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Ausschreibender Bereich: IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: D043/2018, Chemieingenieurwesen, Maschinenbau, Energie- und Verfahrenstechnik

Masterarbeit: Analyse und Bewertung der Herstellungsverfahren von Kraftstoffen aus fossilen Quellen

Beginn der Arbeit: Ab sofort / nach Vereinbarung

Aufgabenstellung:
Am Institut für Energie- und Klimaforschung wird auf dem Gebiet der elektrochemischen Energiewandler sowie autonomer Energiesysteme geforscht. Hierzu werden Energiesysteme und deren Komponenten sowie elektrochemische Vorgänge und Prozessführungen modelliert, experimentell untersucht und realisiert sowie systemanalytisch betrachtet. Ein Teil dieser Betrachtung ist die Umstellung des Verkehrssektors auf ein nachhaltiges, klimagasarmes System. Grundpfeiler dieses Systems sind Elektromobilität durch Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge im Pkw-Sektor. Für andere Verkehrsmoden, wie beispielsweise den Straßengüter- oder Flugverkehr, ist die Verwendung von flüssigen Kraftstoffen unersetzlich. Nachhaltige Synthesepfade auf Basis von H2 und CO2 oder Biomasse gewinnen zunehmend an Bedeutung. Bis zu einer vollständigen Umstellung auf erneuerbare Kraftstoffsysteme bieten jedoch auch neue Technologien zur Produktion von Kraftstoffen aus fossilen Quellen ein wirtschaftliches Potential.

Zum heutigen Zeitpunkt basieren noch über 90 % der im Transportsektor genutzten Energie auf Rohölprodukte aufgrund der günstigen und etablierten Herstellungskette. Die Verfügbarkeit von Rohöl minderer Qualitäten (z. B. Ölsand oder Ölschiefer) wird in Zukunft einen Einfluss auf die Prozesskette und die damit verbundenen Herstellungskosten für fossile Verkehrskraftstoffe haben. Beispielsweise wird in Kanada schon heute Ölsand kommerziell abgebaut. In der Arbeit sollen neue Herstellungspfade herausgearbeitet und vereinfacht ausgelegt werden. Weiterhin sollen Potentialanalysen für fossile Energiequellen im langfristigen Zeitrahmen bewertet werden. Ziel der Arbeit ist es eine technisch fundierte Prognose zur Entwicklung der Wirtschaftlichkeit von Verkehrskraftstoffen bei veränderten Rohölqualitäten zu erarbeiten. Die in Frage kommenden Pfade sollen abschließend anhand verschiedener Kriterien technisch und ökonomisch für die Verwendbarkeit in einem zukünftigen Transportsystem bewertet werden. Für die verfahrenstechnische Auslegung steht Aspen Plus als mögliches Tool zur Verfügung.

Aufgabenbeschreibung:

  • Literaturrecherche zu Herstellungspfaden von Verkehrskraftstoffen auf Basis von fossilen Energieträgern
  • Potentialanalyse für ungenutzte Petroleumreserven (z.B. Ölsand, Ölschiefer)
  • Vereinfachte Auslegung von Anlagen zur Kraftstoffherstellung
  • Techno-ökonomische Bewertung und Vergleich der Pfade
  • Evaluierung des wirtschaftlichen Potentials

Die genaue Auslegung der Arbeit sowie Methodik kann nach Absprache an die individuellen Stärken der Bewerber angepasst werden. Schwerpunkte im Bereich Verfahrenstechnik, Wirtschaftlichkeits- oder Systemanalyse sind möglich.

Anforderungen:
Sie studieren Chemieingenieurwesen, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen oder Chemie, vorzugsweise mit der Vertiefungsrichtung Verfahrens- oder Energietechnik. Kenntnisse in technischer Chemie und Wirtschaftlichkeitsanalyse sind wünschenswert. Sie zeichnen sich durch eine selbständige und analytische Arbeitsweise aus. Weiterhin sind aufgrund der Literaturlage sehr gute Deutschkenntnisse erforderlich.

Kontakt:
Maximilian Decker, M.Sc.
Forschungszentrum Jülich
Institut für Energie- und Klimaforschung – Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)
Zukünftige Kraftstoffe

Tel.: +49 2461 61-5322
E-Mail: ma.decker@fz-juelich.de
Website: http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3