Techno-ökonomische Analyse der Integrationsmöglichkeiten von Hochtemperaturwärmespeichern in PtL-Prozessen

Research topic/area

Bewertung und Analyse nachhaltiger Wertschöpfungsketten

Type of thesis

Bachelor / Master

Start time

-

Application deadline

07.10.2025

Duration of the thesis

6 Monate

Description

Hintergrund

Die Bewertung und Analyse nachhaltiger
Wertschöpfungsketten bedarf der Anwendung
interdisziplinärer Forschungsansätze. Diese Ansätze
verbinden wirtschaftliche, ökologische, technischnaturwissenschaftliche,
rechtliche und soziale
Aspekte. Dadurch können Wertschöpfungsketten in
ihrer Breite und Tiefe systemweit und
prozessspezifisch untersucht werden.

Inhalte der Arbeit

Die Erzeugung von erneuerbaren flüssigen Kraftstoffprodukten und Grundchemikalien sind ein essenzieller
Baustein für die Erreichung der Klimaziele in sogenannten „hard-to-abate“ Sektoren wie der Luftfahrt,
Schifffahrt, Schwerlastverkehr und Chemieindustrie. Neben der Nutzung von Biomasse und Recycling rücken
insbesondere Verfahren auf Basis erneuerbarer elektrischer Energie (PV, Wind) und CO2 in Power-to-Liquid
(PtL) Verfahren zunehmend in den Fokus.

In den möglichen Prozesskonstellationen ist vor allem eine hohe Gesamtenergieeffizienz von Bedeutung, da
die Energiebezugskosten den größten Einfluss auf die Gestehungskosten aufweisen. Um einen optimalen
Betrieb von PtL-Anlagen unter Nutzung volatiler Energiequellen sicherzustellen sind insbesondere stand-alone
Systeme auf Speichertechnologien angewiesen. Neben konventionellen Speichern wie Batterien und
Gasspeichern sollen in dieser Arbeit Nutzungspotenziale von Wärmespeichern analysiert werden. Hierbei liegt
der Fokus allen voran auf Hochtemperatur-Wärmespeichern auf Basis von Flüssigmetallschmelzen, da die
Umwandlung von elektrischer Energie in Hochtemperaturwärme einerseits mit hoher energetischer Effizienz
erfolgen kann, anderseits ausgehend von HT-Wärme grundsätzlich Wärmebedarfe auf allen
Temperaturniveaus bedient werden können. Ebenso ist eine Einbindung von konzentrierter Solarthermie und
Dampfturbinen unter der Nutzung von HT-Wärmespeichern denkbar.

Die Analyse soll maßgeblich auf der Modellierung/Simulation (wahlweise in Aspen Plus, Aveva Process
Simulation oder Matlab) basieren, ergänzt durch eine ökonomische Analyse.

Requirement

Requirements for students

• Studium der Fachrichtungen Wirtschafts-, Umwelt- und Chemieingenieurwesen, des Maschinenbaus sowie ähnlicher Studiengänge
• eine systematische sowie ergebnisorientierte Arbeitsweise
• ein Interesse an den Themen Prozesssimulation und -optimierung

Faculty departments

• Engineering sciences
  Civil engineering
  Biological engineering
  Chemical & process engineering
  Mechanical engineering
  Mechanical Engineering
  Energy Engineering and Management
  Mobility Systems Engineering and Management
• Economic & law sciences
  Information Engineering
  Business engineering
  Business management

Supervision

Title, first name, last name

M. Sc. Diana Temnov

Organizational unit

Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP), Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insb. Produktionswirtschaft und Logistik

Email address

diana.temnov@kit.edu

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Website

Application via email

Application documents

• Curriculum vitae
• Grade transcript
• Kurzes Motivationsschreiben (ca. eine halbe DIN-A4 Seite)

E-Mail Address for application
Senden Sie die oben genannten Bewerbungsunterlagen bitte per Mail an diana.temnov@kit.edu


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