Motivation / Hintergrund der Aufgabenstellung

Die Nutzung innerbetrieblicher Abwärme stellt einen zentralen Hebel zur Dekarbonisierung industrieller Energieversorgungssysteme dar. In der Automobilproduktion stehen Abwärmequellen mit stark variierenden Temperaturniveaus, Verfügbarkeiten und räumlichen Strukturen zur Verfügung. Während technische Integrationspfade zunehmend untersucht werden, fehlt häufig eine fundierte Bewertung der damit verbundenen wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen unter realen Standortbedingungen. Eine strukturierte Analyse, die reale Abwärmedaten mit anerkannten Bewertungsgrößen kombiniert und verschiedene Integrationsoptionen vergleichbar macht, ist für Transformationsentscheidungen der Industrie essenziell.

Aufgabenstellung / Aufgabenschwerpunkt

Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Entwicklung eines Bewertungsmodells zur techno-ökonomischen und ökologischen Analyse verschiedener Abwärmeintegrationspfade in bestehende industrielle Energieversorgungssysteme (Brownfield). Als Grundlage dienen reale Abwärmedaten, die zur Definition und Parametrisierung der Szenarien herangezogen werden. Darauf aufbauend sollen unterschiedliche Integrationsoptionen hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Emissionen und primärenergetischem Aufwand verglichen werden. Die Arbeit lehnt sich strukturell an etablierte Bewertungsmethoden an (z. B. VDI 2067, VDI 6025, VDI 4600), überträgt diese jedoch sachgerecht auf den Kontext industrieller Abwärmenutzung.

Schwerpunkte der Arbeit sind:

• Datenanalyse: Aufbereitung und Analyse realer Abwärmedaten (Temperaturniveaus, Massenströme, zeitliche Verfügbarkeiten, räumliche Zuordnung in der Fabrik).
• Ökonomische Bewertung: Ableitung relevanter Zahlungsströme und Einsparwirkungen (z. B. vermiedener Brennstoffeinsatz, vermiedene Netzenergie, vermiedene Spitzenlasten, Betriebskosten), Herleitung von Vollkosten, Amortisation oder LCOH.
• Ökologische Bewertung: Quantifizierung der betrieblichen Treibhausgasemissionen der verschiedenen Integrationspfade auf Basis spezifischer Emissionsfaktoren.
• Primärenergetische Bewertung: Berechnung des Primärenergiebedarfs verschiedener Versorgungskonzepte nach VDI 4600.
• Szenarienbildung: Entwicklung geeigneter Bewertungsszenarien im Brownfield-Kontext (z. B. keine Abwärmeintegration, zentrale Abwärmeintegration (seriell/parallel), dezentrale Abwärmeintegration).
• Sensitivitätsanalyse: Bestimmung wesentlicher Einflussfaktoren (Temperaturhub, Energiepreise, CO₂-Faktoren, Lastprofile) und Bewertung der Robustheit der Ergebnisse.

Inhaltliche Aufteilung

0 % Experimentell | 30 % Recherche | 40 % Theoretisch/Konzeptionell | 30 % Datenanalyse/Modellierung | 0 % Konstruktion

Voraussetzungen

• Studium im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen, Maschinenbau, Informatik, Chemieingenieurwesen oder verwandter Fachrichtungen
• Interesse an Energiewirtschaft, industriellen Transformationspfaden und ökologischen Bewertungskonzepten
• Grundkenntnisse in Thermodynamik und Energietechnik von Vorteil
• Sicherer Umgang mit Excel, Python oder vergleichbaren Tools zur quantitative Analyse
• Fähigkeit zum eigenständigen, strukturierten wissenschaftlichen Arbeiten