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ITAS 09-2022 Master Thesis: Social life cycle assessment of Sodium Ion batteries

Category

Final Thesis (Bachelor and Master Thesis)

Job description

Within the ongoing energy transition, increasing amounts of Lithium-Ion secondary batteries (LiB) and new Sodium-ion batteries (SIB) will be needed for stationary and mobile applications. This goes along with concerns about resource availability and environmental impacts associated with raw material mining, but also about possible social implications. A good example for the latter is cobalt, whose mining is repeatedly being related with poor working conditions, exploitation and child labour. In general, several works exist that quantify the environmental impacts of LiB and (though to a lower extent) for SiB. In contrast, no assessment of possible social impacts of the entire life cycle has yet been made for both. Within the suggested Thesis, different types of sodium ion and lithium-ion batteries shall be assessed using existing data under environmental aspects via social Life Cycle Assessment (s-LCA). The work will be based on the new social LCA database PSILCA / SOCA developed by GreenDelta for openLCA. Therefore, it requires a good understanding of the LCA methodology and, if possible, the ecoinvent database. After thorough familiarisation with the PSILCA database and the underlying methodology, social impact factors shall be added to existing inventory models. This might require also an analysis of the origins of the different raw materials required for the batteries. Social impacts shall be calculated on this basis for batteries of different battery types, providing an idea of the potential social benefits and corresponding hotspots, but also of the general applicability of the PSILCA methodology for social impact assessment of battery processes.   

In particular, the work comprises the following tasks:

  • Review of existing publications on social LCA of energy storage and raw materials (e.g. metals)
  • Familiarisation with s-LCA methodologies and the PSILCA database
  • Determination of raw material origins and main destinies of waste batteries (material flow analysis)
  • Implementation of social factors in existing inventories on battery modelling linking with PSILCA database in openLCA
  • Quantification of potential social impacts or benefits and consideration of a sensitivity analysis.
  • Critical reflection of the outcomes

Personal qualification

  • Students of industrial engineering, process, social sciences, system analysis or similar disciplines
  • Good technical understanding,
  • First experience with LCA and OpenLCA is advantageous.
  • Skilled in MS- Office (Excel and Word),
  • very good English.
  • Organised and reliable, working independently and self-motivated

 

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ITAS 08-2022 Masterarbeit zum Thema: Kritischen Erfolgsfaktoren für die saisonale thermische Energiespeicherung im Rahmen der Energiewende

Category

Final Thesis (Bachelor and Master Thesis)

Job description

Saisonale Thermische Energiespeicher auf allen Ebenen (dezentral oder zentral) werden eine tragende Rolle im Rahmen der Energiewende spielen, um die Abhängigkeit als auch Umweltauswirkungen von fossilen Rohstoffen wie Erdgas zu minimieren. Der Einsatz dieser Speicher wird bestimmt durch das benötigte Temperaturniveau, das Speichermedium und die Energiedichte. Derzeit ist jedoch weitestgehend unklar, wie sich in der Entwicklung befindliche Speicher auf den Markt gebracht werden können, welche Einsatzgebiete es gibt und welche potenziellen Hürden hierfür berücksichtigt werden müssen. Unabhängig wird davon ausgegangen, dass die Gestaltung und Auswahl neuer Technologien auf gesellschaftlichen Bedürfnissen beruht. Dies stellt ein komplexes Entscheidungsproblem unter großer Unsicherheit dar, das durch die vielfältigen Erwartungen an saisonale thermische Energiespeicher unterschiedlicher Interessengruppen unterstrichen wird (Hersteller eines Speichers, Nutzer oder Energieversorger). Hierfür soll eine Untersuchung auf Basis einer konstruktiven Technikfolgenabschätzung durchgeführt werden, um gemeinsam mit relevanten Akteure Erwartungshaltungen zu formulieren und in den Technologieentwicklungsprozess zu übersetzen. Die Arbeit wir in Kooperation zwischen dem Kompetenzzentrum Thermische Energiespeicher der Hochschule Luzern und dem Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des Karlsruher Institutes für Technologie durchgeführt.

Ihre Aufgabe umfasst im Rahmen der genannten Themenbeschreibung und in enger Zusammenarbeit mit allen Partnern:

  • Literaturreview zum saisonalen thermischen Energiespeichern in unterschiedlichen Anwendungsgebieten.
  • Befragung relevanter Akteure in der Energiewirtschaft und weiteren zu identifizierenden Stakeholdern
  • Entwicklung, Identifizierung und Bewertung von Anforderungskriterien und Erfolgsfaktoren für ausgewählte Anwendungen und entsprechenden Technologien
  • Untersuchung der Hindernisse für die Verbreitung von saisonalen thermischen Energiespeichersystemen
  • Analyse der Relevanz der Kanäle für den Wissenstransfer zwischen den wesentlichen Akteuren
  • Dokumentation und kritische Reflexion

Personal qualification

  • Studenten der Fachrichtungen Wirtschaftsingenieurswesen, Wirtschafts- und Naturwissenschaften oder ähnlicher Fachrichtungen
  • Grundsätzliches technisches und ökonomisches Verständnis von thermischen Energietechnologien und Energiewirtschaft
  • Erfahrungen im Bereich Interviewerstellung und Bereitschaft zu inter- und transdisziplinären Arbeiten
  • Gute Kenntnisse von MS Office, insb. Excel
  • Eigenverantwortliche und ergebnisorientierte Arbeitsweise

 

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