Von Kohlenstoff zu Kraftstoff: Eine techno-ökonomische-ökologische Analyse der Fischer-Tropsch-Synthese für synthetische Kraftstoffe

  • Forschungsthema:Nachhaltige Wertschöpfungsketten
  • Typ:Masterarbeit
  • Datum:Ab sofort oder nach Vereinbarung
  • Betreuung:

    IMVT - Harald Bürgmayr (harald.buergmayr@kit.edu)

    IIP - Diana Temnov (diana.temnov@kit.edu) & Alexander Schneider (alexander.schneider@kit.edu)

Details der Masterarbeit

  1. Hintergrund & Motivation

Die Bewertung nachhaltiger Wertschöpfungsketten erfordert interdisziplinäre Forschung, die wirtschaftliche, ökologische, technische, rechtliche und soziale Aspekte integriert. Dieser Ansatz gewährleistet die Bewertung systemweiter und prozessspezifischer Auswirkungen sowie den gesamten Lebenszyklus von Technologien. Synthetische Kraftstoffe (E-Fuels) sind eine Schlüsseltechnologie zur Defossilisierung schwer elektrifizierbarer Sektoren wie Luftfahrt, Schifffahrt und Schwerlastverkehr, da sie in bestehenden Motoren und Infrastrukturen genutzt werden können. Sie werden durch Fischer-Tropsch-Synthese (FTS) aus CO₂ und Wasserstoff, betrieben mit erneuerbarer Energie, hergestellt und bieten eine nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen. Eine gründliche technisch-wirtschaftliche Bewertung (TEA) ist erforderlich, um die langfristige Machbarkeit dieser Prozesse zu gewährleisten.

  1. Aufgaben & Ziele
  • Entwicklung eines Prozessmodells für eine Power-to-Liquid-Anlage 
  • Techno-ökonomische Analyse basierend auf Simulationsergebnissen, inklusive Produktionskosten (CAPEX), Betriebskosten (OPEX) und Sensitivitätsanalyse zur Identifizierung kritischer Faktoren 
  • Schätzung des potenziellen Umsatzes basierend auf Marktpreisen für synthetische Kraftstoffe 
  • Umweltbewertung mittels Ökobilanz (LCA) zur Quantifizierung der CO₂-Emissionen und Vergleich mit fossilen Brennstoffen 
  • Die Arbeit kann gekürzt werden, und Vorarbeiten stehen zur Orientierung bereit
  1. Qualifikationen
  • Laufendes Masterstudium im Bereich Chemieingenieurwesen, Wirtschaftsingenieurwesen, Verfahrenstechnik, Maschinenbau, technische Chemie oder vergleichbarer Studiengang
  • Großes Interesse an nachhaltigen Energietechnologien und Dekarbonisierungsstrategien
  • Grundkenntnisse in Prozesssimulation, techno-ökonomischer Analyse und/oder Lebenszyklusanalyse sind von Vorteil
  • Gute Kommunikationsfähigkeiten in Deutsch und/oder Englisch