ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΣΤΕΡΕΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ

Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού

Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.

Μετά την ολοκλήρωση των μαθημάτων “Έρευνα και Εκμετάλλευση Στερεών Ενεργειακών Πρώτων Υλών”, οι φοιτητές θα είναι σε θέση: • Να κατανοήσουν την προέλευση των ανθράκων, τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζεται ο άνθρακας σε διάφορα περιβάλλοντα σχηματισμού, τις χημικές και φυσικές του ιδιότητες, τις τέσσερις βασικές κατηγορίες κατάταξης των ανθράκων κατά ‘βαθμό’ [όπου ο όρος ‘βαθμός’ αντανακλά τον βαθμό ενανθράκωσης και κυμαίνεται από την χαμηλού βαθμού τύρφη μέχρι τον υψηλού βαθμού μετα-ανθρακίτη]. • Να κατανοήσουν της βασικές έννοιες της Γεωλογίας των ανθράκων και να εξοικειωθούν με την σχετική ορολογία. • Να κατανοήσουν τις βασικές έννοιες της Α.Θ.Δ. (Ανώτερη Θερμογόνος Δύναμη) και Κ.Θ.Δ. (Κατώτερη Θερμογόνος Δύναμη). • Να χαρακτηρίσουν τους άνθρακες βάσει της άμεσης και της προσεγγιστικής ανάλυσης τους. • Να αποκτήσουν τις απαραίτητες γνώσεις του κλάδου της ‘Ανθρακοπετρογραφίας’. • Να γνωρίσουν τις βασικές μεθόδους αναζήτησης και εντοπισμού κοιτασμάτων άνθρακα, να αποκτήσουν γνώση σχετικά με τον σχεδιασμό σύγχρονων ορυχείων, να κατανοήσουν τα γεωλογικά προβλήματα κατά το στάδιο της εξόρυξης. • Να κατανοήσουν τις περιβαλλοντικές πτυχές αυτής της εξόρυξης. • Να γνωρίσουν τα παγκόσμια αποθέματα άνθρακα, την κατανομή των κοιτασμάτων στην Ελλάδα και την Ευρώπη, την παραγωγή άνθρακα και τις χρήσεις του στις αρχές του 21ου αιώνα. • Να γνωρίσουν τις εισαγωγικές έννοιες σε λογισμικά έρευνας και εκμετάλλευσης στερεών ενεργειακών πρώτων υλών. • Να κατανοήσουν τις βασικές εισαγωγικές έννοιες παραγωγής ενέργειας από βιομάζα.

Συνοπτική παρουσίαση του μαθήματος “Έρευνα και Εκμετάλλευση Στερεών Ενεργειακών Πρώτων Υλών”: Πώς σχηματίζεται ο άνθρακας. Η χημεία των Ανθράκων. Κατανόηση της γεωλογίας των Ανθράκων και γεωλογικές δομές. Στρωματογραφία των Ανθράκων και Ανθρακοπετρογραφία. Τύποι κοιτασμάτων και αποθετικά περιβάλλοντα. Έρευνα και αξιολόγηση των κοιτασμάτων. Παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών των κοιτασμάτων άνθρακα υπό το πρίσμα της εξόρυξης τους στα ανθρακωρυχεία. Επισκόπηση της παγκόσμιας βιομηχανίας άνθρακα. Χρήσεις. Εισαγωγή σε θέματα παραγωγής ενέργειας από βιομάζα. Αναλυτικά: Οι τέσσερις κύριες κατηγορίες ορυκτών ανθράκων [τύρφη, λιγνίτες, βιτουμενιούχοι άνθρακες, ανθρακίτης] σχηματίζονται από οργανική ύλη ή κάθε άλλου είδους φυτικά υπολείμματα που αποτίθενται μεταξύ άλλων γεωλογικών σχηματισμών και εξελίσσονται από τα συνδυασμένα αποτελέσματα μικροβιακής δράσης αρχικά, πίεσης και θερμοκρασίας στη συνέχεια, για μια σημαντική χρονική περίοδο. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ενανθράκωση. Τα φυτικά υπολείμματα στο αρχικό περιβάλλον εναπόθεσης σχηματίζουν ένα μαλακό, σπογγώδες ίζημα που ονομάζεται ‘τύρφη’. Οι ιδιότητες του άνθρακα σχετίζονται με τρεις ανεξάρτητες γεωλογικές παραμέτρους, που είναι: ο βαθμός [rank] του άνθρακα, ο οποίος αντανακλά τον βαθμό μεταμόρφωσης στον οποίο υποβάλλεται η αρχική μάζα των φυτικών υπολειμμάτων (τύρφης) κατά τη διάρκεια της ταφής της, η μέγιστη θερμοκρασία στην οποία εκτίθεται και η ποιότητα, η οποία αντικατοπτρίζει την έκταση στην οποία η συσσώρευση των φυτικών υπολειμμάτων παραμένει απαλλαγμένη από μόλυνση από ανόργανο υλικό, συμπεριλαμβανομένων των περιόδων πριν από την ταφή και μετά την ταφή. Στο μάθημα παρουσιάζονται διεξοδικά οι έννοιες της τυρφοποίησης και της ενανθράκωσης, καθώς και οι μέθοδοι εξακρίβωσης του βαθμού ενανθράκωσης. Η κατανόηση των εξελικτικών διαδικασιών της γένεσης των κοιτασμάτων καθώς και της βιομηχανικής αξιοποίησης τους εξετάζονται υπό το πρίσμα της ‘ανθρακοπετρογραφίας’ [coal petrology]. Το μάθημα περιλαμβάνει επίσης τους τρόπους προσδιορισμού της ανώτερης και της κατώτερης θερμογόνου δύναμης, τις χημικές και φυσικές ιδιότητες των ανθράκων, την στοιχειακή και την προσεγγιστική ανάλυση αυτών. Καλύπτονται οι βασικές μέθοδοι έρευνας για την ανακάλυψη κοιτασμάτων ορυκτών ανθράκων και γίνεται αναφορά στα κοιτάσματα ανθράκων στον κόσμο. Γίνεται εισαγωγή σε λογισμικά εξόρυξης στερεών καυσίμων. Γίνεται εισαγωγή σε θέματα παραγωγής ενέργειας από βιομάζα. Τέλος, παρουσιάζονται και αναλύονται όλες οι χρήσεις των ανθράκων και τα περιβαλλοντικά θέματα από την εξόρυξη και αξιοποίηση τους. 1) Ημερήσια Άσκηση Πεδίου με αντικείμενο “Έρευνα και Εκμετάλλευση Στερεών Ενεργειακών Πρώτων Υλών” 2) Περιοχή υλοποίησης άσκησης: Λιγνιτικό Κέντρο Δυτικής Μακεδονίας (Πτολεμαΐδα) 3) Περιεχόμενο Άσκησης Πεδίου: Για την αρτιότερη εκπαίδευση των φοιτητών αρχικά πραγματοποιείται επίσκεψη στο Εκθεσιακό Κέντρο της ΔΕΗ, ακολουθεί μελέτη μετώπου εξόρυξης, παρακολούθηση όρυξης γεώτρησης με λήψη πυρήνα, ξενάγηση σε Ατμοηλεκτρικό Σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας [ΑΗΣ] και επίσκεψη σε εργαστήριο χημικών αναλύσεων και εκτέλεσης ειδικών δοκιμών. 4) Μαθησιακά Αποτελέσματα: Η άσκηση πεδίου στις εγκαταστάσεις του Λιγνιτικού Κέντρου Δυτικής Μακεδονίας στην Πτολεμαΐδα, αποτελεί ένα από τα καλύτερα εργαλεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να προσφέρουν σε κάθε Φοιτητή πραγματικές εμπειρίες από την Βιομηχανία εξόρυξης και αξιοποίησης των στερεών καυσίμων και ειδικότερα του Ελληνικού λιγνίτη. Οι φοιτητές αποκτούν πρόσβαση σε ένα εργασιακό περιβάλλον το οποίο δεν είναι διαθέσιμο στις ακαδημαϊκές αίθουσες, με σημαντικό ακαδημαϊκό αντίκτυπο και προσφορά νέων κινήτρων στους φοιτητές. 5) Μέθοδος Αξιολόγησης Φοιτητών: Δεν γίνεται αξιολόγηση των Φοιτητών ξεχωριστά από το μάθημα.

Γεωλογία ανθράκων. Τυρφοποίηση και ενανθράκωση. Κατάταξη των ανθράκων κατά βαθμό: τύρφη, λιγνίτες, βιτουμενιούχοι άνθρακες, ανθρακίτης. Μέθοδοι έρευνας κοιτασμάτων και τεχνικές αξιολόγησης των αποθεμάτων. Θερμογόνος δύναμη, στοιχειακή και προσεγγιστική ανάλυση. Τεχνικές εξόρυξης, χρήσεις και περιβαλλοντικά θέματα. Βιομάζα και παραγωγή ενέργειας.

10-03-2020