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Ausschreibender Bereich: IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: D154/2018, Maschinenbau, Umwelttechnik, Elektrotechnik, Wirtschaftsingenieurwesen

Masterarbeit: CO2-Quellen für die Sektorkopplung

Beginn der Arbeit: sofort/ nach Vereinbarung

Hintergrund
Am Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-3) des Forschungszentrums Jülich werden derzeit Strategien zur Erfüllung der Treibhausgasreduktionsziele der Bundesregierung entwickelt, die aufgrund des Pariser Klimaschutzabkommens gefasst worden sind. Um die ambitionierten Klimagasreduktionsziele einhalten zu können, wird der Sektorkopplung (Power to X) große Bedeutung zugemessen. Aufgrund des fluktuierenden erneuerbaren Stromangebots besteht eine Idee darin, nicht genutzten Strom für die Erzeugung von Wasserstoff einzusetzen. Neben der direkten Nutzung für verschiedenste Anwendungen besteht eine weitere Möglichkeit darin, den Wasserstoff sowie Kohlendioxid für die Produktion von Kraftstoffen, von synthetischem Gas oder Chemieprodukten einzusetzen. Derzeit ist unklar, welche CO2-Mengen hierfür zur Verfügung stehen könnten. Mögliche CO2-Quellen sind neben der Biogasaufbereitung insbesondere Industrieprozesse (Zementherstellung, Stahl, Raffinerien etc.), die zum Teil prozessbedingtes CO2 emittieren, das in Regel nicht vermieden werden kann. Durch geeignete Abscheidetechniken können diese CO2-Mengen gewonnen werden. Da die erzeugten Wasserstoffmengen regional sehr unterschiedlich anfallen, sind für die Realisierung der Nutzungsmöglichkeiten auch die Standorte der CO2-Quellen von großer Bedeutung.

Aufgabengebiet
In einem ersten Schritt sollen die emissionsintensiven Industrieprozesse identifiziert werden. Auf der Basis vorliegender Emissionsstatistiken soll ein CO2-Emissionskataster entwickelt werden, das alle relevanten industriellen Einzelanlagen räumlich aufgelöst enthält. Danach soll abgeschätzt werden, welche Anlagen mit geeigneter CO2-Abscheidetechnik nachgerüstet werden können und mögliche jährliche CO2-Mengen abgeschätzt werden. Analog sollen die vorhandenen Biogasanlagen in das Kataster aufgenommen werden und mögliche CO2-Potenziale berechnet werden. Auf der Basis am IEK-3 vorliegender Szenarien, die auch eine räumliche Verteilung von zukünftigen Wasserstoffproduktionen umfassen, sollen H2-Produktionsstandorte und CO2-Quellen verglichen und Aussagen über mögliche Nutzungspotenziale getroffen werden.

Aufgabenbeschreibung

  • Identifizierung und Klassifizierung von CO2-Quellen in Deutschland
  • Aufbau eines GIS-gestützten CO2-Quellenkatasters
  • CO2-Potenzialabschätzungen unter Berücksichtigung von CO2-Abscheidung
  • Räumlicher Abgleich von H2- und CO2-Potenzialen

Anforderungen

  • Studium des Maschinenbaus, der Umwelttechnik, der Elektrotechnik, des Wirtschaftsingenieurwesens, oder eines vergleichbaren Studiengangs
  • Interesse an energietechnischen und energiewirtschaftlichen Fragestellungen, GIS Kenntnisse
  • Selbstständige und analytische Arbeitsweise

Unser Angebot

  • Eine vielseitige, hochmotivierte Arbeitsgruppe internationaler Prägung innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
  • Eine hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
  • Die Möglichkeit der aktiven Mitgestaltung des Energiesystems der Zukunft
  • Intensive Betreuung der Arbeit vor Ort, in Verbindung mit einer Vergütung

Ansprechpartner
Dr. Peter Markewitz
Forschungszentrum Jülich GmbH
Institut für Energie- und Klimaforschung - Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)
52425 Jülich
Telefon: 02461-61-6119
E-Mail: p.markewitz@fz-juelich.de