Modellgestützte Entwicklung und Bewertung der Bereitstellung von Strom und Wasserstoff mithilfe gekoppelter Strom- und Gasnetze

Hintergrund:
Vor dem Hintergrund verpflichtender Zielsetzungen der Bundesregierung bezüglich der Reduktion der deutschen Treibhausgasemissionen um 80 % bis 2050 wird ein weiterhin starker Ausbau der erneuerbaren Energien als notwendig angesehen. Deren fluktuierendes Aufkommen erfordert weiterentwickelte Lösungen großtechnischer Energiespeicherung. Die Nutzung von Wasserstoff stellt dabei einen besonders vorteilhaften Ansatz zur Speicherung fluktuierender erneuerbarer Energien (FEE) dar. Im IEK-3 wird in diesem Zusammenhang an Energiekonzepten für Deutschland gearbeitet, in denen Wasserstoff zur Übertragung von netzseitig nicht nutzbarer FEE in andere Sektoren der Energienutzung eingesetzt wird. Im Straßenverkehr ist auf diesem Wege eine deutliche Effizienzsteigerung möglich. Das hohe Kraftstoffkostenniveau ermöglicht darüber hinaus einen Wasserstoffabsatz zu wettbewerbsfähigen Kosten.

Ihr Aufgabengebiet
Die systemanalytische Bewertung derartiger Energiekonzepte stützt sich auf die Modellierung der relevanten Prozessketten mit dem Ziel einer wirtschaftlich optimierten Betriebsweise. Vorarbeiten am IEK 3 haben sich mit der Beschreibung der wesentlichen technischen Komponenten und deren techno-ökonomischen Eigenschaften, sowie dem Entwurf von Wasserstoffversorgungssystemen beschäftigt. Die besondere Herausforderung in dieser Arbeit liegt in der Vielzahl orts- und zeitabhängiger Einflussfaktoren bezogen auf das Gesamtsystem, bestehend aus Strom und Gasversorgungsinfrastruktur. Dazu gehören unter anderem die stromseitige Netzlast, die Einspeisung aus FEE und die Wasserstoffausspeisung zur Versorgung von Tankstellen und anderer Wasserstoffverbraucher.
Die wesentlichen Aufgabenschwerpunkte der ausgeschriebenen Arbeit sind:

- Präzisierung und Abstimmung der orts- und zeitversetzt auftretenden Produktions- und Bedarfsschwankungen
- Analyse und modellhafte Abbildung struktureller Zusammenhänge der Infrastrukturelemente im Strom- und Gasnetz
- Auslegung des Gesamtsystems auf Grundlage techno-ökonomischer Kriterien
- Modellierung des dynamischen Betriebsverhaltens des Gesamtsystems
- Entwurf und Bewertung von Betriebsstrategien

Weitere Informationen

Unternehmen

Thesius Inspiration

Bereich/Abteilung

Institut für Energie- und Klimaforschung, Bereich Elektrochemische Verfahrenstechnik

Abschlussart

Bachelorarbeit

Branche

Chemie und Pharmazie

Schlagwörter

Betriebsstrategien Modellierung Strom- und Gasnetz Netzlast Wasserstoff Energiespeicherung Treibhausgasemissionen Elektrochemische Verfahrenstechnik Informatik Ingenieurwesen Mathematik

Anforderungen

- Abgeschlossenes Hochschulstudium der Mathematik, Ingenieurwissenschaften oder Informatik
- Fundierte Kenntnisse in der Modellierung technischer Systeme
- Fundierte Kenntnisse in gängigen Simulationsumgebungen, z.B. Matlab Simulink
- Kenntnisse im Bereich der Anwendung von GIS-Systemen sind von Vorteil
- Fundierte Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift
- Ausgeprägte Fähigkeit zur kooperativen Zusammenarbeit mit internen und externen Projektpartnern
- Hohe Flexibilität und großes Engagement

Zusatzinformationen

Doktorarbeit:
Kennziffer: D140/2014

Unser Angebot

- Eine vielseitige, hochmotivierte Arbeitsgruppe internationaler Prägung innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
- Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
- Teilnahme an Projektreffen sowie internationalen Tagungen
- Vergütung und Sozialleistungen basieren auf der Entgeltgruppe 13 (50 %) des Tarifvertrags des öffentlichen Dienstes (TVöD). Abhängig von dem Bewerberprofil und dem Thema der Dissertation kann eine Zulage gezahlt werden.
- Der Umfang der Aufgabenstellung ist so gewählt, dass die Promotion in drei Jahren erfolgreich abgeschlossen werden kann.

Das Forschungszentrum Jülich möchte mehr Mitarbeiterinnen in diesem Bereich beschäftigen. Wir sind daher an der Bewerbung von Frauen besonders interessiert.
Bewerbungen schwerbehinderter Menschen sind uns willkommen.

Bitte senden Sie Ihre Bewerbung – unter Angabe der Kennziffer – an

Herrn Dr. Thomas Grube
Institut für Energie- und Klimaforschung
Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3)
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

E-Mail: th.grube@fz-juelich.de
Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.fz-juelich.de/portal/DE/Karriere/_node.html;
und unter http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3/

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