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

Forschungsthema/Bereich

Bewertung und Analyse nachhaltiger Wertschöpfungsketten

Typ der Abschlussarbeit

Bachelor / Master

Startzeitpunkt

-

Bewerbungsschluss

07.10.2025

Dauer der Arbeit

6 Monate

Beschreibung

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.

Voraussetzung

Voraussetzungen an Studierende

• 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

Studiengangsbereiche

• Ingenieurwissenschaften
  Bauingenieurwesen
  Bioingenieurwesen
  Chemieingenieurwesen & Verfahrenstechnik
  Maschinenbau
  Mechanical Engineering
  Energy Engineering and Management
  Mobility Systems Engineering and Management
• Wirtschafts- und Rechtswissenschaften
  Wirtschaftsinformatik
  Technische Volkswirtschaftslehre
  Wirtschaftsingenieurwesen

Betreuung

Titel, Vorname, Name

M. Sc. Diana Temnov

Organisationseinheit

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

E-Mail Adresse

diana.temnov@kit.edu

Link zur eigenen Homepage/Personenseite

Website

Bewerbung per E-Mail

Bewerbungsunterlagen

• Lebenslauf
• Notenauszug
• Kurzes Motivationsschreiben (ca. eine halbe DIN-A4 Seite)

E-Mail Adresse für die Bewerbung
Senden Sie die oben genannten Bewerbungsunterlagen bitte per Mail an diana.temnov@kit.edu


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