TEP4111 Energi og bærekraft

1. Kompetanse

Ønsket kompetanse er bygget på tilstrekkelig mestring og forståelse av interaksjoner mellom forskjellige komponenter, samt viser tilstrekkelig ønsket eller nødvendig kunnskap.

Etter fullført kurs kan kandidaten...

1. utføre livssyklusanalyser ved å vurdere akademisk kunnskap om energiproduksjon, konvertering og lagringsteknikker;
2. utføre karbonfotavtrykkanalyser av prosesser og systemer ved å bruke forenklede tekniske tilnærminger og reflektere over det mulige resultatet;
3. bruke kunnskapen om grunnleggende varmepumpe-, batteri- og bioenergiteknologi til å analysere energilagringsløsninger, og anvende dem som verktøy for et fremtidig bærekraftig lavkarbonsamfunn med en betydelig reduksjon av den totale miljøbelastningen;
4. analysere prosesstekniske systemer i energisammenheng og presentere alternativer med en viss grad av sikkerhet, gjennom vitenskapelig analyse;
5. engasjere seg konstruktivt i en vitenskapelig diskusjon som er relevant for fremtidens energibehov, energiomstilling og energilagring.

2. Ferdigheter

Etter fullført kurs kan kandidaten...

1. anvende akademisk kunnskap for å beregne de avgjørende parameterne for elektrokjemiske energilagringssystemer;
2. tolke scenarier for energilagring og analysere miljøpåvirkningen og bærekraftsaspektene til litium-ion-batterier;
3. utføre innledende beregningerog beskrive biogassproduksjonsteknikkene;
4. beregne karbonavtrykket til utvalgte prosesser og anlegg innen maskinteknikk og reflektere over den beregnede verdien, og muliggjøre at kandidaten kan ta velinformerte valg;
5. tolke scenariet for lagring av termisk energi integrert i både kjøle- og oppvarmingsprosesser og analysere bærekraftsaspektet ved å bruke naturlige arbeidsmedier i slike anlegg og energilager;
6. å estimere energieffektiviteten til utstyr og prosesser for ytterligere å kunne støtte den grønne omstillingen som kreves for å sikre et globalt bærekraftig samfunn;
7. analysere og tolke de ulike komponentene i produktlevetid og bærekraft, basert på tilstrekkelig beherskelse av metoder brukt for livssyklusanalyse i sammenheng med maskinteknikk;
8. arbeide i gruppe og lage en vitenskapelig presentasjon basert på identifisert offentlig informasjon inkludert vitenskapelig arbeid. I tillegg skal studenten kunne dokumentere arbeidet i en vitenskapelig rapport ved Microsoft office-verktøy.

3. Kunnskap

Etter fullført kurs kan kandidaten...

1. klassifisere hovedaspekter ved energi i henhold til kildene og beskrive deres produksjonsteknikker, lagringsmuligheter og konverteringsprinsipper;
2. klassifisere elektrokjemiske batterier og kunne understreke det potensielle omfanget i sammenheng med bærekraft og miljøpåvirkning;
3. liste opp og forklare hvilke ufarlige, naturlige (rene) arbeidsmedier som skal brukes i kjøle- og varmepumpeanlegg;
4. forklare karbonavtrykket til en prosess og være i stand til å identifisere potensielle komponenter som forårsaker stor innvirkning på miljøet.

liste opp FNs bærekraftsmål og understreke potensielle komponenter. Kandidaten vil være i stand til å tolke politikk om klimanøytralitet og grønn omstilling, og reflektere over gjeldende og fremtidige politikk som kreves.

1. Det vil være klasseromsøvelser, og det forventes at de er ferdige innen den fristen. Øvelsene tar sikte på å anvende teoretiske begreper lært i den tilsvarende uken og å løse faglige problemer eller gitt testcases. Disse øvelsene vil bidra til å utvikle problemløsning, matematisk, analytisk og kritisk tenkning. Vurderingskriterier for øvelsene vil bli presentert og diskutert i klasserommet. Øvelsene er forskjellige fra hverandre; derfor kan det være mulighet for ulike vurderingskriterier og krav om minimumspoeng for hver øvelse.
2. Studentene gjennomfører prosjektarbeidet i gruppe i løpet av semesteret. Prosjektrapporten i foreskrevet vitenskapelig format skal leveres til eksamenssystemet innen fristen. Prosjektpresentasjon er obligatorisk og er en del av prosjektarbeidet. Spesifikke krav og kriterier for prosjektrapporten og presentasjonen vil bli gitt i klasserommet.
3. Studentene må bestå både prosjektarbeidet og avsluttende eksamen for å bestå emnet.

Vilkår

1. Studenter på (1) Maskin- og energiteknologi (MTMASKIN) (2) Industriell økonomi og teknologiledelse (MTIØT) får melde seg på dette emnet.
2. Ved gjentakelse av avsluttende eksamen,
   1. eksamen kan gjøres om til muntlig eksamen;
   2. tidligere opptjent prosjektkarakter kan godkjennes på nytt.
3. Å ta prosjektarbeidet på nytt er ikke tillatt. Unntak kan gis dersom en student stryker i forrige prosjektarbeid. I dette tilfellet skal studenten gjennomføre prosjektet i høstsemesteret sammen med vanlig time, gjennomføre prosjektpresentasjonen og levere prosjektrapporten. Karakteren fra forrige skriftlige eksamen kan godkjennes på nytt for å bestå emnet.
4. Dersom en student ønsker å ta hele emnet på nytt, må studenten gjennomføre prosjektarbeid og avsluttende eksamen i høstsemesteret.
5. Ved endring av studieprogram og migrering til MTMASKIN eller MTIØT,
   1. studiepoenget kan godkjennes dersom det er vesentlig likhet i tilsvarende emneinnhold (inkludert læringsutbytte, prosjektarbeid og øvelser) til det tidligere studieprogrammet. Studenten skal dokumentere og vise (bevise) læringsutbytte av tilsvarende emne med hensyn til TEP4111. Avgjørelsen om kredittgodkjenning/-avvisning vil bli tatt fra sak til sak, og den garanterer ikke kredittaksept;
   2. prosjektarbeid (eller delarbeid/læring) fra noe annet kurs vil ikke bli godkjent;
   3. studiepoeng fra tilsvarende kurs utenfor NTNU godkjennes ikke

Studiematerialet i dette kurset kan være en kombinasjon av følgende materialer:

• Bokseksjoner (kapitler)
• Presentasjoner og audio/video-forelesninger
• Kompendium og forelesningsnotater
• Akademiske studier
• Forskningsartikler knyttet til miljø og bærekraft
• Politiske dokumenter knyttet til FNs bærekraftsmål, grønt skifte og energiomstilling

Undervisnings- og læringsaktivitetene i dette kurset er:

• gruppebasert læring,
• problembasert læring (casestudier og øvinger) og
• prosjektbasert læring.

Den aller første forelesningen fokuserer på (1) programspesifikk informasjon for Maskin- og Energiteknologi som programoversikt, fordypningskurs i påfølgende år og potensielle karriereveier, og (2) kursspesifikk informasjon som kursstruktur, oppgaver, gruppearbeid, vurdering, forventninger og læringsutbytte. Derfor er det ønskelig at deltagere er til stede på første forelesningsdag.

Den andre og påfølgende forelesningen fokuserer på kursspesifikk undervisning og veiledning. Klasseromsforelesningene gir viktige instruksjoner, studiemateriell, presentasjoner, gruppearbeid og øvinger både for å nå kursmålene og for å oppnå nødvendig kompetanse. Studentene skal delta på fysiske klasserom, ansikt til ansikt, både i forelesninger og øvinger. Noe av undervisningen kan enten være heldigital (sanntids-streaming eller innspilt video) eller omvendt undervisning («flipped classroom») avhengig av læringsinnhold og tilgjengelige ressurser.

Etter å ha gjennomført forelesningene vil vi bruke gruppebasert læring, hvor vi deler klassen inn i flere grupper. Retningslinjer for danning av grupper (prosjektgruppen) vil bli gitt i løpet av forelesningen i klasserommet. Gruppene skal gjennomføre prosjektarbeidet i løpet av den resterende delen av semesteret. Emner for prosjektarbeidet vil bli fordelt i klasserommet.

Prosjektarbeidet skal gi studentene mulighet til å anvende kunnskapen som er oppnådd gjennom klasseromsforelesninger og øvelser. Studentene skal bruke egnede digitale verktøy, gjøre velinformerte realistiske valg av gitte problemstillinger, og tolke utfallet/resultatene som er relevante for energi og miljø (inkludert egen refleksjon). Dette inkluderes i en skriftlig vitenskapelig rapport fra gruppen og en gruppepresentasjon.

På dette kurset arrangerer vi felt- og laboratorieøvelser avhengig av tilgjengelighet på ressurser og logistikk. Dette er anbefalte øvelser da det gir en mulighet til å lære om de virkelige utfordringene knyttet til energi og miljø i sammenheng med toppmoderne forskning innen fornybar energi. Alle elever forventes å være med og gjennomføre øvelsene.