Doktorarbeit: Techno-ökonomische Bewertung der Kostenreduktionspotenziale von sauren und alkalischen Elektrolysesystemen

Für unser Institut für Energie- und Klimaforschung, Bereich Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3) suchen wir schnellstmöglichst eine/n Doktoranden/in (mit der Fachrichtung Maschinenbau oder einem vergleichbaren Studiengang) für eine dreijährige Promotionsarbeit.

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 (insbesondere Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen) als notwendig angesehen. Deren fluktuierendes Aufkommen erfordert weiterentwickelte Lösungen großtechnischer Energiespeicherung. Die Umwandlung von Strom in Wasserstoff mittels Elektrolyse, auch Power-to-Gas genannt, bietet eine vielversprechende technische Lösung dazu, mittels derer gleichzeitig CO2-Reduktionen in weiteren Energiesektoren wie beispielsweise dem Verkehr erreicht werden können. Die praktische Umsetzbarkeit dieser technisch geeigneten Option wird insbesondere durch ihre Wirtschaftlichkeit bestimmt. Diese hängt maßgeblich von den Investitionskosten des Elektrolysesystems ab. Aufgrund dessen ist eine technisch fundierte Bestimmung der Entwicklung der Investitionskosten auf Basis des technologischen Fortschritts sowie der Material- und Produktionskosten ein wichtiger Indikator. Dies soll technologieübergreifend sowohl für die bereits etablierte alkalische als auch für die neuere saure PEM-Elektrolyse erfolgen.

Aufgabengebiet:
Bestimmung von technik-basierten Kostenfunktionen für zukünftige PEM und alkalische Elektrolysesysteme:

• Detaillierte Aufstellung der Bestandteile der verschiedenen Elektrolysesysteme, Ermittlung des technischen Entwicklungspotenzials der einzelnen Bestandteile sowie Aufschlüsselung der Herstellungskosten in Werkstoff- und Produktionskosten
• Die Datengrundlage soll dabei neben der Literaturrecherche insbesondere durch enge Kooperation mit der am Institut vorhandenen Expertise sowie mit Industriekontakten erarbeitet werden
• Daraus abgeleitet sollen die Kostenentwicklung der einzelnen Komponenten in Abhängigkeit der technischen Entwicklung sowie von Skaleneffekten und Materialkostenpreisen abgeschätzt werden
• Zusammenführen der Kostenfunktionen zu einer Gesamtfunktion, welche die Kostenentwicklung beider Elektrolysetechnologien in Abhängigkeit des technologischen Fortschritts und von Skalierungsfaktoren aufzeigt
• Beurteilung der Ergebnisse für beide Technologieoptionen hinsichtlich des zukünftigen Einsatzes in einem elektrolysebasierten Energiesystem
Erfassung von Betriebskosten bzw. Kosten im Standby für die einzelnen Systemvarianten

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik

Abschlussart

Dissertation

Ansprechpartner/in

Name: Herr Dr.-Ing. Martin Müller

Branche

Forschung und Entwicklung

Anforderungen

• Mit mindestens gut abgeschlossenes Hochschulstudium des Maschinenbaus oder eines vergleichbaren Studiengangs
• Anspruch ihre Ergebnisse in internationalen Journals zu veröffentlichen
• Fundierte Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift
• Ausgeprägte Fähigkeit zur kooperativen Zusammenarbeit mit internen und externen Projektpartnern
• Hohe Flexibilität und großes Engagement

Zusatzinformationen

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-3)
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich
Germany

Kennziffer: D164/2015

Unser Angebot:

• Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
• Teilnahme an Projekttreffen sowie internationalen Tagungen
• Weiterentwicklung Ihrer persönlichen Stärken, z.B. durch ein umfangreiches Trainingsangebot
• Mitarbeit in hochrangigen Organisationen wie beispielsweise der internationalen Energieagentur
• 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.

Leistungen

Finanzielle Unterstützung

› TVöD