල, චීනයේ හා ඕස්‌ටේ්‍රලියාවේ ද මේ ක්‍රමය භාවිත වේ.

වර්තමානයේ කාබන් ග්‍රහණ හා සංචිතකරණ ක්‍රමවේදය තුළින් වසරකට CO2 මෙටි්‍රක්‌ ටොන් මිලියන 26ක්‌ පමණ වායුගෝලයට නිදහස්‌ වීම වළක්‌වන අතර ඉදිරියට සැලසුම් කර ඇති ව්‍යාපෘති මඟින් වසරකට CO2 මෙටි්‍රක්‌ ටොන් මිලියන 32ක්‌ නිදහස්‌ වීම වැළැක්‌වීමට අපේක්‌ෂිත ය. ඉන් 53%ක්‌ EOR තාක්‌ෂණයෙන් ද 47%ක්‌ DGS තාක්‌ෂණයෙන් ද සිදු කෙරෙනු ඇත. ඒ අනුව, ගෝලීය CO2 ඉවත් කිරීමේ (නිදහස්‌ වීම වැළැක්‌වීමේ) ව්‍යාපෘති මඟින් ඉවත් කෙරෙන CO2 ප්‍රමාණය ස්‌වීඩනයේ සමස්‌ත කාබන් වායු විමෝචනයටත්, නොඑසේ නම් ඇමෙරිකා එක්‌සත් ජනපදයේ වත්මන් කාබන් විමෝචනයෙන් 1%ක අගයකටත් සමාන වනු ඇත.

දැනට පවතින තාක්‌ෂණයෙන් නව පහසුකම් ඉදි කිරීමට අමතරව කාබන් සංචිත කිරීමේ නව ක්‍රමවේදයන් ද ගවේෂණය කිරීම දැනටමත් සිදු වන්නකි. වඩා ලාභදායී, ආරක්‌ෂාකාරී හා කාර්යක්‌ෂම CO2 ග්‍රහණය කළ හැකි හා ඇතැම් විට කාබන් ග්‍රහණය හා සංචිත කිරීම යන කාර්යයන් දෙක ම තනි ක්‍රියාවලියකින් සිදු කරන ද්‍රව්‍ය නිපදවීම මෙහි ලා එක්‌ ප්‍රවේශයකි.

වැඩිදියුණු කරන ලද පෙරහන් (Advanced filters) මේ වන විට දියුණු කොට ඇති එක්‌ කාබන් ග්‍රහණ ද්‍රව්‍යයකි. මේ ද්‍රව්‍ය බලශක්‌ති උත්පාදනයේ දී හා කාර්මික යෙදවුම්වල දී කාබන් ග්‍රහණය කරගන්නා 'නැනෝ ස්‌පොන්ඡ්' (Nano sponges) ලෙස ක්‍රියා කරයි. ග්‍රහණය කරගත් CO2 වායුව ඉවත් කොට, මේවා යළි භාවිතයට ගත හැකි වීම සුවිශේෂත්වයකි. විශේෂිත වායුන් අවශෝෂණය හා සංචිත කළ හැකි ලෝහ-කාබනික සැකිලි ද්‍රව්‍ය (Metal - Organic frameworks මෙලෙස දියුණු කෙරෙන තවත් ද්‍රව්‍යයකි. නම්‍යශීලී ද්‍රව්‍ය ගුණයන් පවතින නිසා විවිධ පරාසයන්වල කාර්යයන් සඳහා භාවිත කළ හැකි ය. කාබන්ඩයොක්‌සයිඩ් වරණීය පටල (CO2 selective membranes) යනු ලෝහ-කාබනික සැකිලි ද්‍රව්‍ය අඩංගු කොට නිපදවනු ලබන, CO2 වායුවට පමණක්‌ ඒ හරහා යා හැකි වන ලෙස (පාරගම්‍ය වන ලෙස) නිපදවූ පාරගම්‍ය බහුඅවයවික ය. පෙරණයක්‌ ලෙස ක්‍රියා කරමින් ඒ හා සමාන කාර්යක්‌ෂමතාවකින් යුතු ව CO2 ග්‍රහණයට මේවා ඉඩ සලසයි.

එලෙස ම වායුගෝලයෙන් ඝෘජුව ම CO2 ඉවත් කළ හැකි ස්‌ඵටික නිපදවීමට විද්‍යාඥයෝ මේ වන විට සමත් ව සිටිති. සාමාන්‍ය CO2 ග්‍රහණයේ දී ජල වාෂ්ප ද ඒ හා වන අන්තර්ක්‍රියාවට සම්බන්ධ වන මුත්, මෑතක දී දියුණු කරන ලද කොපර් සිලිකේට්‌ ස්‌ඵටික, ජලය හා CO2 වලට බැඳෙනුයේ එකිනෙකට වෙනස්‌ වූ ආකාරවලිනි. මෙමඟින් දහනයෙන් පසුව ද කාබන් ග්‍රහණයට වඩා පහසු ක්‍රමයක්‌ සැලසීම මඟින් කාබන් සංචිතකරණයේ නවමු පරිච්ඡේදයක්‌ ලිවීමට හැකියාව ලැබී ඇත. මීට අමතරව සාමාන්‍යයෙන් පරිසරයේ සිදු කෙරෙන CO2 , කැල්සයිට්‌ බවට හැරවීම වේගවත් කෙරෙන එන්සයිමයක්‌ සොයාගන්නට පර්යේෂකයන් සමත් ව ඇති අතර මින් ඒ ක්‍රියාවලිය 500%කින් පමණ ශීඝ්‍ර කෙරෙන බව පැවසේ. මෙමඟින් මුහුදු ජලයේ CO2 අවශෝෂණය වැඩි කළ හැකි වෙතැයි ගණන් බලා ඇත. වායුගෝලයේ පවතින CO2 , ප්‍රකාශ-උත්ප්‍රේරක (Photo-catalysts) මඟින් ආලෝකයේ ශක්‌තිය උපයෝගී කරගෙන ඉන්ධනයක්‌ බවට (උ:- මීතේන්) පෙරළීම, බලශක්‌ති ෙක්‌ෂaත්‍රයට ද වැදගත් වන කරුණකි. අත්හැර දමන ලද ඛනිජ තෙල් නිධිවලට CO2 විදුම් කිරීම වෙනුවට යමහල් බැසෝල්ට්‌ පාෂාණයන්ට (ලාවාවලින් තැනෙන පාෂාණ/ආග්නේය සම්භවයක්‌ සහිත) CO2 විදුම් කිරීම මඟින් හා ඒ CO2 එකී පාෂාණයන් තුළ තිබෙන විවිධ ලෝහ මූලද්‍රව්‍යයන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට සැලැස්‌වීම මඟින් ස්‌ථිර ලෙස ම CO2 සංචිත කළ හැකි වෙතැයි විද්‍යාඥයෝ අනාවරණය කරගෙන සිටිති. ගැඹුරු මුහුදු පත්ල වැඩි වශයෙන් බැසෝල්ට්‌ පාෂාණයෙන් සමන්විත නිසා මෙහි ලා ඉහළ විභවයක්‌ පවතී. මේ අනුව කාබන් ග්‍රහණය හා සංචිතකරණයේ නවමු මානයන් ඉදිරියටත් විවර වෙමින් පවතී.

මහා පරිමාණ දේශගුණික විනාශයන් හා ඉන් ඇති වන ඛේදවාචකයන් නැවැත්වීමට කාබන් ග්‍රහණ හා සංචිතකරණ ක්‍රියාවලිය අත්‍යවශ්‍ය ව ඇති මොහොතක, පැන නැඟෙන එක ම පැනය නම් මේ කෙරේ ලෝකය දක්‌වන අවධානය කෙතරම් අඩු ද යන්නයි.

නිරෝෂන් සෙනෙවිරත්න
විද්‍යා හා තාක්‌ෂණ පීඨය
ශ්‍රී ලංකා ඌව වෙල්ලස්‌ස විශ්වවිද්‍යාලය.