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Ausschreibender Bereich: IEK-3 - Techno-ökonomische Systemanalyse
Kennziffer: 2021M-051, (Wirtschafts-)Ingenieurswesen

Masterarbeit: Modellierung und Simulation des zukünftigen deutschen Wasserstoffnetzes bis 2030

Hintergrund
Das Institut für techno-ökonomische Systemanalyse (IEK-3) des Forschungszentrums Jülich unterstützt mit seinen Modellen und Analysen Entscheidungsträger aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft dabei, die Treibhausgasemissionen des Energiesystems zu reduzieren.

Inhalt
Wasserstoff kann als Schlüssel zur Kopplung der Energiesektoren Verkehr, Strom und Wärme wesentlich zur Erreichung der (inter-)nationalen Klimaziele beitragen. Wasserstoffnetze können dabei helfen große Mengen Wasserstoff kosten-effizient zu transportieren und die Differenzen zwischen Produktion und Nachfrage in angeschlossenen Speichern zu puffern. Die Netze können zum Teil aus umgestellten Erdgas-Pipelines und zum Teil aus neuen Wasserstoff-Pipelines bestehen. Bereits früh in der Konzeptualisierung solcher H2-Netze besteht Bedarf mögliche Alternativen gegeneinander zu prüfen, Engpässe zu erkennen und die Netze nachhaltig und kosteneffizient zu entwickeln. Simulation und Optimierung sind daher essenzielle Werkzeuge zur Analyse und Bewertung.

Ziel dieser Arbeit ist, die Analyse der physikalischen Kapazitäten und Betriebszustände des durch die Fernnetzbetreiber (FNB) vorgeschlagenen Initialnetzes Deutschland durchzuführen. Dabei handelt es sich genauer um die in der Grüngasvariante 2030 im Netzentwicklungsplan Gas 2020 vorgeschlagenen Maßnahmen. Zu diesem Zweck, sollen zunächst das Netz sowie Nachfrage- und Produktionsstandorte geodatenbasiert zusammengetragen und modelliert werden. Anschließend sollen geeignete Lastfälle generiert und mittels eines internen Simulationstools analysiert werden.

Aufgabenbeschreibung

  • GIS-basierte Erstellung eines Initialnetz-Datensatzes basierend auf den Maßnahmen der Grüngasvariante 2030 des Netzentwicklungsplan Gas 2020
  • Recherche der relevanten Produktions- und Nachfragepunkt
  • Erzeugung von Lastfällen basierend auf obiger Recherche und internen Daten
  • Analyse der Lastfälle im Hinblick auf Netzeignung, Reserven für den Anschluss weiterer Standorte und etwaiger Druckschwankungen im Betrieb

Anforderungen

  • Studium des (Wirtschafts-)Ingenieurswesens oder eines vergleichbaren Studiengangs
  • Vorkenntnisse in Python, GIS-Systemen und mathematischer Optimierung sind ein Plus
  • Interesse an energietechnischen und energiewirtschaftlichen Fragestellungen
  • Selbstständige und analytische Arbeitsweise

Unser Angebot

  • Eine vielseitige, hochmotivierte Arbeitsgruppe internationaler Prägung innerhalb einer der größten Forschungseinrichtungen in Europa
  • Eine hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
  • Die Möglichkeit der aktiven Mitgestaltung des Energiesystems der Zukunft
  • Intensive Betreuung der Arbeit im Home-Office und in Abhängigkeit von den Rahmenbedingungen auch vor Ort

Ansprechpartner
Tobias Triesch (M.Sc. Verfahrenstechnik RWTH/M.Sc. Chemical Engineering RWTH)
Institut für Energie- und Klimaforschung
IEK-3: Technoökonomische Systemanalyse
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

E-Mail: t.triesch@fz-juelich.de
Internet: http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3