基伍湖位于剛果民主共和國(guó)和盧旺達(dá)之間的邊界。它幾乎相當(dāng)于毛里求斯的大小，最大深度為480米?；楹€儲(chǔ)存大量的甲烷氣體，盧旺達(dá)正在開(kāi)采這些甲烷氣體來(lái)發(fā)電。Natacha Tofield Pasche解釋了此過(guò)程的工作原理。

基伍湖中的甲烷是如何產(chǎn)生的，為什么會(huì)有這么多?

基伍湖深水中含有大量溶解的二氧化碳和甲烷。這些氣體已經(jīng)累積了800至1000年。

從在兩個(gè)活火山二氧化碳源自湖的北面：尼拉貢戈和尼亞穆拉吉拉火山。這些具有20,000年歷史的火山是世界上最活躍的火山之一。甲烷來(lái)自湖泊表面產(chǎn)生的有機(jī)物的降解(占基伍湖產(chǎn)生的甲烷的三分之一)，第二個(gè)過(guò)程(將湖中大部分甲烷產(chǎn)生)是二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。二氧化碳的濃度是甲烷的濃度的五倍。

湖泊中如此大量的甲烷積累是獨(dú)特的，其他任何湖泊都從未達(dá)到過(guò)。

簡(jiǎn)而言之，造成這種特殊性的原因是，由于深層的水下水涌入了溫暖的，咸的和富含二氧化碳的水，氣體被捕獲在深水中。這有效地形成了密封。

目前，有45 km3的甲烷在經(jīng)濟(jì)上可行，可在50年內(nèi)產(chǎn)生多達(dá)500兆瓦的電力。但是產(chǎn)生的電高度依賴于技術(shù)和所達(dá)到的效率。

使用基伍湖的甲烷發(fā)電有什么好處?

甲烷萃取有益于兩個(gè)原因。

首先，溶解氣體對(duì)當(dāng)?shù)鼐用駱?gòu)成威脅，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)從湖中噴出。簡(jiǎn)單地解釋一下，大的破壞(例如滑坡)可能會(huì)導(dǎo)致氣泡上升到地面并噴出而沒(méi)有警告信號(hào)。這樣的瓦斯爆炸在喀麥隆發(fā)生了兩次。1984年Monoun湖的瓦斯爆炸造成37人死亡，1986年Nyos湖的瓦斯爆炸造成1,700人死亡。

通過(guò)去除甲烷，可以大大減少氣體噴發(fā)的機(jī)會(huì)由于壓力因此。

其次，提取甲烷將產(chǎn)生電力，這對(duì)盧旺達(dá)的發(fā)展至關(guān)重要。目前僅約30%的盧旺達(dá)人通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)獲得電力。裝機(jī)容量為218兆瓦。

瓦斯抽采可以為盧旺達(dá)的電氣化做出巨大貢獻(xiàn)，并且有幾個(gè)正在進(jìn)行的瓦斯抽采項(xiàng)目。

盧旺達(dá)政府計(jì)劃到2024年使電氣化率達(dá)到100%。KivuWatt發(fā)電廠由Contour Global經(jīng)營(yíng)的已經(jīng)提取甲烷來(lái)發(fā)電。第一階段已經(jīng)產(chǎn)生了26兆瓦的電力。第二階段將達(dá)到100兆瓦。

由Shema Power Lake Kivu Limited(前Symbion Energy)與盧旺達(dá)政府之間的公私合作伙伴關(guān)系有一個(gè)項(xiàng)目建一個(gè)廠提供56兆瓦和中試工廠從目前的3.6兆瓦升級(jí)到25兆瓦。

另一家在當(dāng)?shù)刈?cè)的公司Gasmeth將于2020年開(kāi)始建設(shè)天然氣提取設(shè)施。目標(biāo)是生產(chǎn)和銷售瓶裝壓縮天然氣。

提取過(guò)程如何進(jìn)行?

甲烷提取發(fā)生在一個(gè)稱為“資源區(qū)”的區(qū)域，深度在260至480米之間，其中大部分甲烷被濃縮。

使用長(zhǎng)管將深水泵送到浮動(dòng)平臺(tái)上。隨著深水移動(dòng)到管道中的表面，并且水壓降低，氣體與水分離。氣體和水的混合物到達(dá)分離器，在那里進(jìn)一步提取氣體。

在此階段，該氣體包含高濃度的二氧化碳，因此要經(jīng)過(guò)凈化過(guò)程以使其富含甲烷。然后通過(guò)管道將其移動(dòng)到發(fā)電機(jī)。

鑒于基伍甲烷礦床的獨(dú)特性，世界上沒(méi)有其他湖泊以這種方式提取甲烷。

這可能對(duì)湖造成什么負(fù)面影響，如何避免這些負(fù)面影響?

甲烷提取可能有三個(gè)主要影響。

首先，提取過(guò)程可能會(huì)擾亂湖泊的各層，并可能增加天然氣噴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免這種風(fēng)險(xiǎn)，可以使用模型預(yù)測(cè)提取和釋放深水的可接受深度。

第二個(gè)影響可能是從藻類到魚類的湖泊生態(tài)系統(tǒng)改造。深水比地表水含有更多的養(yǎng)分，將其釋放到地表可能對(duì)生物多樣性造成災(zāi)難性的后果。的確，養(yǎng)分會(huì)產(chǎn)生大量藻類，從而破壞水質(zhì)和食物鏈。在廢水處理廠問(wèn)世之前，這正是歐洲發(fā)生的情況。但是，必須制??定嚴(yán)格的提取規(guī)則，以防止任何養(yǎng)分釋放到地表水中。

如果甲烷經(jīng)營(yíng)者沒(méi)有以有效的方式開(kāi)采天然氣，那么第三種影響就是浪費(fèi)天然氣資源。

無(wú)論如何，這些影響均由國(guó)際專家評(píng)估，并遵守基伍湖瓦斯抽采專家工作組制定的管理甲烷抽提的管理規(guī)定。

這些處方最近經(jīng)過(guò)修訂，由盧旺達(dá)和剛果民主共和國(guó)共同簽署。這是重要的一步，因?yàn)閮蓢?guó)政府將在整個(gè)基伍湖實(shí)施安全規(guī)則。