卢旺达如何从基伍湖提取甲烷发电

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卢旺达如何从基伍湖提取甲烷发电

基伍湖位于刚果民主共和国和卢旺达的边界上。它几乎和毛里求斯一样大,最大深度为480米。基伍湖还储存着大量的甲烷气体,卢旺达正在提取这些气体来发电。Natacha Tofield Pasche解释了这个过程是如何运作的。

甲烷是如何在基伍湖形成的?为什么会有这么多?

基伍湖的深水中含有大量溶解的二氧化碳和甲烷。这些气体已经积累了800到1000年。

二氧化碳来自于湖北边的两座活火山:尼拉贡戈火山和尼亚穆拉吉拉火山。这些有2万年历史的火山是世界上最活跃的火山之一。甲烷来自湖水表面产生的有机物的降解(相当于基伍湖产生的甲烷的三分之一),而第二个过程——也就是产生湖中大部分甲烷的过程——是二氧化碳转化为甲烷。二氧化碳的浓度比甲烷的浓度高5倍。

湖泊中如此大量的甲烷是独一无二的,在其他湖泊中从未出现过。

简单地说,造成这种特殊性的原因是,这些气体被流入深海的含有温暖、含盐和富含二氧化碳的水的温泉所困住。这有效地创建了一个密封。

目前,开采45立方千米的甲烷在经济上是可行的,这可以在50年内产生500兆瓦的电力。但是产生的电力高度依赖于技术和达到的效率。

使用基伍湖的甲烷发电有什么好处?

甲烷的提取有两个好处。

首先,溶解的气体对当地居民构成威胁,因为它们有可能从湖中喷发出来。很简单地解释一下,一场大的破坏——比如滑坡——可能会触发气泡上升到地表并在没有预警迹象的情况下喷发。像这样的瓦斯爆炸在喀麦隆发生过两次。1984年莫农湖的瓦斯爆炸造成37人死亡,1986年尼奥斯湖的瓦斯爆炸造成1700人死亡。

通过去除甲烷,由于压力较小,气体喷发的可能性大大降低。

其次,开采甲烷可以发电,这对卢旺达的发展至关重要。目前只有大约30%的卢旺达人能够通过国家电网获得电力。装机容量为218mw。

甲烷开采将对卢旺达的电气化做出重大贡献,目前有几个开采天然气的项目正在进行中。

卢旺达政府计划到2024年实现100%的电气化。由Contour global运营的KivuWatt发电厂已经开始提取甲烷来发电。第一阶段的发电量已经达到26兆瓦。第二阶段将达到100兆瓦。

由Shema Power Lake Kivu有限公司(原Symbion Energy)和卢旺达政府合作的一个公私合作项目,将建设一个提供56兆瓦电力的工厂,并将一个试验工厂从目前的3.6兆瓦升级到25兆瓦。

另一家在当地注册的公司Gasmeth将于2020年开始建设天然气提取设施。其目标是生产和销售瓶装压缩天然气。

萃取过程是如何进行的?

甲烷开采发生在一个被称为“资源区”的地方,深度在260到480米之间,那里是甲烷最集中的地方。

通过一根长管子,深水被泵到一个浮动平台上。随着深水在管道中移动到表面,水压降低,气体与水分离。气体和水的混合物进入分离器,在那里气体被进一步提取。

在这个阶段,气体中含有高浓度的二氧化碳,因此它要经过一个净化过程,以使其富含甲烷。然后通过管道将其移动到生成器。

鉴于基伍湖甲烷沉积物的独特性,世界上没有其他湖泊能以这种方式提取甲烷。

这对湖泊会有什么负面影响?如何避免这些影响?

甲烷的开采可能有三个主要影响。

首先,提取过程可能会扰乱湖水层,增加气体喷发的风险。为了避免这种风险,人们使用模型来预测可接受的深度来提取和释放深水。

第二个影响可能是湖泊生态系统的改变,从藻类到鱼类。深水比地表水含有更多的营养物质,将其释放到地表会对生物多样性造成灾难性的后果。事实上,营养物质会产生大量藻类,从而恶化水质和食物链。这正是在欧洲发生的事情,在废水处理厂之前。然而,必须制定严格的提取规则,以防止任何营养物质被释放到地表水中。

第三个影响可能是天然气资源的浪费,如果甲烷经营者没有以有效的方式提取它。

无论如何,这些影响由国际专家评估,并遵守基伍湖天然气开采专家工作组制定的管理规定,该工作组负责管理甲烷的开采。

这些处方最近经过修订,并由卢旺达和刚果民主共和国共同签署。这是重要的一步,因为两国政府将在整个基伍湖执行安全规则。