Le grand pari du gaz du lac Kivu

C'est un vendredi après-midi du côté rwandais du lac Kivu, et dans ce qui était autrefois une crique tranquille, une entreprise audacieuse prend forme.

Flottant juste au large, comme un cygne mécanique géant, se trouve une plate-forme d'extraction de gaz presque achevée : 3 000 tonnes de béton et d'acier inoxydable qui commenceront bientôt à capturer une ressource qui ne se trouve à cette échelle dans aucun autre lac du monde. Environ 60 milliards de mètres cubes de méthane et 300 milliards de mètres cubes de dioxyde de carbone sont dissous dans le Kivu, qui chevauche la frontière du Rwanda et de la République démocratique du Congo (RDC). Les gaz, qui proviennent de l'activité volcanique à proximité et des bactéries qui décomposent la matière organique du lac, représentent à la fois un danger et un potentiel économique.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de mai 2015

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S'il est extrait, le méthane du Kivu pourrait être utilisé pour ajouter jusqu'à 960 mégawatts de capacité de production d'électricité, soit plus de six fois ce que le Rwanda a actuellement. Pour le Rwanda et l'est de la RDC, qui sont confrontés à des pénuries d'électricité paralysantes et à des options limitées pour étendre leurs réseaux électriques, cela pourrait changer la donne économique, soutenir de nouvelles industries et offrir une chance de réduire la pauvreté criante. Si l'extraction est effectuée correctement et que les pays peuvent coopérer, cela pourrait même contribuer à améliorer leurs relations difficiles et à faire progresser la stabilité dans une région longtemps en proie à des troubles.

Un inspecteur de la sécurité examine la nouvelle barge à terre à Kibuye, au Rwanda.

Tout aussi critique, l'élimination du méthane du Kivu peut empêcher une éventuelle catastrophe. Avec l'augmentation des concentrations de méthane, les scientifiques préviennent que le Kivu connaîtra éventuellement un phénomène mortel connu sous le nom de renversement. Aussi connu sous le nom d'éruption limnique, un renversement peut se produire si la pression des gaz dans un lac dépasse la pression de l'eau à une profondeur donnée, provoquant une réaction en chaîne qui les libère avec des résultats violents. Seules deux éruptions limniques sont connues pour s'être produites dans l'histoire enregistrée, toutes deux dans de petits lacs du Cameroun dans les années 1980. Dans le plus meurtrier des deux épisodes, au lac Nyos en 1986, plus de 1 700 personnes ont été asphyxiées lorsqu'un nuage de dioxyde de carbone, qui a éclaté du lac avec une fontaine d'eau de 100 mètres, s'est répandu jusqu'à 25 kilomètres du rivage. . Le Kivu contient mille fois plus de gaz que le Nyos : si même une partie s'échappait de cette façon, plus de deux millions de personnes vivant près de ses côtes seraient en danger.

Au Kivu, c'est le méthane, plutôt que le dioxyde de carbone, qui est le plus susceptible de déclencher une éruption de gaz. Cela ajoute de l'urgence à la perspective d'exploiter son potentiel énergétique, ce que le Rwanda et la RDC cherchent depuis longtemps à faire. Après des décennies de peu ou pas de progrès, les efforts d'extraction de gaz dans les deux pays ont finalement pris de l'ampleur. Lors de ma visite au lac en février, plus d'une centaine de travailleurs en gilet orange mettaient la touche finale à la première phase de KivuWatt, un projet de 200 millions de dollars appartenant à la société énergétique américaine Contour Global. Le premier projet d'énergie au gaz à l'échelle industrielle du lac, il devrait ajouter 25 mégawatts de capacité de production d'ici le milieu de cette année et éventuellement passer à 100. Une autre société américaine, Symbion Power, devrait commencer la construction d'un 50 -projet mégawatt du côté rwandais du lac d'ici la fin de l'année. Dans la lointaine capitale de la RDC, Kinshasa, le ministère des Hydrocarbures examine actuellement les offres pour la première concession gazière du Kivu de ce pays.

Faire sortir le gaz correctement, cependant, sera délicat. Bien que le gouvernement rwandais exploite une centrale électrique pilote au gaz au bord du lac depuis 2008, le processus d'extraction est nouveau et n'a été effectué qu'à une très petite échelle. Alors que la plupart des experts conviennent que le méthane du lac doit être empêché de s'accumuler davantage afin d'éviter une catastrophe d'ici la fin du siècle, quelques-uns avertissent que certains processus d'extraction pourraient perturber la stratification naturelle qui maintient la majeure partie des gaz piégés dans les eaux profondes. . Les entreprendre pourrait augmenter, plutôt qu'atténuer, le risque d'éruption de gaz. Jusqu'à ce qu'une opération d'extraction à grande échelle ait commencé, on ne sait pas non plus avec quelle efficacité la technologie fonctionnera et quelle quantité d'électricité Kivu produira finalement.

Nous sommes très curieux de voir comment notre processus fonctionne, déclare Jarmo Gummerus, un ingénieur finlandais et responsable national de KivuWatt pour le Rwanda. Très bientôt nous aurons une bien meilleure idée du potentiel de ce lac.

Booster le réseau

A trois heures de voiture sur des routes sinueuses depuis KivuWatt, la capitale rwandaise, Kigali, ne semble pas être une ville en pleine crise énergétique. Au cours des 21 années qui se sont écoulées depuis le génocide rwandais, au cours duquel environ 800 000 personnes ont été tuées, la ville d'un million s'est transformée d'un marigot infesté de cadavres en une métropole moderne bien rangée. Aujourd'hui, Kigali est une ville aux rues lisses bordées d'arbres, aux tours de bureaux qui poussent et aux lotissements de style américain qui s'étendent jusqu'aux collines environnantes. C'est aussi le moteur d'une économie rwandaise qui a connu une croissance moyenne de 8 % par an au cours de la dernière décennie, l'un des taux les plus élevés au monde.

Cependant, à mesure que le Rwanda et sa capitale se sont développés, le réseau électrique du pays a eu du mal à suivre le rythme. Bien que la capacité installée ait doublé au cours des cinq dernières années, elle reste à peine de 156 mégawatts. Aujourd'hui, près de 80 % des 12 millions d'habitants du Rwanda, dont la grande majorité des résidents ruraux, n'ont toujours pas de connexion au réseau. Les familles et les entreprises qui ont de l'électricité, quant à elles, sont confrontées à certains des prix de l'électricité les plus élevés de la région, en partie parce que près d'un tiers de l'électricité du pays est générée à partir de diesel et de mazout lourd importés, qui arrivent par camion depuis le Kenya et la Tanzanie. Selon la Banque mondiale, les entreprises rwandaises paient en moyenne 24 cents par kilowattheure, contre 15 cents au Kenya et 17 cents en Ouganda. L'utilisateur industriel moyen aux États-Unis paie moins de sept cents.

Le Kivu, à 1 460 mètres d'altitude, fait partie d'un système de lacs le long de la vallée du Grand Rift.

Dans l'espoir de réduire sa pauvreté généralisée et de renforcer sa petite base industrielle, le Rwanda s'est fixé des objectifs d'électrification ambitieux. La deuxième stratégie de développement économique et de réduction de la pauvreté du pays, lancée en 2013, prévoyait une expansion presque quadruple du réseau électrique, à 563 mégawatts, d'ici la fin de 2017. Compte tenu des contraintes financières et des ressources énergétiques nationales limitées, cependant, cela sera difficile à réaliser. retirer. Mis à part KivuWatt, le seul projet énergétique important en voie d'achèvement est une centrale de 15 mégawatts qui brûlera de la tourbe. Bien que les travaux aient commencé sur une autre installation de tourbe de 80 mégawatts et que le financement soit en cours pour deux projets hydroélectriques régionaux à grande échelle, il n'est pas clair s'il y en aura sur le réseau d'ici l'objectif de 2017. Le Rwanda pourrait également disposer d'importantes ressources géothermiques, si les études préliminaires sont correctes, mais deux puits d'exploration forés en 2013 se sont révélés vides. Et bien que le Rwanda ait récemment inauguré le premier champ solaire à grande échelle d'Afrique de l'Est et que les autorités s'efforcent d'installer des installations solaires hors réseau dans les maisons rurales, les écoles et les hôpitaux, il est peu probable que l'énergie solaire puisse répondre à une part importante des demandes de l'industrie. En désespoir de cause, le Rwanda pourrait bientôt devenir un important importateur d'électricité. Selon le ministère de l'Infrastructure, des arrangements sont en cours pour acheter 30 mégawatts au Kenya cette année et, éventuellement, jusqu'à 400 mégawatts à l'Éthiopie.

De l'autre côté de la frontière, dans la partie orientale de la République démocratique du Congo (anciennement connue sous le nom de Zaïre), la crise de l'électricité est encore plus aiguë. La RDC, un pays de 77 millions d'habitants sur un territoire à peu près de la taille de l'Europe occidentale, contient d'importantes ressources hydroélectriques. Si elles sont pleinement exploitées, les chutes Inga du fleuve Congo pourraient produire environ 40 000 mégawatts, soit près de deux fois la capacité de la plus grande centrale électrique du monde, le barrage des Trois Gorges en Chine. Aujourd'hui, cependant, le réseau vieillissant de la RDC a une capacité installée de seulement 2 400 mégawatts, dont environ la moitié est régulièrement indisponible en raison du mauvais état de l'infrastructure de transmission. Dans l'est déchiré par la guerre, le pouvoir est particulièrement limité. Goma, la plus grande ville du lac Kivu, a une capacité disponible de moins de cinq mégawatts – une maigre quantité pour une ville d'un million d'habitants et une situation, selon certains, qui contribue à favoriser les conflits. Selon Bantu Lukambo, un militant écologiste basé à Goma, si le renforcement du réseau électrique de l'est du Congo peut stimuler le développement des industries, cela réduirait l'attrait des dizaines de groupes armés de la région, qui attirent les jeunes sans autre perspective d'emploi. De plus, dit-il, plus de développement pourrait affaiblir le marché du charbon de bois illicite, un commerce qui génère des millions de dollars par an pour les milices locales et conduit à une déforestation massive.

Les gaz du lac entreront dans le tube gris en acier inoxydable pour être séparés.

Les volcans responsables d'une grande partie du gaz du Kivu dominent Goma et ses environs. En 2002, une éruption du Nyiragongo, un volcan situé à 20 kilomètres au nord de la ville, a détruit un cinquième de la ville, laissant des dizaines de milliers de personnes sans abri et déposant de la lave qui est toujours utilisée comme matériau de construction. Sur une route à l'ouest de la ville, Mathieu Yalire, géochimiste en chef à l'Observatoire du volcan Goma géré par le gouvernement, me montre plusieurs dépressions connues pour contenir des suintements mortels de dioxyde de carbone qui sont concentrés près du sol aux bords des coulées de lave passées et asphyxient parfois les enfants . A l'école primaire de Kasinga, dans la ville de Sake, à 25 kilomètres à l'ouest de Goma, le proviseur Batchoka Lubungo nous montre une photo, affichée sur le mur de son bureau, d'une jeune victime.

Un matin, nous avons trouvé le garçon mort là-bas, dit-il en désignant une zone de danger connue juste devant sa fenêtre. Nous gardons cette image ici comme un avertissement aux étudiants.

La présence de mazuku est un rappel du potentiel du lac Kivu à semer le désastre. Mais le dioxyde de carbone n'est pas le seul danger. La géochimie du lac est inhabituelle, en grande partie à cause des sources subaquatiques locales qui absorbent le dioxyde de carbone du sol volcanique de la région et alimentent le gaz dans les eaux les plus profondes du Kivu. Une grande partie du méthane provient de la décomposition de la matière organique ; le reste provient soit du sol volcanique, soit de bactéries convertissant le dioxyde de carbone en méthane. Surtout, ces sources sont salines, tandis que les sources d'eau alimentant les couches supérieures du lac sont fraîches. Étant donné que l'eau salée est beaucoup plus dense que l'eau douce, cela crée des gradients de densité qui empêchent les gaz de se diffuser vers le haut et dans l'atmosphère. Bien que cette stratification soit stable à l'heure actuelle, l'accumulation de gaz qu'elle permet aurait conduit à des éruptions limniques dans un passé lointain. Si rien n'est fait, il est probable qu'il le fera à l'avenir.

En haut : les femmes font sécher de minuscules sambaza, ou sardines.
En bas : Un panneau à Kibuye explique KivuWatt.

Pourtant, beaucoup de choses sur ce risque restent incertaines. Des études sur les sédiments du Kivu suggèrent que le lac a connu au moins cinq renversements au cours des 6 000 dernières années. Il n'est pas clair, cependant, si ces événements ont impliqué toutes les couches d'eau du lac, libérant ainsi tout son gaz, ou seulement des parties de ses couches supérieures. De plus, bien que des mesures récentes aient montré que la concentration de méthane augmente - à un rythme qui pourrait amener le gaz près de la saturation d'ici la fin du siècle - on ne sait pas encore pourquoi cela se produit ou si cela va continuer. Pour compliquer les choses, le Kivu se compose de cinq bassins différents de profondeurs variables, chacun avec des propriétés physiochimiques distinctes.

Il est clair, cependant, qu'une éruption dans le bassin principal du Kivu pourrait provoquer une catastrophe aux proportions apocalyptiques. Si tout le méthane et le dioxyde de carbone actuellement dissous au Kivu étaient rejetés dans l'atmosphère, ils couvriraient tout le lac d'un nuage de gaz de plus de 100 mètres d'épaisseur. Si même une petite fraction du gaz devait s'échapper, cela pourrait étouffer des villes entières le long de la rive du lac. Cela peut se produire si l'eau à une profondeur donnée devient complètement saturée de gaz et est soulevée par un gros tremblement de terre, une éruption volcanique ou une autre perturbation externe à une profondeur où la pression de l'eau n'est pas assez élevée pour maintenir le gaz dissous.

Extraction

Quelle que soit l'ampleur des risques d'éruption du Kivu, son méthane présente depuis longtemps un intérêt commercial. De 1963 à 2006, la brasserie Bralirwa, au bord du lac, a alimenté ses chaudières avec du méthane extrait à 800 mètres au large. Dans les années 1980, des chercheurs néerlandais ont exploité l'excès de gaz de Bralirwa pour alimenter une flotte de voitures, bien que le projet ait finalement échoué. Au début des années 1990, les efforts transfrontaliers visant à utiliser le gaz pour l'électricité avaient commencé à prendre de l'ampleur, mais les progrès ont été interrompus par le génocide rwandais et les guerres qui ont suivi dans l'est du Congo. Finalement, avec le retour de la stabilité au Rwanda, le gouvernement de Kigali a conclu un partenariat avec une entreprise écossaise pour construire une petite installation pilote sur le lac. La centrale, connue sous le nom de KP1, a commencé à fonctionner par intermittence en 2008 et produit quelques mégawatts d'électricité. Un autre projet a brièvement produit 2,4 mégawatts en 2010, mais l'équipement a été retiré du lac après avoir été endommagé lors d'une tempête.

KivuWatt est la première tentative d'extraction de gaz à grande échelle du pays. Même si sa technologie est nouvelle, le concept est relativement simple. Une barge sera ancrée au lit du lac à 13 kilomètres au large, où quatre tuyaux en plastique puiseront l'eau à 350 mètres sous la surface. Au fur et à mesure que l'eau monte, des bulles de méthane et de dioxyde de carbone commencent à se former; finalement, environ 80 % du méthane et 40 % du dioxyde de carbone seront siphonnés à l'intérieur d'une chambre horizontale souterraine connue sous le nom de séparateur. De là, l'eau partiellement dégazée sera réinjectée profondément dans le lac, et le gaz - à ce stade, environ 30 % de méthane et 70 % de dioxyde de carbone, avec des traces de sulfure d'hydrogène - continuera vers le haut dans l'une des quatre tours de la barge. . Ici, l'eau de lavage prélevée à une profondeur de 40 mètres sera mélangée au gaz pour éliminer autant que possible le dioxyde de carbone restant. Cette eau sera renvoyée à une profondeur de 60 mètres, suffisamment peu profonde pour qu'une partie du dioxyde de carbone finisse par se diffuser dans l'atmosphère. Le produit final, un gaz composé d'environ 85 % de méthane, sera ensuite pressurisé et envoyé à une centrale électrique à terre.

Pour une région qui a tant besoin d'électricité, le gaz du Kivu est une proposition attrayante. Selon Gummerus, l'ingénieur qui supervise le projet, KivuWatt vendra l'électricité produite dans sa première phase à la compagnie publique rwandaise pour moins de 15 cents le kilowattheure. C'est compétitif avec les taux attendus des prochains projets de tourbe du pays et moins de la moitié du coût de l'électricité produite à partir de combustibles fossiles importés. (Plus tard, le taux devrait tomber à moins de 12 cents par kilowattheure.)

Aussi souhaitable que puisse paraître le projet pour des raisons à la fois économiques et de sécurité, il pourrait cependant poser des risques environnementaux, notamment la possibilité que les opérations de dégazage modifient la structure et les propriétés du lac.

Des enfants de pêcheurs jouent autour des bateaux de pêche au large de Gisenyi.

Selon les prescriptions de gestion pour le développement des ressources en gaz du lac Kivu, un document de 2009 - connu sous le nom de MP - que le Rwanda et la RDC ont adopté comme lignes directrices générales pour l'extraction du gaz, les risques ont moins à voir avec l'extraction du gaz lui-même qu'avec la réinjection de l'eau dégazée. Étant donné que les eaux profondes riches en méthane du Kivu sont salines, denses et abondantes en nutriments, leur libération près de la surface pourrait endommager l'écosystème du lac et affaiblir sa stratification de densité. Pour atténuer ces risques, le rapport dicte que toute l'eau extraite de la zone de ressources en eau profonde du lac soit réinjectée à au moins 260 mètres sous la surface afin qu'elle reste sous une pression suffisante. Cependant, comme la conception de KivuWatt a été approuvée avant la publication du rapport, le projet n'est pas soumis à cette exigence et son eau dégazée sera renvoyée au-dessus de ce niveau, à une profondeur de 240 mètres. Bien que cette distinction puisse sembler triviale, Philip Morkel, un ingénieur sud-africain et membre du comité d'experts de cinq personnes qui a rédigé les lignes directrices, pense le contraire. Une fois que vous percez à travers ces couches de gradient, vous commencez à endommager le mécanisme de protection que le lac doit se préserver, dit-il. A grande échelle, cela devient sérieusement problématique.

Certains experts voient moins de raisons de s'alarmer. Dario Tedesco, un volcanologue italien ayant une connaissance approfondie du lac, me dit que la quantité d'eau réinjectée ne sera probablement pas assez importante pour créer une perturbation grave. Alfred Johny Wüest, chef du groupe de recherche en physique aquatique à l'Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques et autre membre du comité des députés, dit qu'il a péché par excès de prudence, ce qui signifie que même l'eau de KivuWatt sera réinjectée en profondeur suffisant pour la sécurité.

Wüest a cependant d'autres préoccupations, notamment que le projet pourrait nuire à l'écologie du lac. Cela inquiète aussi certains pêcheurs. La pêche sera interdite dans une zone d'exclusion autour de KivuWatt, mais même en dehors de cette zone, la réinjection des eaux de lavage et les bruits et vibrations du projet d'extraction pourraient être perceptibles. Des pêcheurs près de l'usine pilote KP1 m'ont dit que leurs prises, principalement de sardines dites distribuer , ont considérablement diminué depuis la mise en service de l'installation. Il est cependant difficile d'en isoler la cause puisqu'une baisse de distribuer des nombres ont été documentés à travers le lac - un déclin lié à une augmentation des bateaux non réglementés et à l'introduction d'une espèce prédatrice.

Des ouvriers assistent à la phase finale de construction de la barge KivuWatt.

Un portrait du président rwandais plane sur les contrôles de l'usine pilote KP1.

La préoccupation la plus urgente d'un point de vue énergétique est la performance de la technologie d'extraction du gaz. Les auteurs des députés estiment que le lac est capable de fournir entre 160 et 960 mégawatts de capacité de production sur une période de 50 ans. Après cela, le gaz qui continue de s'accumuler pourrait être exploité jusqu'à 100 mégawatts de capacité à perpétuité.

Cependant, tout cela dépend de l'efficacité du processus d'extraction et de la technologie de conversion d'énergie à terre. KivuWatt devrait extraire environ les deux tiers du méthane de l'eau qu'il puise, le reste étant perdu lors du processus de séparation et dans les tours de lavage. Bien qu'une partie de ce gaz soit renvoyée au lac dans l'eau réinjectée et puisse théoriquement être réextraite à une date ultérieure, il est probable qu'il se dépose à des concentrations plus faibles, ce qui pourrait rendre son captage peu économique. Mais ces projections ne sont basées que sur des simulations, et l'efficacité réelle ne sera connue que lorsque la barge commencera à fonctionner. Essentiellement, le potentiel du lac est encore très incertain.

Des résultats décevants pourraient alimenter des différends entre le Rwanda et la République démocratique du Congo. Bien que les deux pays aient signé un accord en 1975 pour partager le méthane à parts égales, l'avance du Rwanda dans l'exploitation signifie qu'il pourrait potentiellement empiéter sur la ressource de son voisin, en particulier si le lac produit moins d'énergie que prévu. (Parce que les niveaux de gaz dans le bassin principal du lac sont uniformes sur une profondeur donnée, il est impossible d'extraire des eaux rwandaises sans affecter la quantité disponible en RDC.) Les deux pays n'ont pas exactement une histoire amicale. Depuis que l'actuel gouvernement rwandais a pris le pouvoir à la fin du génocide, le Rwanda a lancé à deux reprises des rébellions pour renverser les gouvernements à Kinshasa, une fois avec succès. Il a également été impliqué dans le soutien de nombreuses milices par procuration dans l'est de la RDC ainsi que dans la contrebande généralisée de minerais congolais, notamment l'or, l'étain et le coltan, un minerai extrait pour être utilisé dans la fabrication de produits électroniques. Dans ce contexte, certains s'inquiètent, le gaz du Kivu pourrait simplement être un autre moyen par lequel le Rwanda, un petit État pourtant très organisé, parvient à tirer profit aux dépens de son voisin plus grand et dysfonctionnel.

Une fois la barge terminée, elle sera remorquée sur 13 kilomètres jusqu'au lac pour commencer l'extraction du gaz.

Si le projet réussit, cependant, il pourrait aider à réparer les relations transfrontalières. Les deux pays, qui partagent déjà l'électricité d'une centrale hydroélectrique située à leur frontière au sud du Kivu, cherchent depuis longtemps à mettre en œuvre un projet conjoint de conversion du gaz en électricité, selon Augusta Umutoni, responsable du Programme de surveillance du lac Kivu au Rwanda, un organisme gouvernemental qui supervise le processus d'extraction. Malgré les aléas de la politique, dit-elle, les responsables de l'énergie des deux pays collaborent bien au niveau technique. Cependant, les deux attendent que le concept ait prouvé son efficacité à l'échelle commerciale.

Avec tant de questions persistantes alors que KivuWatt se prépare pour le lancement, il est facile d'oublier que KP1, l'installation pilote, est maintenant dans sa huitième année de fonctionnement. Bien que le projet, conçu à l'origine pour générer cinq mégawatts, ait eu du mal à produire plus d'un mégawatt pendant des années, il en génère désormais entre deux et trois, ce qui donne aux autorités un léger regain de confiance.

Un soir de février, je rejoins Olivier Ntirushwa, le directeur de l'usine de KP1, pour une visite de la barge, qui flotte à un kilomètre du rivage, en vue de la frontière Rwanda-RDC. En regardant vers le nord, je vois la ville de Goma et son patchwork erratique de lumières. Plus loin se trouve le cône fumant du Nyiragongo. Par-dessus le bruit des machines de la barge, Ntirushwa me donne un bref historique du projet : comment il a fonctionné bien en dessous de sa capacité pendant des années ; comment les récentes améliorations apportées à son séparateur ont finalement augmenté sa puissance de sortie. Quand je lui pose des questions sur ses prédictions pour KivuWatt, Ntirushwa dit qu'il ne sait pas grand-chose sur le projet, ni sur la quantité d'électricité que le lac pourrait éventuellement produire. Au lieu de cela, il souligne ce que cela fait d'être impliqué dans une expérience aussi risquée.

C'est excitant parce que nous sommes les pionniers de cette technologie, dit-il alors que nous regardons l'eau. Personne d'autre n'a jamais fait ça.

Jonathan W. Rosen est un journaliste basé à Kigali.

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