- Oggetto:
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Energy and non food cropping systems
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Energy and non food cropping systems
- Oggetto:
Anno accademico 2019/2020
- Codice dell'attività didattica
- SAF0122
- Docenti
- Prof. Fabrizio Stefano Gioelli (Affidamento interno)
Prof. Giorgio Borreani (Affidamento interno) - Corso di studi
- [001501-105] SCIENZE AGRARIE - curr. Sustainable Farming System
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- B - Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- AGR/09 - meccanica agraria
- Modalità di erogazione
- Convenzionale
- Lingua di insegnamento
- Inglese
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
- Linsegnamento utilizza le informazioni di base trasmesse nei corsi di coltivazioni erbacee della laurea triennale in Scienze e Tecnologie Agrarie.
- Propedeutico a
- L'insegnamento è propedeutico a "Farming System Sustainability Evaluation".
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento si colloca nell'area dell'Ingegneria agraria. Obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire allo studente una panoramica sulle fonti di energia rinnovabile applicabili al settore agricolo (con particolare riferimento al settore della digestione anaerobica) e fornirgli gli strumenti necessari ad effettuare una loro valutazione energetica ed ambientale. Nonché un'analisi delle colture non-food in relazione alle problematiche di competizione per il suolo e all'efficienza energetica e di bilancio dei nutrienti.
The course belongs to the Agricultural Engineering area. The course is aimed at providing the students with an overview of the existing sources of renewable energy (with special regards to anaerobic digestion) and the necessary tools to compute energy and environmental balances. As well as an analysis of non-food crops in relation to competition for lands and energy efficiency and balance of nutrients.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenze e capacità di comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente conoscerà le principali problematiche relative al comparto energetico mondiale, il principio di funzionamento di impianti agricoli per la produzione di biogas e gli aspetti ambientali legati alla produzione di energia rinnovabile.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Ad insegnamento concluso, lo studente dovrà essere in grado di:
- individuare le criticità operative ed ambientali legate alla produzione di energia rinnovabile tramite il processo di digestione anaerobica;
- quantificare, attraverso fogli di calcolo, l'impatto ambientale di alcune fasi della digestione anaerobica;
- identificare le possibili soluzioni gestionali per una produzione di energia sostenibile;
- conoscere gli elementi necessari a stilare un bilancio energetico ed ambientale di un impianto di digestione anaerobica.
Autonomia di giudizio.
Le nozioni apprese nell'ambito dell'insegnamento permetteranno agli studenti di analizzare criticamente e giudicare le scelte operative effettuate nell'ambito di scenari di produzione di energia rinnovabile.
Abilità comunicative
Gli studenti acquisiranno un vocabolario tecnico specifico in lingua Inglese e saranno in grado di sostenere - con adeguata proprietà di linguaggio - argomentazioni relative alle tematiche affrontate.
Knowledge and understanding.
At the end of the course, students are expected to understand the main problems related to the energy production sector, to know the working principle of agricultural anaerobic digestion plants and the environmental issues related to the production of renewable energy.
Applying knowledge and understanding.
Students will have the ability to: detect the operative and environmental challenges of the anaerobic digestion sector, understand the environmental impact connected to the available (food and non-food) feedstocks; identify the possible operative solutions to enhance the energy production sustainability. They will also know the basics to compute an environmental and energy balance of an anaerobic digestion plant.
Making judgments.
Notions provided with the course will give students the skill to evaluate and critically analyze the operative choices made at an anaerobic digestion plant.
Communication skills.
Students will acquire technical language in English so that they will afterwards able to communicate in an approriate and precise manner with both stakeholders and scientific community.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento consiste in 45 ore di lezione in aula e di 15 ore di esercitazioni suddivise tra attività di laboratorio, esercizi di calcolo in aula e una visita aziendale presso un impianto di digestione anaerobica. L'insegnamento prevede anche la lettura e la discussione critica di articoli scientifici redatti in lingua Inglese su argomenti inerenti i contenuti dell'insegnamento.
The course consists of 45 hours of lectures and 15 hours of laboratory activities, in-classroom exercises and a technical visit to a biogas plant. Along the course scientific papers (in English language) will be read by the students and discussed with the teachers.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Al termine di ogni gruppo di argomenti sarà promossa una discussione aperta con gli studenti in modo da stimolare l'approccio critico alle tematiche trattate. In caso di criticità, gli argomenti saranno nuovamente esaminati in modo critico con gli studenti. L'esame consiste in un colloquio orale sugli argomenti trattati nell'insegnamento e nel corso delle esercitazioni. Lo studente dovrà dimostrare di averne compreso gli aspetti salienti e di essere in grado di collegare tra loro i diversi argomenti. La votazione finale sarà espressa in trentesimi.
At the end of each topic a discussion with the students will enhance their ability to retain and comprehend the basic concepts of the lectures. In case of difficulties, the problematic topics will be further examined and critically discussed with the students. The course grade determination consist in an oral examination revolving on the course, laboratory and field activities. Students are expected to demonstrate the general comprehension of the course topics and their ability to connect the main concepts.
- Oggetto:
Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
L'insegnamento prevede la partecipazione di due docenti che tratteranno argomenti specifici:
A. Prof. Fabrizio GIOELLI
- Introduzione ed obbiettivi dell'insegnamento;
- Le problematiche ambientali (emissioni di gas serra, riscaldamento globale...) e sociali legate all'impiego dei combustibili fossili per la produzione di energia a livello mondiale;
- La richiesta energetica mondiale e quella del settore agricolo;
- Introduzione alle fonti di energia rinnovabile (il solare, l’eolico e le biomasse).
- Le biomasse agricolo-zootecniche e loro caratteristiche.
- La digestione anaerobica di biomasse agricolo-zootecniche e la produzione di biogas: tipologie impiantistiche, criteri di dimensionamento degli impianti, la cogenerazione e concetto di efficienza energetica, gestione del liquame digerito, scelta sostenibile delle biomasse di input, loro pretrattamenti per incrementarne le rese produttive;
- strategie per il miglioramento della sostenibilità ambientale di un impianto di digestione anaerobica;
- elementi per il computo del bilancio energetico ed ambientale di un impianto di digestione anaerobica.
- i sistemi di incentivazione dell'energia prodotta.
B. Prof. Giorgio BORREANI
- tipologie di colture non-food e loro produttività nei diversi ambienti agrari e loro competizione nell'utilizzo dei suoli;
- Efficienza energetica e bilancio degli elementi delle colture energetiche.
Esercitazioni (by Prof. Gioelli)
in aula: utilizzo di fogli elettronici per il calcolo dei parametri di funzionamento di un impianto di digestione anaerobica e il suo dimensionamento;
in laboratorio: presentazione del principio di funzionamento di digestori da laboratorio per la produzione e l'analisi del biogas; dispositivi per il pretrattamento delle biomasse;
in campo: visita ad un impianto di digestione anaerobica agricolo-zootecnico.
Teaching involves the participation of two teachers who will address specific topics:
A. Prof. Fabrizio GIOELLI- Introduction and goals of the course;
- environmental (greenhouse gases emission, global warming..) and social issues related to the energy production sector;
- world energy demand and focus on the agricultural sector;
- introduction to renewable energy (solar, wind power, biomass..);
- biomasses definition and their characterization;
- bio-chemical energetic conversion of biomasses: overview and details on anaerobic digestion (plant typologies and dimensioning criteria, cogeneration units, energy efficiency concept, digestate management, sustainable choice of feedstocks, feedstocks pre-treatments);
- strategies to increase the environmental sustainability of anaerobic digestion plants;
- basics for energetic and environmental balances calculation;
B. Prof. Giorgio BORREANI
- Tipologies of non-food crops and their productivity in the different environments and their competition for land use;
- Energy efficiency and balance of energy crop elements.In-classroom exercises (by Prof. Gioelli): use of datasheets for anaerobic digestion parameters calculation and plants’ sizing;
Visit to the laboratory: working principle of batch and continuous reactors, devices for biogas analysis and feedstocks pre-treatments;
Field trip: visit to an anaerobic digestion plant
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
The state of renewable energies in Europe (2014) – 14th EurObserv’ER Report
Slide del corso fornite dal docente
The state of renewable energies in Europe (2014) – 14th EurObserv’ER Report
Slides from the lectures provided by the teacher.
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Note
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