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Ausschreibender Bereich: IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: D079/2018, Maschinenbau, Elektrotechnik, Wirtschafts-Ingenieurwesen

Bachelorarbeit: Wasserstoff in Energieszenarien – eine Analyse von Optionen und Hemmnissen

Beginn der Arbeit: sofort / nach Vereinbarung

Aufgabengebiet
Vor dem Hintergrund des Paris Klimaschutzabkommens ist eine Reduktion der Treibhausgasemissionen in allen Energiesektoren zur Vermeidung eines Klimawandels notwendig. Insbesondere die Sektoren Verkehr und Industrie stehen hierbei vor großen Herausforderungen, da bestimmte technische Anforderungen zum Beispiel aus dem Ferngüterstraßenverkehr oder der Stahl- und Chemieindustrie durch heute verfügbare Optionen zur Emissionsreduktion nicht oder nicht wirtschaftlich erfüllt werden können. Eine zukünftige Option diesen Sektoren dennoch eine weitreichende Emissionsreduktion zu ermöglichen besteht in der Verwendung von Wasserstoff als Energieträger, der in mit erneuerbaren Energien betriebenen Elektrolyseuren und damit klimaneutral hergestellt wurde.

Die Rolle von Techniken in einem zukünftigen Energiesystem wird oft mit Hilfe von Energieszenarien untersucht. In den letzten Jahren ist eine Vielzahl solcher Energieszenarien entstanden. Diese Szenarien unterscheiden sich oft grundlegend in ihrer Zielsetzung, der Systemgrenzen, der Annahmen und der verwendeten Methoden. Deswegen weichen die Ergebnisse dieser Szenarien oft weit voneinander ab und kommen zu grundsätzlich unterschiedlichen Schlussfolgerungen, insbesondere auch in Bezug des Energieträgers Wasserstoff. Deswegen ist es Ziel dieser Arbeit die Rolle von Wasserstoff in existierenden Energieszenarien aufzuzeigen und die Gründe für oder gegen eine Nutzung von Wasserstoff in den untersuchten Szenarien herauszuarbeiten.

Aufgabenstellung
Im Rahmen der ausgeschriebenen Bachelorarbeit sollen Energieszenarien identifiziert und hinsichtlich der Rolle von Wasserstoff analysiert werden.

Der/die Studierende soll sich zunächst einen Überblick über bestehende Energieszenarien erarbeiten. Dabei wird eine Sammlung von geeigneten Energieszenarien für die weitere Analyse zusammengestellt. Anschließend werden die gesammelten Szenarien eingehender untersucht. Hierbei wird zum einen die Verwendung von Wasserstoff geprüft und zum anderen die grundlegenden Rahmenbedingungen der Szenarien verglichen. Zu diesen Rahmenbedingungen zählen die Zielsetzung der Szenarien (inkl. Auftraggeber), die Systemgrenzen (z.B. national oder international), die getroffenen Annahmen (z.B. Brennstoffpreisentwicklungen) aber auch die genutzten Methoden. Aufbauend auf dieser Gegenüberstellung verschiedener Energieszenarien sollen Gründe für oder gegen die Verwendung von Wasserstoff identifiziert werden.

Arbeitspakete

  1. Einarbeitung in und Recherche von Energieszenarien

    • Einarbeitung in die grundlegende Methode von Szenarien
    • Recherche von unterschiedlichen Energieszenarien in Hinblick auf Zielstellung, Systemgrenzen, Annahmen und Methoden
  2. Gegenüberstellung der Energieszenarien

    • Vergleich der Wasserstoffnutzung in den Energieszenarien inkl. der Verwendungsart
    • Zusammenstellung und Gegenüberstellung der Zielstellung, Systemgrenzen, Annahmen und Methoden der untersuchten Energieszenarien
  3. Identifikation von Optionen und Hemmnissen von Wasserstoff in Energieszenarien

    • Ableitung von Gründen für und gegen die Verwendung von Wasserstoff in den Energieszenarien aufbauend auf dem zuvor erstellten Vergleich

Anforderungen

  • Studium des Maschinenbaus, der Elektrotechnik, des Wirtschaftsingenieurwesens oder eines vergleichbaren Studiengangs
  • Interesse an energietechnischen und -wirtschaftlichen Fragestellungen
  • Selbstständige und analytische Arbeitsweise
  • Kenntnisse in Python, oder einer vergleichbaren Programmiersprache sind von Vorteil
  • Fließende Deutsch- und Englischkenntnisse in Schrift und Sprache

Ansprechpartnerin
Dr. Heidi U. Heinrichs
Forschungszentrum Jülich GmbH
Institut für Energie- und Klimaforschung - Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)
52425 Jülich

E-Mail: h.heinrichs@fz-juelich.de
Tel. 02461 61-9166