Obiettivi formativi
Al termine del corso, lo studente:
- (D1) avrà acquisito i concetti fondamentali di energia, entropia e reversibilità;
- (D2) sarà in grado di discutere in modo scientifico di transizione ecologica ed economia circolare;
- (D3) avrà sviluppato autonomia di giudizio relativamente alla sostenibilità ambientale di diverse tipologie di tecnologie energetiche;
- (D4) avrà acquisito un linguaggio scientifico che permetterà di esprimere i contenuti del corso in modo chiaro e lineare tanto allo specialista quanto al non-specialista;
- (D5) saprà distinguere i "miti" dalla Scienza nel parlare di energia e transizione ecologica.
Prerequisiti
Non sono richiesti prerequisiti particolari
Contenuti dell'insegnamento
1. Che cos’è l’energia
2. Che cos’è l’entropia
3. Emergia, exergia e la sostenibilità ambientale
4. Tecnologie energetiche rinnovabili e non rinnovabili
5. Transizione ecologica
6. Economia lineare ed economia circolare
7. Tecnologie per la riduzione dei consumi energetici
Programma esteso
-Equilibrio termodinamico, legge zero della termodinamica, temperatura, energia, energia disponibile, prima legge della termodinamica, fonti energetiche primarie, fonti energetiche secondarie, seconda legge della termodinamica, entropia, fonti rinnovabili, fonti non rinnovabili, fonti sostenibili;
-Tassonomia EU delle attività sostenibili, potenza elettrica ed energia elettrica, capacità installata, fattore di capacità, carico di base, energy storage, batterie agli ioni di litio, batterie a flusso redox, aria compressa, idrogeno gassoso, fotosintesi artificiale;
-I colori dell'idrogeno, Comunità Europea e idrogeno, Italia e idrogeno, effetto serra naturale, gas serra naturali, effetto serra antropico, gas climalteranti, equivalenti di anidride carbonica, CO2,N2O, CH4, SF6, accordo di Parigi;
-Primi motori solari, effetto fotoelettrico, storia del fotovoltaico, pannelli solari termici, pannelli fotovoltaici, pannelli solari termodinamici, il costo livellato dell'elettricità, energia eolica ed aerogeneratori, centrali eoliche offshore;
-Energia idroelettrica, storia dell'idroelettrico, impianti ad acqua fluente, impianti con diga, impianti ad accumulo, potenziale idrico installato, problemi dell'idroelettrico, biomasse,biocombustibili di prima, seconda e terza generazione;
-Energia da correnti marine, idrogeneratori, fissione e fusione nucleare, il tokamak, lo stellarator, disastri nucleari, uranio-235, uranio-238, barre di controllo;
-Moderatori per fissione, energia elettrica dal nucleare, nucleare sostenibile, scorie nucleari, depositi geologici, riciclo delle scorie nucleari, tipi di scorie, disponibilità di uranio in natura, costi e tempi per costruzione reattori nucleari, nucleare di nuova generazione, reattori SMR, reattori a neutroni veloci, torio;
-Energia geotermica, centrali elettriche geotermiche, geotermico per uso diretto, energia dalle maree, tonnellate equivalenti di petrolio, OLED;
-Impronta ecologica, biocapacità, deficit ecologico, riserva ecologica, ettaro globale, Earth Overshoot Day, economia circolare, Antropocene;
-Sviluppo sostenibile e transizione ecologica.
Bibliografia
N. Armaroli, V. Balzani, Energia per l'astronave Terra, Zanichelli (2017)
G. Saracco, Chimica Verde 2.0, Zanichelli (2017)
Con la giusta energia, Gribaudo (2022) S. Angioni
A conceptual guide to thermodynamics, Wiley (2014) B. Poirier
note di lezione rese disponibili agli studenti
Metodi didattici
Il corso prevede 24 ore di lezioni frontali, durante le quali gli studenti vengono guidati nella comprensione di cosa siano energia e transizione ecologica da un punto di vista scientifico. Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate con cadenza settimanale sulla piattaforma Elly. Le registrazioni delle lezioni verranno caricate sulla piattaforma Elly e sul canale YouTube del corso.
Modalità verifica apprendimento
L'esame consiste in un colloquio (esame orale, 30-40 minuti). Il colloquio è condotto per verificare l'acquisizione dei concetti discussi durante il corso (vedi programma del corso). Il colloquio è valutato con scala 0-30. La lode viene assegnata nel caso di ottima padronanza del lessico disciplinare. Il voto viene comunicato immediatamente al termine del colloquio stesso.
