Kivu-See Methangas-Extraktion Nutzung des Methangases Natürliche Risiken

Horizontal distribution of methane in economically exploitable concentrations in the main basin of Lake Kivu. Only the 280 m and 340 m isobaths are shown.

 


EINSCHÄTZUNG DES METHANGAS-AUSBEUTE

 

 

Mit Hilfe der 1998 von Lahmeyer und OSAE aufgenommenen bathymetrischen Karte, haben wir die Seetiefen unterhalb der Isobathen 280 m (rote Fläche) und 340 m (gelbe Fläche) aufgetragen.

Diese Darstellung erlaubt es die produktive Fläche des Sees abzuschätzen, unterhalb derer die Extraktion durchgeführt werden kann. Sie erlaubt es auch sofort die günstigen Gebiete für die Platzierung von Förderanlagen einzusehen, mit einer Abschätzung der Entfernung der produktiven Schichten vom Ufer.





Wir haben die Volumenanteile von Wasser, CO2 und CH4 aufgetragen, die in einer 10 m starken Schicht enthalten sind.

Man kann in dieser Darstellung klar unterscheiden zwischen den (kaum gashaltigen) Wasserschichtungen oberhalb von 260 m und denjenigen unterhalb dieser Marke, die einen starken Anteil an gelöstem Gas enthalten. Man kann davon ausgehen, dass nur die Bereiche unterhalb dieser Isobathen eine wirtschaftlich verwertbare Konzentration an Methan aufweisen.

Kumulative Darstellung der Volumina von Kohlendioxid und Methan als Funktion der Tiefe

Zuerst stellen wir anhand dieser Darstellung einige quantitative Abschätzungen an:

Gesamtvolumen des Sees: 560 km3,

Gesamtvolumen (NB) gelöstes CO2: 256km3,

Gesamtvolumen (NB) gelöstes CH4: 65 km3.

Vertikale Verteilung der Methanvolumina in 10 m starken Schichten; die Zonen wirtschaftlicher Ausbeutung sind durchsichtig markiert. Diese Darstellung erlaubt eine Einschätzung der Gasvolumina, die im Hinblick auf den Gasgehalt und die Entfernung zum Ufer wirtschaftlich nutzbar sind.

Wir unterscheiden zwischen gelöster Methanmenge und förderbarem Methanvolumen (Nettoergebnis am Ausgang der Förderung). Tatsächlich schätzen wir, dass gemäß unserem Rechenmodell ein Methananteil von etwa 20 % (Verlust) in tiefere Gewässer des Sees während des Abscheide- und Gaswäscheverfahrens zurückgeleitet wird. Halten wir fest, dass alle diese Angaben für reines Methan bei Normalbedingungen (NB: Druck 1 bar, Temperatur 0 oC) gelten.

Schematisiert kann man den See in vier Zonen unterteilen, von denen drei so viel Methan enthalten, dass sie wirtschaftlich nutzbar sind. Wegen der Seetiefe (Entfernung zum Ufer) müssen diese drei Abschnitte im Schwierigkeitsgrad für die Implementierung der Extraktionskolonne unterschieden werden.


Extraktion in 300 m Tiefe
(Abschnitt 260 - 300 m: Zone 1)

Volumen gelöstes Methan: 13,3 km3,
Volumen förderbares Methan: 10,6 km3.

Extraktion in 350 m Tiefe
(Abschnitt 300 - 350 m: Zone 2)

Volumen gelöstes Methan: 15 km3,
Volumen förderbares Methan : 12 km3.

Extraktion im Tiefenwasser des Sees
(Abschnitt 350 - 485 m: Zone 3)

Volumen gelöstes Methan: 14,9 km3,
Volumen förderbares Methan: 11,9 km3.


Zusammenfassung über 65 km3 im See gelöstes Methan:

28,3 km3 sind leicht förderbar und ergeben 22,6 km3 reines Methan (NB), 15 km3 sind schwieriger zugänglich und ergeben 12 km3 reines Methan (NB), 17 km3 müssen als nicht rentabel angesehen werden.

Gesamtvolumen förderbares Methan: 34,5 km3

Wichtig ist es, die Ausbeute durch Minimierung der in den See zurückgeleiteten Methanmengen, die bei der Abscheidung und Gaswäsche anfallen, zu optimieren. Wir denken, diese Methanverluste bei 20 bis 25 % begrenzen zu können. Es muss erwähnt werden, dass die Berechnungen die dauernde natürliche Wiederaufladung des Sees mit Gas nicht berücksichtigen. Diese Wiederaufladung ist sehr schwer abzuschätzen und positive Annahmen liegen zwischen 125 MNm3/a und 250 MNm3/a.