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Hintergrund

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

Inhalte der Arbeit

Power-to-Liquid-Technologien spielen eine zentrale Rolle bei der nachhaltigen Transformation der deutschen Energielandschaft. Ziel dieser Arbeit ist es, ein umfassendes Optimierungsmodell für eine „grüne Raffinerie“ zu entwickeln, das auf einer Superstruktur aller möglichen Prozessumwandlungsschritte basiert. Ziel ist es, zunächst eine einkriterielle Optimierung (z. B. Kostenminimierung oder Effizienzmaximierung) und anschließend eine multikriterielle Optimierung (z. B. unter Berücksichtigung wirtschaftlicher, ökologischer und technischer Kriterien) durchzuführen. Vorarbeiten zur Superstrukturmodellierung wurden bereits geleistet, der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt jedoch auf der Weiterentwicklung und Implementierung des Optimierungsmodells.

Aufgaben

•Einarbeitung und kritische Überprüfung der bestehenden Vorarbeiten zur Superstruktur

•Weiterentwicklung und Verfeinerung der Superstruktur, um alle relevanten Prozessschritte vollständig abzudecken

•Implementierung des mathematischen Optimierungsmodells mit Python (Pyomo), optional GAMS

•Durchführung von Ein-Kriterien- und anschließenden multikriteriellen Optimierungen sowie Sensitivitätsanalysen zur Identifizierung kritischer Einflussfaktoren

•Dokumentation und Interpretation der Ergebnisse hinsichtlich technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Implikationen

Anforderungen

Diese Arbeit richtet sich an Studierende der Fachrichtungen Wirtschafts-, Umwelt- und Chemieingenieurwesen, des Maschinenbaus, sowie ähnlicher Studiengänge. Interesse an Prozessoptimierung, nachhaltigen Energietechnologien und Operations-Research-Methoden werden vorausgesetzt. Die Arbeit eignet sich insbesondere, für zielstrebig und systematisch arbeitende Studierende mit Vorkenntnissen im Bereich Programmierung. Der Bewerbung sind ein aktuelles Zeugnis und ein Lebenslauf beizufügen