La grande scommessa sul gas del lago Kivu

È un venerdì pomeriggio sulla sponda ruandese del lago Kivu, e in quella che un tempo era una baia tranquilla, sta prendendo forma un'avventura audace.

Galleggiante appena al largo, come un gigantesco cigno meccanico, è una piattaforma di estrazione del gas quasi completata: 3.000 tonnellate di cemento e acciaio inossidabile che presto inizieranno a catturare una risorsa che non si trova su questa scala in nessun altro lago del mondo. All'interno del Kivu, a cavallo del confine tra Ruanda e Repubblica Democratica del Congo (RDC), sono disciolti circa 60 miliardi di metri cubi di metano e 300 miliardi di metri cubi di anidride carbonica. I gas, che provengono dalla vicina attività vulcanica e dai batteri che decompongono il materiale organico nel lago, rappresentano sia un pericolo che un potenziale economico.

Questa storia faceva parte del nostro numero di maggio 2015

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Se estratto, il metano del Kivu potrebbe essere utilizzato per aggiungere fino a 960 megawatt di capacità di generazione di elettricità, più di sei volte quella che ha ora il Ruanda. Sia per il Ruanda che per l'est della Repubblica Democratica del Congo, che devono far fronte a gravi carenze di energia e opzioni limitate per espandere le proprie reti elettriche, ciò potrebbe essere un punto di svolta economico, sostenere nuove industrie e offrire la possibilità di alleviare la povertà bruciante. Se l'estrazione viene eseguita correttamente e i paesi possono cooperare, potrebbe persino aiutare a migliorare le loro relazioni travagliate e promuovere la stabilità in una regione a lungo tormentata da turbolenze.

Un ispettore per la sicurezza esamina la nuova chiatta a terra a Kibuye, in Ruanda.

Altrettanto fondamentale, la rimozione del metano del Kivu potrebbe prevenire una possibile catastrofe. Con l'aumento delle concentrazioni di metano, gli scienziati avvertono che il Kivu alla fine sperimenterà un fenomeno mortale noto come capovolgimento. Conosciuta anche come eruzione limnica, un capovolgimento può verificarsi se la pressione dei gas in un lago supera la pressione dell'acqua a una determinata profondità, provocando una reazione a catena che li libera con risultati violenti. Si sa che nella storia documentata si sono verificate solo due eruzioni limniche, entrambe in piccoli laghi del Camerun negli anni '80. Nel più mortale dei due episodi, al Lago Nyos nel 1986, più di 1.700 persone rimasero asfissiate quando una nuvola di anidride carbonica, esplosa dal lago insieme a una fontana d'acqua di 100 metri, si diffuse fino a 25 chilometri dalla riva . Il Kivu contiene mille volte più gas di Nyos: se anche solo una parte di esso sfuggisse in questo modo, sarebbero a rischio più di due milioni di persone che vivono vicino alle sue coste.

In Kivu è il metano, piuttosto che l'anidride carbonica, che ha maggiori probabilità di innescare un'eruzione di gas. Ciò aggiunge urgenza alla prospettiva di sfruttare il suo potenziale energetico, cosa che sia il Ruanda che la Repubblica Democratica del Congo hanno cercato a lungo di fare. Dopo decenni di scarsi o nessun progresso, gli sforzi di estrazione del gas in entrambi i paesi hanno finalmente guadagnato slancio. Durante la mia visita al lago a febbraio, più di cento lavoratori in maglia arancione stavano dando gli ultimi ritocchi alla prima fase di KivuWatt, un progetto da 200 milioni di dollari di proprietà dell'azienda energetica statunitense Contour Global. Si prevede che il primo progetto energetico alimentato a gas su scala industriale del lago aumenterà di 25 megawatt di capacità di generazione entro la metà di quest'anno e alla fine raggiungerà i 100. Un'altra società statunitense, Symbion Power, inizierà la costruzione di un 50 megawatt -progetto megawatt sul lato ruandese del lago entro la fine dell'anno. Nella lontana capitale della Repubblica Democratica del Congo, Kinshasa, il Ministero degli idrocarburi sta ora esaminando le offerte per la prima concessione di gas Kivu di quel paese.

Far uscire correttamente il gas, tuttavia, sarà complicato. Sebbene il governo ruandese gestisca una centrale elettrica pilota a gas nel lago dal 2008, il processo di estrazione è nuovo ed è stato eseguito solo su scala molto piccola. Mentre la maggior parte degli esperti concorda sul fatto che il metano del lago dovrebbe essere impedito di accumularsi ulteriormente per prevenire un disastro entro la fine del secolo, alcuni avvertono che alcuni processi di estrazione potrebbero disturbare la stratificazione naturale che mantiene la maggior parte dei gas intrappolati nelle acque profonde . Intraprenderli potrebbe aumentare, piuttosto che mitigare, il rischio di eruzioni di gas. Fino a quando non sarà iniziata un'operazione di estrazione su larga scala, non è nemmeno chiaro quanto efficientemente funzionerà la tecnologia e quanta elettricità alla fine il Kivu produrrà.

Siamo molto curiosi di vedere come funziona il nostro processo, afferma Jarmo Gummerus, ingegnere finlandese e country manager di KivuWatt in Ruanda. Molto presto avremo un'idea molto migliore del potenziale di questo lago.

Potenziamento della griglia

Tre ore di macchina su strade tortuose da KivuWatt, la capitale del Ruanda, Kigali, non sembra essere una città nel mezzo di una crisi energetica. Nei 21 anni trascorsi dal genocidio ruandese, in cui sono state uccise circa 800.000 persone, la città di un milione si è trasformata da un ristagno di cadaveri in una moderna metropoli ordinata. Oggi, Kigali è una città di strade alberate, torri di uffici che spuntano e suddivisioni in stile americano che si estendono fino alle colline circostanti. È anche il motore di un'economia ruandese che è cresciuta in media dell'8% all'anno nell'ultimo decennio, uno dei tassi più alti al mondo.

Con lo sviluppo del Ruanda e della sua capitale, tuttavia, la rete elettrica del paese ha faticato a tenere il passo. Sebbene la capacità installata sia raddoppiata negli ultimi cinque anni, rimane uno scarso 156 megawatt. Oggi, quasi l'80% dei 12 milioni di persone del Ruanda, inclusa la stragrande maggioranza dei residenti rurali, non ha ancora una connessione alla rete. Le famiglie e le imprese che hanno elettricità, nel frattempo, devono affrontare alcuni dei prezzi dell'elettricità più alti della regione, in parte perché quasi un terzo dell'energia del paese è generata da diesel importato e olio combustibile pesante, che arrivano in camion dal Kenya e dalla Tanzania. Secondo la Banca Mondiale, le aziende ruandesi pagano in media 24 centesimi per kilowattora, rispetto ai 15 centesimi del Kenya e ai 17 centesimi dell'Uganda. L'utente industriale medio negli Stati Uniti paga meno di sette centesimi.

Il Kivu, a 1.460 metri sul livello del mare, fa parte di un sistema di laghi lungo la Great Rift Valley.

Sperando di ridurre la sua diffusa povertà e rafforzare la sua piccola base industriale, il Ruanda ha fissato obiettivi ambiziosi di elettrificazione. La seconda strategia di sviluppo economico e riduzione della povertà del paese, lanciata nel 2013, prevedeva un'espansione quasi quadrupla della rete elettrica, a 563 megawatt, entro la fine del 2017. Dati i vincoli finanziari e le limitate risorse energetiche interne, tuttavia, sarà difficile tirare fuori. A parte KivuWatt, l'unico progetto energetico significativo in via di completamento è un impianto da 15 megawatt che brucerà torba. Sebbene siano iniziati i lavori su un altro impianto di torba da 80 megawatt e siano stati organizzati finanziamenti per due progetti idroelettrici regionali su larga scala, non è chiaro se qualcuno sarà sulla rete entro l'obiettivo del 2017. Il Ruanda potrebbe anche disporre di risorse geotermiche significative, se le indagini preliminari sono corrette, ma due pozzi esplorativi perforati nel 2013 sono risultati vuoti. E sebbene il Ruanda abbia recentemente inaugurato il primo campo solare su scala industriale dell'Africa orientale e le autorità stiano lavorando per portare installazioni solari fuori rete nelle case rurali, nelle scuole e negli ospedali, è improbabile che il solare sia in grado di soddisfare una parte significativa della domanda del settore. Per disperazione, il Ruanda potrebbe presto diventare un importante importatore di elettricità. Secondo il ministero delle Infrastrutture, quest'anno sono in corso le disposizioni per l'acquisto di 30 megawatt dal Kenya e, infine, fino a 400 megawatt dall'Etiopia.

Al di là del confine, nella parte orientale della Repubblica Democratica del Congo (ex Zaire), la crisi di potere è ancora più acuta. La Repubblica Democratica del Congo, un paese di 77 milioni di abitanti in un territorio grande più o meno quanto l'Europa occidentale, contiene vaste risorse idroelettriche. Se completamente sfruttate, le cascate Inga del fiume Congo potrebbero produrre circa 40.000 megawatt, quasi il doppio della capacità della più grande centrale elettrica del mondo, la diga delle Tre Gole in Cina. Oggi, tuttavia, la vecchia rete della Repubblica Democratica del Congo ha una capacità installata di soli 2.400 megawatt, di cui circa la metà non è normalmente disponibile a causa delle pessime condizioni dell'infrastruttura di trasmissione. Nell'est dilaniato dalla guerra, il potere è particolarmente limitato. Goma, la più grande città sul lago Kivu, ha una capacità disponibile inferiore a cinque megawatt, una quantità esigua per una città di un milione di abitanti e una situazione, secondo alcuni, che aiuta a promuovere il conflitto. Se il potenziamento della rete del Congo orientale può stimolare lo sviluppo delle industrie, afferma Bantu Lukambo, un attivista ambientale con sede a Goma, ciò ridurrebbe l'attrattiva delle dozzine di gruppi armati della regione, che sono magneti per i giovani senza altre prospettive di lavoro. Inoltre, afferma, un maggiore sviluppo potrebbe indebolire il mercato del carbone illegale, un commercio che genera milioni di dollari all'anno per le milizie locali e porta a un'estesa deforestazione.

I gas del lago entreranno nel tubo grigio di acciaio inossidabile per essere separati.

I vulcani responsabili di gran parte del gas del Kivu incombono su Goma e i suoi dintorni. Nel 2002, un'eruzione del Nyiragongo, un vulcano situato a 20 chilometri a nord della città, distrusse un quinto della città, lasciando decine di migliaia di persone senza casa e depositando lava che viene ancora utilizzata come materiale da costruzione. Durante un viaggio a ovest dalla città, Mathieu Yalire, geochimico capo dell'Osservatorio del vulcano Goma, gestito dal governo, mi mostra diverse depressioni note per contenere infiltrazioni letali di anidride carbonica che si concentrano vicino al suolo ai bordi di colate laviche passate e occasionalmente asfissiano i bambini . Alla Kasinga Primary School nella città di Sake, 25 chilometri a ovest di Goma, il preside Batchoka Lubungo ci mostra una foto, esposta sul muro del suo ufficio, di una giovane vittima.

Una mattina abbiamo trovato il ragazzo morto laggiù, dice, indicando una nota zona di pericolo appena fuori dalla sua finestra. Conserviamo questa immagine qui come avvertimento per gli studenti.

La presenza di mazuku è un promemoria del potenziale del lago Kivu di seminare disastri. Ma l'anidride carbonica non è l'unico pericolo. La geochimica del lago è insolita, in gran parte a causa delle sorgenti subacquatiche locali che assorbono l'anidride carbonica dal suolo vulcanico della regione e alimentano il gas nelle acque più profonde del Kivu. Gran parte del metano proviene dalla decomposizione della materia organica; il resto proviene o dal suolo vulcanico o da batteri che convertono l'anidride carbonica in metano. Criticamente, queste sorgenti sono saline, mentre le sorgenti d'acqua che alimentano gli strati superiori del lago sono fresche. Poiché l'acqua salata è molto più densa dell'acqua dolce, ciò crea gradienti di densità che impediscono ai gas di diffondersi verso l'alto e nell'atmosfera. Sebbene questa stratificazione sia attualmente stabile, l'accumulo di gas che rende possibile ha apparentemente portato a eruzioni limniche in un lontano passato. Se non viene fatto nulla, è probabile che lo farà in futuro.

In alto: le donne asciugano la minuscola sambaza o sardine.
In basso: un segno in Kibuye spiega KivuWatt.

Tuttavia, molto su questo rischio rimane incerto. Gli studi sulla registrazione dei sedimenti del Kivu suggeriscono che il lago ha subito almeno cinque capovolgimenti negli ultimi 6.000 anni. Non è chiaro, tuttavia, se questi eventi abbiano coinvolto tutti gli strati d'acqua del lago, rilasciando così tutto il suo gas, o solo porzioni degli strati superiori. Inoltre, sebbene recenti misurazioni abbiano rilevato che la concentrazione di metano è in aumento, a un ritmo che potrebbe portare il gas vicino alla saturazione entro la fine del secolo, non si sa ancora perché ciò stia accadendo o se continuerà. A complicare le cose, il Kivu è costituito da cinque diversi bacini di profondità variabili, ciascuno con proprietà fisico-chimiche distinte.

È chiaro, tuttavia, che un'eruzione nel bacino principale del Kivu potrebbe causare un disastro di proporzioni apocalittiche. Se tutto il metano e l'anidride carbonica attualmente disciolti nel Kivu venissero rilasciati nell'atmosfera, ricoprirebbero l'intero lago in una nuvola di gas spessa più di 100 metri. Se anche solo una piccola frazione del gas dovesse fuoriuscire, potrebbe soffocare interi paesi lungo la riva del lago. Ciò può accadere se l'acqua a una determinata profondità diventa completamente satura di gas e viene sollevata da un grande terremoto, un'eruzione vulcanica o un altro disturbo esterno a una profondità in cui la pressione dell'acqua non è abbastanza grande da mantenere il gas disciolto.

Estrazione

Qualunque sia l'entità dei rischi di eruzione del Kivu, il suo metano è stato a lungo di interesse commerciale. Dal 1963 al 2006, la fabbrica di birra Bralirwa, sul lago del Ruanda, ha alimentato le sue caldaie con metano estratto a 800 metri al largo. Negli anni '80, i ricercatori olandesi hanno sfruttato il gas in eccesso di Bralirwa per alimentare una flotta di automobili, anche se il progetto alla fine è fallito. All'inizio degli anni '90, gli sforzi transfrontalieri per utilizzare il gas per l'elettricità avevano iniziato a prendere slancio, ma i progressi furono interrotti dal genocidio ruandese e dalle successive guerre nel Congo orientale. Alla fine, con il ritorno della stabilità in Ruanda, il governo di Kigali ha stretto una partnership con un'azienda scozzese per costruire una piccola struttura pilota sul lago. L'impianto, noto come KP1, ha iniziato a funzionare in modo intermittente nel 2008 e produce alcuni megawatt di elettricità. Un altro progetto ha prodotto brevemente 2,4 megawatt nel 2010, ma l'attrezzatura è stata rimossa dal lago dopo essere stata danneggiata da una tempesta.

KivuWatt è il primo tentativo del paese di estrazione di gas su larga scala. Anche se la sua tecnologia è nuova, il concetto è relativamente semplice. Una chiatta sarà ancorata al fondo del lago a 13 chilometri dalla costa, dove quattro tubi di plastica attireranno l'acqua da 350 metri sotto la superficie. Man mano che l'acqua sale, inizieranno a formarsi bolle di metano e anidride carbonica; alla fine, circa l'80 percento del metano e il 40 percento dell'anidride carbonica verranno aspirati all'interno di una camera orizzontale sotterranea nota come separatore. Da lì, l'acqua parzialmente degassata verrà reiniettata in profondità nel lago e il gas - a questo punto circa il 30 percento di metano e il 70 percento di anidride carbonica, con tracce di idrogeno solforato - continuerà verso l'alto in una delle quattro torri sulla chiatta . Qui, l'acqua di lavaggio prelevata da una profondità di 40 metri verrà miscelata con il gas per rimuovere quanto più possibile l'anidride carbonica residua. Quest'acqua verrà restituita a una profondità di 60 metri, abbastanza bassa da consentire a parte dell'anidride carbonica di diffondersi nell'atmosfera. Il prodotto finale, un gas composto per circa l'85% da metano, verrà quindi pressurizzato e inviato a una centrale elettrica a terra.

Per una regione che ha un così disperato bisogno di elettricità, il gas del Kivu è una proposta interessante. Secondo Gummerus, l'ingegnere che sovrintende al progetto, KivuWatt venderà l'energia generata nella sua prima fase all'utilità statale del Ruanda per meno di 15 centesimi per kilowattora. Questo è competitivo con i tassi previsti dai prossimi progetti di torba del paese e meno della metà del costo dell'energia generata dai combustibili fossili importati. (In seguito la tariffa dovrebbe scendere a meno di 12 centesimi per kilowattora.)

Per quanto il progetto appaia desiderabile per ragioni sia economiche che di sicurezza, tuttavia, potrebbe comportare rischi ambientali di per sé, inclusa la possibilità che le operazioni di degasaggio possano modificare la struttura e le proprietà del lago.

I bambini dei pescatori giocano intorno ai pescherecci al largo di Gisenyi.

Secondo le prescrizioni di gestione per lo sviluppo delle risorse di gas del lago Kivu, un documento del 2009, noto come parlamentari, che sia il Ruanda che la Repubblica Democratica del Congo hanno adottato come linee guida generali per l'estrazione del gas, i rischi hanno meno a che fare con la rimozione del gas stesso che con la reiniezione dell'acqua degassata. Poiché l'acqua profonda ricca di metano del Kivu è salina, densa e ricca di sostanze nutritive, rilasciarla vicino alla superficie potrebbe danneggiare l'ecosistema del lago e indebolirne la stratificazione della densità. Per mitigare questi rischi, il rapporto prevede che tutta l'acqua estratta dalla zona di risorse di acque profonde del lago venga reiniettata ad almeno 260 metri sotto la superficie in modo che rimanga sotto pressione sufficiente. Tuttavia, poiché il progetto di KivuWatt è stato approvato prima della pubblicazione del rapporto, il progetto non è soggetto a questo requisito e la sua acqua degasata verrà restituita al di sopra di quel livello, a una profondità di 240 metri. Sebbene questa distinzione possa sembrare banale, Philip Morkel, un ingegnere sudafricano e membro del comitato di esperti di cinque persone che ha scritto le linee guida, ritiene il contrario. Una volta che hai perforato quegli strati di gradiente, inizi a danneggiare il meccanismo protettivo che il lago deve preservare da solo, dice. Su larga scala diventa seriamente problematico.

Alcuni esperti vedono meno motivi di allarme. Dario Tedesco, un vulcanologo italiano con una vasta conoscenza del lago, mi dice che è improbabile che la quantità di acqua reiniettata sia sufficientemente grande da creare un grave disturbo. Alfred Johny Wüest, capo del gruppo di ricerca di fisica acquatica presso l'Istituto Federale Svizzero di Scienza e Tecnologia Acquatica e un altro membro del comitato dei parlamentari, afferma di aver sbagliato sul lato della cautela, il che significa che anche l'acqua di KivuWatt verrà reiniettata in profondità abbastanza per la sicurezza.

Wüest ha altre preoccupazioni, tuttavia, tra cui il fatto che il progetto potrebbe danneggiare l'ecologia del lago. Questo preoccupa anche alcuni pescatori. La pesca sarà vietata in una zona di esclusione intorno a KivuWatt, ma anche al di fuori di tale zona si potrebbero avvertire la reiniezione dell'acqua di lavaggio e il rumore e le vibrazioni del progetto di estrazione. I pescatori vicino all'impianto pilota KP1 mi hanno detto che le loro catture, principalmente di sardine conosciute come distribuire , sono diminuiti in modo significativo da quando la struttura ha iniziato a funzionare. È difficile isolare la causa lì, tuttavia, poiché un calo distribuire è stato documentato un numero in tutto il lago: un calo legato all'aumento delle barche non regolamentate e all'introduzione di una specie di predatori.

I lavoratori si occupano della fase finale di costruzione della chiatta KivuWatt.

Un ritratto del presidente del Ruanda incombe sui controlli nell'impianto pilota KP1.

La preoccupazione più urgente dal punto di vista energetico è il rendimento della tecnologia di estrazione del gas. Gli autori dei parlamentari stimano che il lago sia in grado di fornire tra 160 e 960 megawatt di capacità di generazione in un periodo di 50 anni. Successivamente, il gas che continua ad accumularsi potrebbe essere sfruttato per un massimo di 100 megawatt di capacità in perpetuo.

Tutto ciò, tuttavia, dipende dall'efficienza del processo di estrazione e dalla tecnologia di conversione dell'energia a terra. KivuWatt dovrebbe estrarre circa due terzi del metano dall'acqua che aspira, con il resto perso durante il processo di separazione e nelle torri di lavaggio. Sebbene parte di quel gas verrà restituito al lago nell'acqua reiniettata e potrebbe teoricamente essere riestratto in un secondo momento, è probabile che si depositi in concentrazioni minori, il che potrebbe rendere antieconomico la cattura. Ma queste proiezioni si basano solo su simulazioni e la reale efficienza non sarà nota fino a quando la chiatta non inizierà a funzionare. In sostanza, il potenziale del lago è ancora molto incerto.

Risultati deludenti potrebbero stimolare le controversie tra il Ruanda e la Repubblica Democratica del Congo. Sebbene i due paesi abbiano firmato un accordo nel 1975 per condividere equamente il metano, il vantaggio del Ruanda nello sfruttamento significa che potrebbe potenzialmente violare le risorse del suo vicino, in particolare se il lago produce meno energia del previsto. (Poiché i livelli di gas nel bacino principale del lago sono uniformi per una data profondità, è impossibile estrarre dalle acque ruandesi senza intaccare la quantità disponibile nella RDC.) I due paesi non hanno esattamente una storia amichevole. Da quando l'attuale governo ruandese ha preso il potere alla fine del genocidio, il Ruanda ha lanciato due volte ribellioni per rovesciare i governi di Kinshasa, una volta con successo. È stato anche implicato nel sostegno di numerose milizie per procura nell'est della RDC, nonché nel diffuso contrabbando di minerali congolesi, tra cui oro, stagno e coltan, un minerale estratto per l'uso nella produzione di elettronica. In questo contesto, qualche preoccupazione, il gas del Kivu potrebbe semplicemente essere un altro mezzo con cui il Ruanda, uno stato piccolo ma altamente organizzato, riesce a trarre profitto a spese del suo vicino più grande e disfunzionale.

Dopo che la chiatta sarà completata, sarà rimorchiata per 13 chilometri sul lago per iniziare ad estrarre gas.

Se il progetto avrà successo, tuttavia, potrebbe aiutare a ricucire le relazioni transfrontaliere. I due paesi, che già condividono l'energia da una centrale idroelettrica al confine a sud del Kivu, hanno da tempo cercato di realizzare un progetto congiunto gas-energia, secondo Augusta Umutoni, capo del Programma di monitoraggio del lago Kivu del Ruanda, un ente governativo che supervisiona il processo di estrazione. Nonostante i capricci della politica, dice, i funzionari dell'energia dei due paesi collaborano bene a livello tecnico. Entrambi, tuttavia, stanno aspettando che il concetto abbia dimostrato di funzionare su scala commerciale.

Con così tante domande in sospeso mentre KivuWatt si prepara per il lancio, è facile dimenticare che KP1, la struttura pilota, è ora al suo ottavo anno di attività. Sebbene il progetto, originariamente concepito per generare cinque megawatt, abbia lottato per anni per produrre più di un singolo megawatt, ora sta generando costantemente tra due e tre, dando alle autorità un leggero aumento di fiducia.

Una sera di febbraio, mi unisco a Olivier Ntirushwa, direttore dello stabilimento di KP1, in un tour della chiatta, che galleggia a un chilometro dalla riva, in vista del confine tra Rwanda e Repubblica Democratica del Congo. Guardando a nord, vedo la città di Goma e il suo irregolare mosaico di luci. Più lontano c'è il cono fumante di Nyiragongo. Oltre al rumore dei macchinari della chiatta, Ntirushwa mi racconta una breve storia del progetto: come ha operato per anni ben al di sotto della capacità; come i recenti miglioramenti al suo separatore abbiano finalmente aumentato la sua potenza. Quando gli chiedo delle sue previsioni per KivuWatt, Ntirushwa dice che non sa molto del progetto, o quanta elettricità potrebbe produrre il lago. Invece, sottolinea come ci si sente a essere coinvolti in un esperimento così alto.

È eccitante perché siamo i pionieri di questa tecnologia, dice mentre fissiamo l'acqua. Nessun altro l'ha mai fatto.

Jonathan W. Rosen è un giornalista con sede a Kigali.

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