Optimierung von Nutzungskonflikten: Transformation der chemischen Industrie zur CO2-Neutralität

Institut

Lehrstuhl für Energiesysteme

Typ

Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

 

Beschreibung

Das Ziel Deutschlands, bis 2045 klimaneutral zu werden, erfordert einen grundlegenden Wandel in der chemischen Industrie. Um die CO2-Emissionen zu reduzieren und zu einer nachhaltigen chemischen Grundstoffproduktion zu gelangen, müssen neue Verfahren und Ressourcen etabliert werden. Energieträger wie grüner Wasserstoff und biogene Rohstoffe sind jedoch begrenzt und werden in verschiedenen Sektoren stark nachgefragt. Dies wirft wichtige Fragen zur zukünftigen Nutzung und Priorisierung auf.

Die Optimierung von Energiesystemen kann wertvolle Erkenntnisse liefern, indem sowohl energetische als auch stoffliche Nutzungsoptionen modelliert werden. In dieser Arbeit wird ein idealisierter Chemie-Cluster mit dem Fokus auf CO2-Neutralität optimiert. Das Modell berücksichtigt verschiedene Energiebedarfe und wichtige Basischemikalien wie Methanol, Ammoniak, Olefine oder nachhaltige Flugkraftstoffe (SAF).

Ziel dieser Arbeit ist es, ein bestehendes Python-basiertes Modell zu erweiteren, um verschiedene Syntheserouten für nachhaltige Flugkraftstoffe und Basischemikalien zu berücksichtigen. Dazu müssen zunächst techno-ökonomischen Parameter zur Abbildung entsprechender Synthesepfade recherchiert werden. Nach der Implementierung der verschiedenen Prozessrouten werden die spezifischen Input-Ressourcen begrenzt, um Nutzungskonflikte zu erzwingen. Hierdurch können Schlussfolgerungen über die effektivsten Synthesepfade und mögliche Symbiosen gezogen werden.

 

Arbeitspakete:
- Einarbeitung in das bestehende Modell und das Python-Tool PyPSA 
- Implementierung neuer Prozessrouten für Basischemikalien und SAF
- Untersuchung verschiedener Szenarien, insbesondere mit Fokus auf Nutzungskonflikte

Voraussetzungen

Python Kenntnisse sind stark empfohlen

Möglicher Beginn

01.07.2025

Kontakt

Maximilian Kerschbaum, M.Sc.
Raum: 3737
Tel.: (089) 289 16342
maximilian.kerschbaumtum.de

Ausschreibung