78498 - ENERGIA, IDROCARBURI E AMBIENTE T

Scheda insegnamento

  • Docente Paolo Macini

  • Crediti formativi 6

  • SSD ING-IND/30

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza

  • Lingua di insegnamento Italiano

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Energia pulita e accessibile Industria, innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili Agire per il clima

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di fornire allo studente gli strumenti di base per un'analisi critica delle interazioni tra la produzione e il trasporto delle principali fonti energetiche primarie (in particolare greggio, gas naturale, energia geotermica) e l'ambiente. Il corso analizza le tipicità e le principali problematiche ambientali e di sostenibilità delle varie fonti energetiche (comprese le rinnovabili), le problematiche degli idrocarburi non convenzionali, la sicurezza ambientale dell'industria petrolifera e i problemi di trasporto e stoccaggio del gas naturale e della CO2 nel sottosuolo.

Programma/Contenuti

Prerequisiti e Propedeuticità consigliate

L’allievo che accede a questo insegnamento conosce e sa utilizzare le conoscenze di base della chimica, della fisica, della geologia e dell’idraulica. Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando l’esame di Chimica e Chimica Applicata, Geologia e Geologia Applicata, Idraulica, Fisica Generale e Fisica Tecnica Ambientale. Inoltre, padroneggia con sicurezza i metodi dell’analisi matematica e del calcolo delle probabilità a livello universitario, insieme all’utilizzo del Sistema Internazionale di unità di misura.

Tutte le lezioni sono tenute in Italiano. È quindi necessaria un’ottima comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

Obiettivi Formativi

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base per un’analisi critica delle peculiarità tecniche e organizzative dei comparti industriali di produzione delle fonti energetiche primarie (greggio, gas, carbone, energia geotermica, nucleare, energia eolica, solare, biomasse) e delle conseguenti interazioni tra consumo di energia e conservazione dell’ambiente. In particolare, lo studente è in grado di:

- Esaminare autonomamente i vari aspetti della gestione tecnologica, ambientale e di sicurezza nell’ambito delle attività industriali di produzione e trasporto delle fonti energetiche primarie.

- Eseguire una valutazione comparata tra le attività e le interazioni ambientali relative a progetti o installazioni industriali del suddetto settore.

- Valutare criticamente le principali tipologie di impatto ambientale atteso (anche in termini di costi/benefici) e i principali requisiti di sicurezza di tali progetti.

Programma

Il concetto fisico di energia/lavoro, rendimento, efficienza energetica, potenza e relative unità di misura del Sistema Internazionale. Concetto di energia primaria, energia secondaria, energia finale, energia utile. Analisi comparativa e scenari di produzione e distribuzione delle principali fonti di energia primaria. Le fonti energetiche fossili: petrolio greggio, gas naturale, carbone. Il panorama energetico italiano e mondiale relativo all’utilizzo di combustibili fossili. Il Bilancio Energetico Nazionale (BEN).

Gli idrocarburi nel mondo: consumi e definizione delle riserve. Cenni al prezzo del petrolio e ai fondamentali del mercato energetico. Le fasi industriali dei progetti di esplorazione, produzione e sviluppo di giacimenti di idrocarburi. Legislazione italiana relativa al rilascio dei titoli minerari: normative di sicurezza e studi di impatto ambientale. La sicurezza dell’industria petrolifera a terra e a mare: cenni alla legislazione italiana.

Il petrolio greggio, il gas naturale e il carbone: proprietà, usi, trasporto e problematiche ambientali. Produzione di energia da centrali termoelettriche a gas naturale e a carbone.

Il dilemma del nucleare: principi e problematiche della generazione elettrica da fonte nucleare.

Le fonti energetiche rinnovabili/alternative/sostenibili/durevoli: i fondamenti della tecnologia e dell’industria della generazione eolica, solare (applicazioni termiche e fotovoltaiche), idroelettrica e delle biomasse/bioenergie.

La produzione di energia geotermica da serbatoi ad alta media e bassa entalpia; prospettive attuali e future delle tecniche di geoscambio in ambito civile e industriale.

L’industria del gas naturale: stoccaggio nel sottosuolo, trasporto in condotta e fondamenti dell’industria LNG (Liquified Natural Gas). Trasporto del greggio in condotta e via mare; problemi di sicurezza e meccanismi di dispersione del greggio in mare. Gli idrocarburi non convenzionali e la rivoluzione dello shale gas.

L’impatto sul clima delle fonti fossili, la possibile mitigazione dell’effetto serra e le tecniche di cattura e stoccaggio geologico della CO2. Studio della subsidenza del suolo indotta dalla produzione di fluidi del sottosuolo. Accettabilità sociale della produzione degli idrocarburi.

Testi/Bibliografia

Dispense redatte dal Docente.

Maugeri L: Con tutta l’energia possibile, Sperling & Kupfer, Milano, 2011.

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula. Attività seminariali svolte da professionisti del mondo industriale o da esperti nel campo della ricerca. Possibili visite a impianti del settore energetico. Le lezioni saranno integrate da esercitazioni pratiche e discussioni su temi di attualità nel campo energetico, allo scopo di sviluppare il senso critico degli studenti, di riconoscere e valorizzare l’interdisciplinarità con altre materie di studio, al fine di delineare le soluzioni ingegneristiche più efficaci volte a risolvere i problemi teorici, tecnici e di gestione industriale affrontati durante le lezioni frontali.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale scritto, volto a valutare le capacità critiche e metodologiche maturate dallo studente, e ad accertare la conoscenza degli aspetti tecnologici e di gestione industriale presentati a lezione e illustrati nel materiale di studio. L’esame consiste nello svolgimento di una prova scritta (della durata di circa 2 ore senza l’aiuto di appunti, libri o supporti informatici), composta di norma da 2 quesiti a risposta aperta (a svolgimento sintetico, massimo 1 pagina di testo per ogni risposta), e di una serie di quesiti a risposta multipla (orientativamente tra 20 e 25 quesiti, alcuni dei quali potranno presentare semplici elementi di calcolo). La valutazione finale è composta dal risultato dei quesiti a risposta aperta e dal risultato dei quesiti a risposta multipla.

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell’insegnamento. Particolarmente valutate saranno le capacità dello studente di sapersi muovere anche all’interno del materiale di studio, al fine di saper individuare in essi le informazioni utili che gli permettano di illustrare gli aspetti propri della materia. Il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei temi affrontati a lezione, congiunta alla loro utilizzazione critica, la dimostrazione del possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico saranno valutati con voti di eccellenza. La conoscenza per lo più meccanica e/o mnemonica della materia, capacità di sintesi e di analisi non articolate e/o un linguaggio corretto ma non sempre appropriato porteranno a valutazioni discrete; lacune formative e/o linguaggio inappropriato (seppur in un contesto di conoscenze minimali del materiale d’esame) condurranno a voti che non supereranno la sufficienza. Lacune formative, linguaggio inappropriato, mancanza di orientamento all’interno del materiale di studio non potranno che essere valutati negativamente.

COME ISCRIVERSI AGLI ESAMI. L’iscrizione avviene tramite la procedura informatica Almaesami utilizzando le credenziali di Ateneo. Si ricorda che è sempre possibile, fino al giorno dell’esame compreso, cancellarsi dalla lista se non si parteciperà all’esame selezionando il pulsante “ritira” nella pagina Almaesami.

COME CONOSCERE IL RISULTATO DI UN ESAME. I risultati degli esami saranno pubblicati in AlmaEsami (il risultato sarà visibile a fianco dell’esame prenotato). Esempio di visualizzazione: Sostenuto (28) - significa che il docente ha solo pubblicato il voto. Verbalizzato: 28 - significa che il docente ha anche verbalizzato il voto. La valutazione negativa non comporta l’attribuzione di un voto. Essa è annotata mediante un giudizio sul verbale (secondo i casi: ritirato o respinto), non è inserita nel curriculum dello studente, pertanto non influisce sulla media della votazione finale (Regolamento didattico di Ateneo art.16 comma 7).

Qualora una valutazione positiva proposta dal docente non rispondesse alle aspettative dello studente, è ammessa la possibilità di “rifiutare il voto”, annullando definitivamente il risultato della valutazione stessa (sarà verbalizzata come “ritirato”).

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni e materiale didattico forniti dal Docente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Macini