Hvordan Rwanda udvinder metan fra Kivu -søen til elektricitet

Lake Kivu ligger på grænsen mellem Den Demokratiske Republik Congo og Rwanda. Det er næsten på størrelse med Mauritius og har en maksimal dybde på 480 meter. Kivu -søen gemmer også enorme mængder metangas, som Rwanda udvinder for at producere elektricitet. Natacha Tofield Pasche forklarer, hvordan denne proces fungerer.

Hvordan udviklede metan sig i Kivu -søen, og hvorfor har den så meget?

Lake Kivu indeholder usædvanligt store mængder af opløst kuldioxid og metan i dets dybe vand. Disse gasser har akkumuleret over 800 til 1000 år.

Kuldioxiden stammer fra to aktive vulkaner ved søens nordlige side:Nyiragongo og Nyamuragira. Disse 20, 000 år gamle vulkaner er blandt de mest aktive i verden. Metanen stammer fra nedbrydning af organisk stof, der produceres ved søens overflade (repræsenterer en tredjedel af metanen, der produceres i Kivu -søen), og den anden proces - som producerer det meste af metan i søen - er omdannelse af kuldioxid til metan. Koncentrationerne af kuldioxid er fem gange højere end koncentrationerne af metan.

En så stor ophobning af metan i en sø er unik, og er aldrig nået i andre søer.

Kort fortalt, denne særlighed skyldes, at gasserne bliver fanget i det dybe vand ved en tilstrømning af dyb sub-akvatisk kilde, der indeholder varmt, salt og kuldioxidholdigt vand. Dette skaber effektivt et segl.

I øjeblikket, 45 km ³ af metan er økonomisk levedygtige til ekstraktion, som kunne generere så meget som 500 MW el over 50 år. Men den producerede elektricitet er stærkt afhængig af teknologien og den opnåede effektivitet.

Hvad er fordelene ved at bruge metan fra Kivu -søen til elektricitet?

Metanekstraktion er fordelagtig af to grunde.

Først, de opløste gasser udgør en risiko for lokalbefolkningen, da de potentielt kan bryde ud af søen. Forklaret meget enkelt, en stor forstyrrelse - f.eks. et jordskred - kan få gasbobler til at stige til overfladen og bryde ud uden advarselsskilte. Gas brister, sådan som dette, fandt sted to gange i Cameroun. Lake Monoun's gas sprængte i 1984 dræbte 37 mennesker, og en gasudbrud ved Nyos -søen i 1986 forårsagede død af 1, 700 mennesker.

Ved at fjerne metan, chancerne for et gasudbrud reduceres kraftigt, fordi der er mindre tryk.

For det andet, udvinding af metan vil producere elektricitet, hvilket er afgørende for Rwandas udvikling. I øjeblikket har kun omkring 30% af rwandere adgang til elektricitet via det nationale net. Den installerede kapacitet er 218 MW.

Metanudvinding kan betydeligt bidrage til Rwandas elektrificering, og der er flere projekter i gang med at udvinde gassen.

Rwandas regering planlægger at nå en elektrificeringshastighed på 100% inden 2024. KivuWatt -kraftværket - drevet af Contour Global - udvinder allerede metan for at generere elektricitet. Den første fase genererer allerede 26 MW el. Det vil nå 100 MW i anden fase.

Et offentligt-privat partnerskab-mellem Shema Power Lake Kivu Limited, tidligere Symbion Energy, og Rwandas regering - har et projekt om at bygge et anlæg til at levere 56 MW og opgradere et pilotanlæg fra de nuværende 3,6 MW til 25 MW.

En anden lokalt registreret virksomhed, Gasmeth starter byggeriet af et gasudvindingsanlæg i 2020. Målet er at generere og sælge komprimeret naturgas på flasker.

Hvordan fungerer ekstraktionsprocessen?

Metanudvinding sker i et område kaldet "ressourcezone", i en dybde mellem 260 og 480 meter, hvor det meste af metanen er koncentreret.

Ved hjælp af et langt rør, dybt vand pumpes på en flydende platform. Når det dybe vand bevæger sig til overfladen i røret, og vandtrykket reduceres, gasserne adskiller sig fra vandet. Blandingen af ​​gas og vand ankommer i en separator, hvor gassen yderligere ekstraheres.

På dette tidspunkt, gassen indeholder en høj koncentration af kuldioxid, og den går derfor gennem en rensningsproces for at berige den med metan. Dette flyttes derefter gennem en rørledning til generatorerne.

I betragtning af det unikke ved Kivu -metanindskud, der er ingen andre søer i verden, hvor metan ekstraheres på denne måde.

Hvilke negative virkninger kan dette have på søen, og hvordan kan de undgås?

Metanudvinding kan have tre hovedvirkninger.

Først, ekstraktionsprocessen kan forstyrre søens lag og kan øge risikoen for gasudbrud. For at undgå denne risiko, modeller bruges til at forudsige de acceptable dybder for at udtrække og frigive dybt vand.

Den anden virkning kan være en ændring af søøkosystemet, fra alger til fisk. Dybt vand indeholder meget flere næringsstoffer end overfladevandet og frigivelse af det i overfladen kan have katastrofale konsekvenser for biodiversiteten. Ja, næringsstoffer kunne generere en høj produktion af alger, der forringer vandkvaliteten og fødekæden. Det er præcis det, der sker i Europa, før spildevandsrensningsanlæg. Imidlertid, strenge regler for udvindingen skal være på plads for at forhindre, at næringsstoffer frigives til overfladevandet.

Den tredje virkning kan være spild af gasressourcen, hvis metanoperatøren ikke udvinder det på en effektiv måde.

Under alle omstændigheder, disse virkninger vurderes af internationale eksperter og overholder ledelsesrecepter, udarbejdet af ekspertarbejdsgruppen om gasudvinding af Kivu -søen, der regulerer ekstraktion af metan.

Disse recepter blev for nylig revideret, og undertegnet i fællesskab af Rwanda og Den Demokratiske Republik Congo. Dette er et vigtigt skridt, da begge regeringer vil implementere sikkerhedsreglerne i hele Kivu -søen.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.