Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

1. Dalla termodinamica alla energetica. Definizioni e convenzioni. Crescita e saturazione. Potenza ed energia. Intermittenza, simultaneità e correlati problemi di rendimento, trasporto e accumulo.
2. Interazione energia-ambiente. Fonti primarie fossili: consumi e riserve. Scenari di riferimento e previsioni. La transizione energetica: inquinamento e sostenibilità. Social responsibility e green washing.
3. Costo, valore, prezzo dell’energia. Tariffe e poligonali dei costi. Elementi di geopolitica. I diversi tempi di realizzazione delle centrali: a combustibili fossili; idroelettriche; a fonti rinnovabili non programmabili, in relazione agli aspetti finanziari e di contesto socio-economico.
4. Economia circolare, governo del territorio e sostenibilità energetica. Il ruolo della finanza a breve e a lungo termine. Problematiche della complessità. Modelli di sviluppo e modelli di business.
5. Centralizzazione elettrica. Livelli tecnologici delle conversioni e problemi di taglia. Sicurezza, affidabilità, funzionalità, resilienza dei sistemi e delle reti.
6. Centralizzazione termica. Cogenerazione e teleriscaldamento su scala territoriale. Povertà energetica e pauperismo energetico.
7. Metodologie di analisi tecnico-economica e studi di fattibilità. Curve di durata. Cenni al project financing. Sicurezza, affidabilità, funzionalità. Resilienza delle reti e dei sistemi elettrici. Analisi di rischio e LCA. Usi concorrenti delle risorse. Priorità negli usi dell’acqua. Biocarburanti e alimentazione umana.
8. Obiettivi e tecnologie a zero emissioni. La questione nucleare come scelta di sistema: strategica, industriale, energetica. Proliferazione nucleare. Confinamento delle scorie.
9. Mercato elettrico. Certificati bianchi e certificati verdi. Efficienza energetica: quadro regolatorio e politiche comunitarie. La situazione italiana. Costi esterni ed emissioni di CO2. Emission trading e trasferimento tecnologico.
10. Atmosfera, clima e modelli. La radiazione solare al suolo. Concetto e misura di temperatura. Analisi critica della controversia sull’effetto serra. Valutazioni di disponibilità di fonti rinnovabili, intensità dell’uso della potenza installata e quantificazione della producibilità di energia.
11. Produzione idroelettrica: tipologie impiantistiche, costi. Usi concorrenti delle risorse: pianificazione e uso energetico dei bacini idrici.
12. Conversione dell’energia solare termica: prestazioni di componenti e dimensionamento di sistemi. Innovazione, prospettive industriali e di ricerca. Progetto di un impianto.
13. Conversione dell’energia solare fotovoltaica: prestazioni di componenti e dimensionamento di sistemi. Innovazione, prospettive industriali e di ricerca. Progetto di un impianto.
14. Energia eolica. Energia da biomassa e biocombustibili. Gradiente termico del terreno. Prestazioni e dimensionamento delle macchine. Valorizzazione del calore disponibile a bassa temperatura.
15. Storage: accumulo per pompaggio, elettrochimico, meccanico, magnetico. Tecnologie, costi e prestazioni. Scenari: rinnovabili non programmabili, innovazione, prospettive industriali e di ricerca.
16. Usi finali dell’energia. Cenni alla mobilità elettrica e alla sua convenienza in relazione al mix di fonti primarie.
17. Tecnologie per il carbone pulito: logistica e confinamento della CO2. Geotermia. CCS, Carbon Capture & Storage. CCU, Carbon Capture & Usage.
18. Generazione distribuita e sostenibilità nella Green economy. Energia, territorio e Smart grids. I nuovi mercati dell’energia. Il Green Deal europeo. Certificazione energetica e ruolo dell’energy manager.

A. Spena, Fondamenti di energetica, CEDAM, Padova, 1996;
A. Spena, Economia circolare, governo del territorio e sostenibilità energetica, Giappichelli, Torino, 2019;
A. Spena, Ingegneria Ambientale, Enciclopedia Treccani - XXI Secolo, Roma, 2007;
A. Spena, Gestione del territorio, Enciclopedia Treccani - Appendice IX, Roma, 2015.

1. Dalla termodinamica alla energetica. Definizioni e convenzioni. Crescita e saturazione. Potenza ed energia. Intermittenza, simultaneità e correlati problemi di rendimento, trasporto e accumulo.
2. Interazione energia-ambiente. Fonti primarie fossili: consumi e riserve. Scenari di riferimento e previsioni. La transizione energetica: inquinamento e sostenibilità. Social responsibility e green washing.
3. Costo, valore, prezzo dell’energia. Tariffe e poligonali dei costi. Elementi di geopolitica. I diversi tempi di realizzazione delle centrali: a combustibili fossili; idroelettriche; a fonti rinnovabili non programmabili, in relazione agli aspetti finanziari e di contesto socio-economico.
4. Economia circolare, governo del territorio e sostenibilità energetica. Il ruolo della finanza a breve e a lungo termine. Problematiche della complessità. Modelli di sviluppo e modelli di business.
5. Centralizzazione elettrica. Livelli tecnologici delle conversioni e problemi di taglia. Sicurezza, affidabilità, funzionalità, resilienza dei sistemi e delle reti.
6. Centralizzazione termica. Cogenerazione e teleriscaldamento su scala territoriale. Povertà energetica e pauperismo energetico.
7. Metodologie di analisi tecnico-economica e studi di fattibilità. Curve di durata. Cenni al project financing. Sicurezza, affidabilità, funzionalità. Resilienza delle reti e dei sistemi elettrici. Analisi di rischio e LCA. Usi concorrenti delle risorse. Priorità negli usi dell’acqua. Biocarburanti e alimentazione umana.
8. Obiettivi e tecnologie a zero emissioni. La questione nucleare come scelta di sistema: strategica, industriale, energetica. Proliferazione nucleare. Confinamento delle scorie.
9. Mercato elettrico. Certificati bianchi e certificati verdi. Efficienza energetica: quadro regolatorio e politiche comunitarie. La situazione italiana. Costi esterni ed emissioni di CO2. Emission trading e trasferimento tecnologico.
10. Atmosfera, clima e modelli. La radiazione solare al suolo. Concetto e misura di temperatura. Analisi critica della controversia sull’effetto serra. Valutazioni di disponibilità di fonti rinnovabili, intensità dell’uso della potenza installata e quantificazione della producibilità di energia.
11. Produzione idroelettrica: tipologie impiantistiche, costi. Usi concorrenti delle risorse: pianificazione e uso energetico dei bacini idrici.
12. Conversione dell’energia solare termica: prestazioni di componenti e dimensionamento di sistemi. Innovazione, prospettive industriali e di ricerca. Progetto di un impianto.
13. Conversione dell’energia solare fotovoltaica: prestazioni di componenti e dimensionamento di sistemi. Innovazione, prospettive industriali e di ricerca. Progetto di un impianto.
14. Energia eolica. Energia da biomassa e biocombustibili. Gradiente termico del terreno. Prestazioni e dimensionamento delle macchine. Valorizzazione del calore disponibile a bassa temperatura.
15. Storage: accumulo per pompaggio, elettrochimico, meccanico, magnetico. Tecnologie, costi e prestazioni. Scenari: rinnovabili non programmabili, innovazione, prospettive industriali e di ricerca.
16. Usi finali dell’energia. Cenni alla mobilità elettrica e alla sua convenienza in relazione al mix di fonti primarie.
17. Tecnologie per il carbone pulito: logistica e confinamento della CO2. Geotermia. CCS, Carbon Capture & Storage. CCU, Carbon Capture & Usage.
18. Generazione distribuita e sostenibilità nella Green economy. Energia, territorio e Smart grids. I nuovi mercati dell’energia. Il Green Deal europeo. Certificazione energetica e ruolo dell’energy manager.

A. Spena, Fondamenti di energetica, CEDAM, Padova, 1996;
A. Spena, Economia circolare, governo del territorio e sostenibilità energetica, Giappichelli, Torino, 2019;
A. Spena, Ingegneria Ambientale, Enciclopedia Treccani - XXI Secolo, Roma, 2007;
A. Spena, Gestione del territorio, Enciclopedia Treccani - Appendice IX, Roma, 2015.