Lake Kivu ligger på gränsen mellan Demokratiska republiken Kongo och Rwanda. Det är nästan lika stort som Mauritius och har ett maximalt djup på 480 meter. Lake Kivu lagrar också enorma mängder metangas som Rwanda utvinner för att producera el. Natacha Tofield Pasche förklarar hur denna process fungerar.

Hur utvecklades metan i Kivusjön och varför har det så mycket?

Kivusjön innehåller exceptionellt stora mängder löst koldioxid och metan i dess djupa vatten. Dessa gaser har ackumulerats under 800 till 1000 år.

Koldioxiden kommer från två aktiva vulkaner vid sjöns norra sida:Nyiragongo och Nyamuragira. Dessa 20, 000 år gamla vulkaner är bland de mest aktiva i världen. Metanet kommer från nedbrytningen av organiskt material som produceras vid sjöns yta (som representerar en tredjedel av det metan som produceras i Kivusjön) och den andra processen – som producerar det mesta av metanet i sjön – är omvandlingen av koldioxid till metan. Koncentrationerna av koldioxid är fem gånger högre än koncentrationerna av metan.

En så stor ansamling av metan i en sjö är unik, och har aldrig nåtts i några andra sjöar.

Enkelt uttryckt, denna särart orsakas av att gaserna fångas i djupvattnen av ett inflöde av djupa subakvatiska källor som innehåller varma, salt och koldioxidrikt vatten. Detta skapar effektivt en tätning.

För närvarande, 45 km ³ av metan är ekonomiskt lönsamma för utvinning, som skulle kunna generera så mycket som 500 MW el under 50 år. Men den el som produceras är i hög grad beroende av tekniken och den uppnådda effektiviteten.

Vilka är fördelarna med att använda metan från Kivusjön för el?

Metanextraktion är fördelaktigt av två skäl.

Först, de lösta gaserna utgör en risk för lokalbefolkningen, eftersom de potentiellt kan få ett utbrott från sjön. Mycket enkelt förklarat, en stor störning – som ett jordskred – kan få gasbubblor att stiga upp till ytan och bryta ut utan varningssignaler. Gassprängningar, som denna, ägde rum två gånger i Kamerun. Lake Monouns gassprängning 1984 dödade 37 människor, och en gassprängning vid sjön Nyos 1986 orsakade 1, 700 personer.

Genom att ta bort metan, risken för ett gasutbrott minskar kraftigt eftersom det är mindre tryck.

För det andra, utvinning av metan kommer att producera el, vilket är avgörande för Rwandas utveckling. För närvarande har bara cirka 30 % av rwandanerna tillgång till el via det nationella nätet. Den installerade effekten är 218 MW.

Metanutvinning kan avsevärt bidra till Rwandas elektrifiering och det finns flera projekt på gång för att utvinna gasen.

Rwandas regering planerar att nå en elektrifieringsgrad på 100 % till 2024. KivuWatt-kraftverket – som drivs av Contour Global – utvinner redan metan för att generera elektricitet. Den första fasen genererar redan 26 MW el. Den kommer att nå 100 MW i den andra fasen.

Ett offentligt-privat partnerskap - mellan Shema Power Lake Kivu Limited, tidigare Symbion Energy, och den rwandiska regeringen—har ett projekt för att bygga en anläggning för att ge 56 MW och att uppgradera en pilotanläggning från nuvarande 3,6 MW till 25 MW.

Ett annat lokalt registrerat företag, Gasmeth påbörjar bygget av en gasutvinningsanläggning 2020. Målet är att generera och sälja komprimerad naturgas på flaska.

Hur fungerar utvinningsprocessen?

Metanutvinning sker i ett område som kallas "resurszonen", på ett djup mellan 260 och 480 meter, där det mesta av metanet är koncentrerat.

Med hjälp av ett långt rör, djupt vatten pumpas upp på en flytande plattform. När det djupa vattnet rör sig till ytan i röret och vattentrycket minskar, gaserna separeras från vattnet. Blandningen av gas och vatten kommer in i en separator, där gasen extraheras ytterligare.

I detta skede, gasen innehåller en hög koncentration av koldioxid och den går därför igenom en reningsprocess för att anrika den på metan. Denna förs sedan genom en pipeline till generatorerna.

Med tanke på det unika med Kivu-metanfyndigheten, det finns inga andra sjöar i världen där metan utvinns på detta sätt.

Vilka negativa effekter kan detta ha på sjön och hur kan de undvikas?

Metanutvinning kan ha tre huvudsakliga effekter.

Först, utvinningsprocessen kan störa sjöns lager och kan öka risken för gasutbrott. För att undvika denna risk, modeller används för att förutsäga acceptabla djup för att utvinna och släppa ut djupvattnet.

Den andra påverkan kan vara en modifiering av sjöns ekosystem, från alger till fiskar. Djupt vatten innehåller mycket mer näringsämnen än ytvattnet och att släppa ut det till ytan kan få katastrofala konsekvenser för den biologiska mångfalden. Verkligen, näringsämnen kan generera en hög produktion av alger som försämrar vattenkvaliteten och näringskedjan. Det är precis vad som händer i Europa, före avloppsreningsverk. Dock, strikta regler för utvinningen ska finnas för att förhindra att eventuella näringsämnen släpps ut i ytvattnet.

Den tredje påverkan kan vara slöseri med gasresursen, om metanoperatören inte utvinner det på ett effektivt sätt.

Hur som helst, dessa effekter bedöms av internationella experter och följer förvaltningens föreskrifter, utarbetad av expertarbetsgruppen för gasutvinning i Kivusjön, som reglerar metanutvinning.

Dessa recept har nyligen reviderats, och gemensamt undertecknat av Rwanda och Demokratiska republiken Kongo. Detta är ett viktigt steg, eftersom båda regeringarna kommer att implementera säkerhetsreglerna i hela Kivusjön.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.