您现在的位置是:首页 > 科学网站首页科学

卢旺达如何从基伍湖提取甲烷供电

  • 科学
  • 2020-07-20 08:25:39
  • 来源:

基伍湖位于刚果民主共和国和卢旺达之间的边界。它几乎相当于毛里求斯的大小,最大深度为480米。基伍湖还储存大量的甲烷气体,卢旺达正在开采这些甲烷气体来发电。Natacha Tofield Pasche解释了此过程的工作原理。

基伍湖中的甲烷是如何产生的,为什么会有这么多?

基伍湖深水中含有大量溶解的二氧化碳和甲烷。这些气体已经累积了800至1000年。

从在两个活火山二氧化碳源自湖的北面:尼拉贡戈和尼亚穆拉吉拉火山。这些具有20,000年历史的火山是世界上最活跃的火山之一。甲烷来自湖泊表面产生的有机物的降解(占基伍湖产生的甲烷的三分之一),第二个过程(将湖中大部分甲烷产生)是二氧化碳转化为甲烷。二氧化碳的浓度是甲烷的浓度的五倍。

湖泊中如此大量的甲烷积累是独特的,其他任何湖泊都从未达到过。

简而言之,造成这种特殊性的原因是,由于深层的水下水涌入了温暖的,咸的和富含二氧化碳的水,气体被捕获在深水中。这有效地形成了密封。

目前,有45 km3的甲烷在经济上可行,可在50年内产生多达500兆瓦的电力。但是产生的电高度依赖于技术和所达到的效率。

使用基伍湖的甲烷发电有什么好处?

甲烷萃取有益于两个原因。

首先,溶解气体对当地居民构成威胁,因为它们可能会从湖中喷出。简单地解释一下,大的破坏(例如滑坡)可能会导致气泡上升到地面并喷出而没有警告信号。这样的瓦斯爆炸在喀麦隆发生了两次。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。

通过去除甲烷,可以大大减少气体喷发的机会由于压力因此。

其次,提取甲烷将产生电力,这对卢旺达的发展至关重要。目前仅约30%的卢旺达人通过国家电网获得电力。装机容量为218兆瓦。

瓦斯抽采可以为卢旺达的电气化做出巨大贡献,并且有几个正在进行的瓦斯抽采项目。

卢旺达政府计划到2024年使电气化率达到100%。KivuWatt发电厂由Contour Global经营的已经提取甲烷来发电。第一阶段已经产生了26兆瓦的电力。第二阶段将达到100兆瓦。

由Shema Power Lake Kivu Limited(前Symbion Energy)与卢旺达政府之间的公私合作伙伴关系有一个项目建一个厂提供56兆瓦和中试工厂从目前的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。目标是生产和销售瓶装压缩天然气。

提取过程如何进行?

甲烷提取发生在一个称为“资源区”的区域,深度在260至480米之间,其中大部分甲烷被浓缩。

使用长管将深水泵送到浮动平台上。随着深水移动到管道中的表面,并且水压降低,气体与水分离。气体和水的混合物到达分离器,在那里进一步提取气体。

在此阶段,该气体包含高浓度的二氧化碳,因此要经过净化过程以使其富含甲烷。然后通过管道将其移动到发电机。

鉴于基伍甲烷矿床的独特性,世界上没有其他湖泊以这种方式提取甲烷。

这可能对湖造成什么负面影响,如何避免这些负面影响?

甲烷提取可能有三个主要影响。

首先,提取过程可能会扰乱湖泊的各层,并可能增加天然气喷发的风险。为了避免这种风险,可以使用模型预测提取和释放深水的可接受深度。

第二个影响可能是从藻类到鱼类的湖泊生态系统改造。深水比地表水含有更多的养分,将其释放到地表可能对生物多样性造成灾难性的后果。的确,养分会产生大量藻类,从而破坏水质和食物链。在废水处理厂问世之前,这正是欧洲发生的情况。但是,必须制​​定严格的提取规则,以防止任何养分释放到地表水中。

如果甲烷经营者没有以有效的方式开采天然气,那么第三种影响就是浪费天然气资源。

无论如何,这些影响均由国际专家评估,并遵守基伍湖瓦斯抽采专家工作组制定的管理甲烷抽提的管理规定。

这些处方最近经过修订,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实施安全规则。

Top