- Il problema energetico: presente e futuro. Andamento di riserve, produzione e consumo delle principali fonti energetiche fossili e rinnovabili a livello mondiale e regionale.
- Concetti introduttivi e definizioni. Cos’è l’energia; energia cinetica, energia potenziale; forme di energia “interna” di un sistema; unità di misura dell’energia. La potenza e la relativa misura; interpretazione dell’energia dal punto di vista macroscopico. Interpretazione microscopica del lavoro e dell’energia; le leggi della termodinamica, trasformazioni energetiche e irreversibilità.
- Rassegna dei principali inquinanti connessi ai sistemi energetici e relativi impatti ambientali.
- Il ciclo del carbone. Estrazione e preparazione: principali tecnologie e relativi impatti. Trasporto e movimentazione: modalità, aspetti problematici e relative contromisure. Principali tecnologie di combustione per la produzione di energia elettrica, relativi inquinanti e tecnologie di abbattimento e/o di prevenzione dell’inquinamento. Processi di trasformazione del carbone. Distillazione secca; gassificazione; liquefazione. Il carbone “pulito”.
- Il ciclo del petrolio e del gas naturale. Principali impatti connessi all’estrazione del greggio e del gas naturale. Idrocarburi non convenzionali. Trasporto e trasformazione degli idrocarburi fossili. Combustione per la produzione di energia elettrica: principali tecnologie; Turbina a vapore, turbina a gas e ciclo combinato gas-vapore.
- Introduzione all’impiego di biomasse a fini energetici. Accumulo energetico nella biomassa. Principali limiti e vantaggi dell’impiego di biomasse energetiche. Principali trasformazioni termochimiche e biochimiche della biomassa grezza.
- L’energia solare. Costante solare. Albedo. Densità di potenza ed insolazione media al suolo. Componente diretta e diffusa della radiazione solare. Solare termodinamico. Principali tecnologie di concentrazione solare. Specchi parabolici a fuoco puntiforme e a fuoco lineare. Principali tecnologie di concentrazione solare: campo specchi e torre centrale. Solare termico a bassa temperatura: collettori solari piani e collettori a tubi sotto vuoto. La generazione fotovoltaica.
- L’energia eolica.
- Cenni su altre tecnologie di trasformazione energetica.
- Trasformazione della struttura del mercato elettrico (da monopolistico a competitivo) e del prodotto “elettricità” (da commodity a mix diversificato di servizi). Il ruolo della generazione distribuita (GD) nel nuovo contesto del mercato elettrico. Disamina di alcune peculiarità della GD. Opportunità legate allo sviluppo della GD e limiti alla sua diffusione. Misure di politica energetica per favorire la GD.