বাংলাদেশের কৃষি ও শিল্পের সমন্বয়: বায়োমাস থেকে ইউরিয়া সার

যেহেতু কৃষি আমাদের প্রধান অবলম্বন, তাকে শিল্পেরও প্রধান অবলম্বন বানাতে পারলে আমাদেরই লাভ। আমাদের রাসায়নিক শিল্পকে এগিয়ে নিয়ে যেতে কৃষি ও শিল্পের মধ্যে যোগসূত্র স্থাপন হতে পারে একটি উৎকৃষ্ট পন্থা। এই যোগসূত্র স্থাপন হয়তো সব শিল্পের ক্ষেত্রে সম্ভব নয়। কিন্তু আমাদের অন্যতম প্রধান যে শিল্প – ইউরিয়া সার – যার উপর আমাদের কৃষি এতটা নির্ভরশীল, সেই নির্ভরশীলতাকে যদি উভমুখী করা যায় তাহলেই কিন্তু আমরা সার শিল্পে অনেক এগিয়ে যেতে পারি। এই লেখা সেই সম্ভাবনাটি নিয়েই।

বাংলাদেশের এমন কোনো কৃষক নেই যিনি ইউরিয়া সারের নাম জানেন না। ইউরিয়া একটি দানাদার রাসায়নিক পদার্থ যেটি উৎপাদন করতে বাংলাদেশে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহৃত হয় প্রাকৃতিক গ্যাস, পানি ও বাতাস। কৃষিতে ব্যবহার্য সার একটি শিল্পজাত পণ্য। অর্থাৎ, ইতিমধ্যেই বাংলাদেশের শিল্পখাত এবং কৃষিখাত ওতোপ্রতোভাবে জড়িয়ে গেছে সারের মাধ্যমে। সারের জন্য কৃষক যেমন শিল্পপ্রতিষ্ঠানের উপর নির্ভর করছে, আবার সঠিক উদ্যোগ নিলে কিন্ত শিল্পপ্রতিষ্ঠানো কৃষির উপর নির্ভর করতে পারে।

আমরা যদি কৃষিকে এগিয়ে নিয়ে যেতে চাই, তাহলে আমাদেরকে সারশিল্পকেও এগিয়ে নিয়ে যেতে হবে। এর কোনো বিকল্প নেই। অনেকে হয়তো সার আমদানির কথা বলবেন। কিন্তু সেটা দীর্ঘমেয়াদি কোনো সমাধান নয়। তাছাড়া, প্রতিবছর বিপুল পরিমাণ সার আমদানি করতে যে অতিরিক্ত খরচ হবে সেটা দিয়ে আমাদের নিজস্ব সারশিল্পকেই এগিয়ে নিয়ে যাওয়া সম্ভব। আমাদের মত কৃষির উপর নির্ভরশীল দেশের জন্য দীর্ঘমেয়াদে সার আমদানির ঝুঁকিও অনেক। যেহেতু আমাদের সার লাগবেই, সেহেতু সময় লাগলেও নিজেদের বন্দোবস্ত নিজেরা করাই ভালো। সারের আন্তর্জাতিক বাজার যে সবসময় আমাদের সুবিধাজনক থাকবে তার কোনো নিশ্চয়তা নেই। অন্যদিকে যদি কাঁচামালের নিশ্চয়তা থাকে তাহলে একটি সার কারখানা ৩০-৪০ বছর ধরে সার উৎপাদন করে দেশের চাহিদা মেটাতে পারে।

কাঁচামাল হিসেবে প্রাকৃতিক গ্যাসকে ব্যবহার করার সমস্যা হলো প্রাকৃতিক গ্যাসের উপর আমরা ইতিমধ্যেই অনেক নির্ভরশীল হয়ে পড়েছি। বর্তমানে বাংলাদেশের যত সার কারখানা আছে তাদের সবাই প্রাকৃতিক গ্যাস ব্যবহার করছে। এছাড়াও, আমাদের উত্তোলিত প্রাকৃতিক গ্যাসের একটা বড় অংশ পুড়িয়ে দেশের বিদ্যুতচাহিদা মেটানো হয়। সুতরাং নতুন সার কারখানার জন্য গ্যাসের সরবরাহ করা কঠিন। এছাড়া, আমাদের প্রাকৃতিক গ্যাসের সঞ্চয়ও সীমিত। যখন গ্যাসের যোগান আরো সীমিত কিংবা শেষের দিকে চলে যাবে, তখন গ্যাসনির্ভর শিল্পও বিপদের মুখে পড়বে। তাহলে উপায় কি? উপায় আছে এবং সেই উপায়টা বাংলাদেশের জন্য যে কতটা অনুকূল সেটা চিন্তা করেই আমি শিহরিত হচ্ছি।

উপায়টা কি সে সম্পর্কে যাবার আগে আসুন- ইউরিয়া কীভাবে তৈরি হয় সেটা জেনে নেই। তেমন কঠিন কিছু নয়, সাধারণ বিজ্ঞানপড়ুয়া যে কেউ ইউরিয়ার রসায়নটুকু বুঝতে পারবেন। এই জ্ঞানটা জানা সহজ, কিন্তু অনেক কার্যকরী। তবে যারা রসায়নকে খুব খুব ভয় পান তাদের নিচের বাঁকা অংশটি না পড়লেও চলবে। আর যারা রসায়নকে ভালো পান, তারা পড়লে ঠকবেন না।

আমি যদি আপনাকে প্রশ্ন করি, কি কি উপায়ে ইউরিয়া উৎপন্ন করা যায়, তাহলে একজন বিজ্ঞানমনস্ক মানুষ হিসেবে আপনি শুরুতে যেটি করবেন সেটি হচ্ছে ইউরিয়া জিনিসটা আসলে কি কি পরমাণুর সমন্বয়ে তৈরি সেটা জানা। ইউরিয়া হচ্ছে একটি অণু যার রাসায়নিক সংকেত CO(NH2)2, অর্থাৎ একটি ইউরিয়াতে চার ধরণের পরমাণু থাকে – কার্বন (C), অক্সিজেন (O), নাইট্রোজেন ( N ) এবং হাইড্রোজেন (H)। তারমানে, ইউরিয়া তৈরির জন্য এই চার ধরণের পারমাণবিক কাঁচামাল দরকার। কিন্তু প্রকৃতিতে যেহেতু এই পরমাণুগুলি সহজে পরমাণু হিসেবে পাওয়া যায় না, তাই এদেরকে সংগ্রহ করা হয় যে সমস্ত অণুতে এই পরমাণুগুলি আছে তাদেরকে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে। যেমন, কর্ণফুলী ইউরিয়া সার কারখানা কিংবা আশুগঞ্জের জিয়া সার কারখানায় ইউরিয়া তৈরির C, O, N এবং H সংগ্রহ করা হয় প্রাকৃতিক গ্যাস (মূল উপাদান মিথেন বা CH4), পানি (H2O) এবং বাতাস (N2 ও O2) থেকে।

এই কাঁচামালগুলিকে একসাথে রাখলেই আপনাআপনি ইউরিয়া তৈরি হয় না। আসলে কেবলমাত্র কিছু নির্দিষ্ট রাসায়নিক রেসিপি বা ফর্মুলা অনুসরণ করেই কাঁচামাল থেকে ইউরিয়া তৈরি করা যায়। আমাদের সার কারখানাগুলি যে রেসিপি অনুসরণ করে তার কয়েকটি ধাপ আছে। প্রথম ধাপে প্রাকৃতিকগ্যাসকে পানির সাথে বিক্রিয়া (যাদেরকে কেতাবি ভাষায় বলে স্টিম রিফর্মিং (Steam Reforming) এবং শিফট বিক্রিয়া (Shift Reaction)) করে CO2 এবং H2তে রূপান্তরিত করা হয়। স্টিম রিফর্মিং করে আমরা পাবো সিনগ্যাস (CO এবং H2 এর মিশ্রণ)। আর সিনগ্যাস থেকে শিফট বিক্রিয়ার মাধ্যমে পাবো CO2 এবং H2 এর মিশ্রণ। জটিল মনে হচ্ছে? আরে তেমন কিছুই না। খেয়াল করলে দেখবেন, আমরা এখানে মাত্র তিনটি পরমাণু নিয়ে খেলছি। প্রাকৃতিক গ্যাসের C এবং H, আর পানির H এবং O - এরা স্পেনের ফুটবল টিমের মত পাসের পর পাস দিয়ে পরিশেষে দুইটি নতুন অণু তৈরি করলো – CO2 এবং H2। CO2 হচ্ছে কার্বন ডাইঅক্সাইড আর H2 হচ্ছে হাইড্রোজেনের অণু।

কিন্তু আমরা চাচ্ছি ইউরিয়া, মানে CO(NH2)2। তারমানে, রেসিপিতে এখনো N যোগ করা বাকি। N এর সবচেয়ে সহজলভ্য উৎস হচ্ছে বাতাস। বাতাসের ৭৯%ই নাইট্রোজেন অণু (N2)। মুশকিল হচ্ছে, বাকি যে ২১% অক্সিজেন (O2) সেটি থেকে N2কে তো আলাদা করতে হবে। ধরুন কোনো উপায়ে তাকে আলাদা করলাম, কিন্তু সেই N2কে ইউরিয়ার মধ্যে ঢুকাবো কীভাবে? (N ছাড়া ইউরিয়া আর টাকা ছাড়া ব্যাংক একাউন্ট একই কথা। ইউরিয়ার কাজই হচ্ছে গাছের প্রয়োজনীয় N যোগানো।)

আমরা প্রাকৃতিক গ্যাস, পানি আর বাতাসকে রান্না করে পেলাম CO2, N2 এবং H2। এই তিনটি অণু দিয়ে ইউরিয়া তৈরি করা যাবে। (তারমানে, আপনি যদি কোনোভাবে এই তিনটি জিনিসের যোগান দিতে পারেন, তাহলেই কেল্লা ফতে)। তবে আগে যেমন বলেছি, CO2, N2 আর H2কে একসাথে মিশিয়ে ঘুটা দিলেই ইউরিয়া তৈরি হবে না। প্রথমে N2 আর H2কে বিক্রিয়া করিয়ে তৈরি করতে হবে অ্যামোনিয়া (NH3)। প্রতি এক অণু N2 আর তিন অণু H2 মিলে তৈরি করবে দুই অণু NH3। অ্যামোনিয়াও কিন্তু এক জাঁদরেল রাসায়নিক পণ্য, হাজারটা কাজে লাগে। এই অ্যামোনিয়া (NH3) আর CO2 একসাথে মিশে তবেই উৎপন্ন হবে আমাদের অতি প্রিয় ইউরিয়া (CO(NH2)2)।

মোদ্দা কথা হলো, ইউরিয়ার মাঠে খেলোয়াড় হচ্ছে ওরা তিনজন - কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO2), নাইট্রোজেন (N2) আর হাইড্রোজেন (H2)। এদেরকে চা-কফি খাইয়ে, মাথায় হাত বুলিয়ে (সিরিয়াসলি। অনুঘটক লাগবে, তাপ লাগবে, চাপ লাগবে, কত কি!) বলবেন- হিং টিং ছট। ব্যাস, ইউরিয়া তৈরি হয়ে যাবে!

এত কথা বলার পেছনের কারণটা নিশ্চয়ই বুঝে ফেলেছেন – আমি ইনিয়ে বিনিয়ে বলতে চাইছি যে বাতাসের তো আর অভাব নাই, তাই N2র অভাবও মাশাল্লাহ কখনো হবে না, শুধু CO2 এবং H2 যোগাড় করে দিলেই হবে। প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে CO2 এবং H2 দুটোই পাওয়া যায়, খালি যদি একটু জলপান করানো হয়। প্রশ্ন হচ্ছে – প্রাকৃতিক গ্যাসের বিকল্প আর কী কী আছে যা থেকে CO2 আর H2 পাওয়া যাবে? একটা উত্তর হচ্ছে, কৃষি। ধানের তুষ, আখের ছোবড়া, খড়, ঘাস, কাঠ। এদেরকে একসাথে বলে বায়োমাস (বাংলায় সাধারণভাবে বললে বলা যায় কৃষি ও পরিবেশজাত জৈবপদার্থ)।

ছবিসূত্র

বায়োমাস হচ্ছে কার্বনের (C) উৎস। প্রাকৃতিক গ্যাসও কিন্তু কার্বনের উৎস হিসেবেই ইউরিয়া সার কারখানায় ব্যবহৃত হয়। তারমানে, বুঝতেই পারছেন। বাংলাদেশে কৃষিজাত বায়োমাসের অভাব নেই। এই বায়োমাসই হতে পারে প্রাকৃতিক গ্যাসের বিকল্প, বিশেষ করে ইউরিয়া সার কারখানায়। কেবল সার কারখানাতেই নয়- পেট্রোল, ডিজেল কিংবা কেরোসিন তৈরি করতেও ক্রুডঅয়েলের বিকল্প হিসেবে বায়োমাস ব্যবহার করার চিন্তা এখন জোরেসোরেই চলছে বিশ্বজুড়ে। বিদ্যুৎ উৎপাদনেও কিন্তু বায়োমাস ব্যবহার করা যায়।

বায়োমাস থেকে সার কিংবা জ্বালানি তেল তৈরির প্রধান ও প্রথম ধাপ হচ্ছে বায়োমাসকে গ্যাসীকরণ। এর ফলে আমরা পাবো সেই সিনগ্যাস (CO2 এবং H2) যা আমরা প্রাকৃতিক গ্যাসকে স্টিম রিফর্মিং করে পেয়েছিলাম। তারপরের কাহিনী তো আপনাদের জানাই আছে। বাতাস থেকে N2 কে পাকড়াও করুন। N2 আর H2 মিলে আমোনিয়া বানান। আমোনিয়া আর CO2 কে চা-চু খাইয়ে বানিয়ে ফেলুন ইউরিয়া।

এভাবেই আমরা পারি আমাদের কৃষি ও শিল্পকে সমন্বিত করতে। ধান উৎপাদনের জন্য যে ইউরিয়া সার লাগবে সেটা উৎপাদিত হবে ধানের তুষ আর খড় থেকেই। কৃষকের লাভ এখানে দুই দিক থেকেই। একেতো তাকে প্রাকৃতিকগ্যাসভিত্তিক সার কিনতে হচ্ছে না, দ্বিতীয়ত চাল ছাড়াও ধানের তুষ ও খড়কে সে কাঁচামাল হিসেবে বিক্রি করতে পারছে। আর সামগ্রিকভাবে দেশের কথাও চিন্তা করুন। প্রাকৃতিক গ্যাসের মত সোনালি সম্পদের ব্যবহার না করেই যদি আমরা সার তৈরি করতে পারি, তাহলে সেই গ্যাসকে অন্য কাজে লাগানো যাবে। দূষণ কমে যাবে। কাঁচামালের খরচও অনেক কম পড়বে। তাই সারের উৎপাদন খরচ আর দামও কমবে। আর বায়োমাসের একটা অংশ পুড়িয়ে যেহেতু কারখানার প্রয়োজনীয় বিদ্যুৎ উৎপাদন করা সম্ভব, তাই আলাদা করে গ্যাসগ্রীড ও বিদ্যুৎগ্রীড কোনোটার উপরই আলাদা কোনো চাপ পড়বে না। আরো মজার ব্যাপার হচ্ছে, কেবল কৃষিজাত উচ্ছিষ্টই না, ঢাকা শহরের এতো যে গৃহস্থালি বর্জ্য, উচ্ছিষ্ট আর আবর্জনা, যাকে বলে মিউনিসিপ্যাল সলিড অয়েস্ট (Municipal Solid Waste), সেগুলোও কিন্তু বায়োমাসের অন্যতম উৎস হতে পারে। এই MSW ব্যবহার করতে পারলে তো লাভই-লাভ।

এত ভালো দিকের একটা মন্দ দিক হচ্ছে বায়োমাস ব্যবহারের প্রযুক্তি এখনো ততটা পরিপক্ক হয়ে উঠতে পারে নি। কিন্তু তাই বলে গবেষণা কিন্তু থেমে নেই। আমার নিজের সহকর্মীরাই কাজ করে যাচ্ছেন কয়লা আর প্রাকৃতিক গ্যাসের সাথে বায়োমাস মিলিয়ে কীভাবে সমগ্র মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের যে পরিবহন জ্বালানি (পেট্রোল, ডিজেল আর কেরোসিন) তাকে ক্রুডঅয়েলের নির্ভরতার হাত থেকে বাঁচানো যায় সেটি নিয়ে। বাংলাদেশের প্রেক্ষাপটে বায়োমাসের এরকম ব্যবহার হতে পারে সার উৎপাদনে। আসলে, এখনই সময় বায়োমাস খাতে সময় এবং জনবল কাজে লাগাবার, আমাদের বিজ্ঞানী, প্রকৌশলী আর প্রযুক্তিবিদদের এখনই কাজে লেগে পড়া প্রয়োজন যদি আমরা কৃষিজাত কাঁচামাল ব্যবহার করে আমাদের শিল্পকে এগিয়ে নিয়ে যেতে চাই। ইতিমধ্যেই বায়োমাস থেকে সার বানানোর প্রযুক্তির পেটেন্ট নিয়ে কামড়াকামড়ি শুরু হয়ে গেছে। নিচের ভিডিওটি দেখতে পারেন - ভিডিওটি বায়োমাস থেকে ইউরিয়া উৎপাদনের কয়েকটি পেটেন্টধারী এক নব্য কোম্পানির। তারা যদি পারে, আমরা কেন পারব না?