Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)

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ITAS 08-20 Masterarbeit zum Thema: Bottom-up LCA einer neuartigen Salzbatterie-Energiezelle als Alternative zu lithiumbasierten Systemen

Bereich

Abschlussarbeiten (Bachelor- und Masterarbeiten)

Tätigkeitsbeschreibung

Kostengünstige und umweltfreundliche Batterietechnologien gelten als wichtige Säule für eine erfolgreiche Energiewende. Die SaltBatterie (Na/MCl2) stellt eine solche potenzielle Technologie dar, welche eine Alternative zu gängigen Li-basierten Systemen bietet. Für eine neuartig entwickelte Batteriezelle dieses Typs soll auf Basis von Primärdaten eine Ökobilanz durchgeführt werden, die alle Lebensphasen von der Rohstoffproduktion, der Herstellung von Zellen, Nutzung und Recycling berücksichtigt. Hierbei ist ein Fokus auf den Herstellungsprozess der Zellen bei steigenden Produktionsraten vorgesehen.

Die Anwendungsphase für stationäre Anwendungen (z.B. PV-Eigenverbrauchssteigerung) sowie des Recyclings erfolgen soweit wie möglich explorativ auf Basis existierender Literatur und Gesprächen mit Firmen, die dieses Recycling bereits ausführen oder sich darauf vorbereiten. Dabei sind alle relevanten Energie-, Material-, Wasser- und Stromflüsse entlang des Lebenszyklus zu berücksichtigen. Es ist entscheidend die Ökobilanz auf robuste Lebenszyklus-Inventardaten (LCI) für Vorketten zu stützen, weshalb ein stetiger und enger Austausch mit Industriepartnern vorgesehen ist. Die Ergebnisse sollen soweit wie möglich und sinnvoll mit anderen marktgängigen Li-basierten Systemen verglichen werden (z.B. NMC und LFP). Hierzu werden entsprechende Datensätze aus Vorarbeiten seitens des ITAS zur Verfügung gestellt. Die Arbeit ist geplant als Kooperation mit der Firma Battery Consult AG und KIT-ITAS.

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

  • Literaturreview zur Ökobilanzierung von SaltBatteriezellen.
  • Durchführung einer Ökobilanz zu SalzBatteriezellen.
  • Vergleich der Ergebnisse mit Li-basierten Systemen hinsichtlich der Herstellungsaufwände
  • Exemplarisch wird ein Vergleich der neuartigen Zellen in einem Anwendungsgebiet unter Berücksichtigung des Recyclings (je nach Möglichkeiten quantitative oder qualitative) durchgeführt
  • Dokumentation und kritische Reflexion
Persönliche Qualifikation

  • Studierende der Fachrichtungen Wirtschaftsingenieurswesen, Maschinenbau oder ähnlicher Fachrichtungen
  • Erfahrungen im Bereich LCA sind sehr vorteilhaft
  • Grundsätzliches technisches und ökonomisches Verständnis von Energiespeichertechnologien
  • Gute Kenntnisse von MS Office, insb. Excel
  • Eigenverantwortliche und ergebnisorientierte Arbeitsweise

 

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Wissenschaftliche Mitarbeiterin/Wissenschaftlicher Mitarbeiter (w/m/d), Fachrichtung Sozialwissenschaften, Soziologie oder Politikwissenschaften

Bereich

Wissenschaftler / Ingenieure (Master) (w/m/d)

Tätigkeitsbeschreibung

Sie arbeiten in dem Drittmittelprojekt "TRANSENS" im Themenschwerpunkt Endlager-Governance der ITAS-Forschungsgruppe "Endlagerung als soziotechnisches Projekt" mit. Hierbei führen Sie u.a. Leitfaden-Interviews durch, werten diese aus und verfassen Arbeitsberichte im Team. Die Weiterentwicklung von Projektideen und das Aufarbeiten des Forschungsstandes zur soziotechnischen Endlagerforschung sowie die Präsentation auf Konferenzen gehören ebenfalls in Ihr Aufgabengebiet. Es besteht die Möglichkeit zur transdisziplinären Forschung mit Bürgerinnen und Bürgern.

Persönliche Qualifikation

Sie verfügen über ein Hochschulstudium (Diplom (Uni)/Master) der Fachrichtungen Sozialwissenschaften, Soziologie, Politikwissenschaften oder einer vergleichbaren Studienrichtung sowie über mehrjährige Erfahrungen und fundierte Methodenkenntnisse in der empirischen Sozialforschung und der Endlagerforschung. Interesse an der aktuellen deutschen Entsorgungspolitik und die Bereitschaft zur Auseinandersetzung mit einem hochpolitisierten Technikkonflikt setzen wir voraus. Kenntnisse in der problemorientierten Forschung im Bereich der Sozialwissenschaften und in der Governance-Forschung sowie Interesse an Technikfolgenabschätzung sind von Vorteil. Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift und eine hohe Teamfähigkeit runden Ihr Profil ab.  

Entgelt

EG 13, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind. 

 

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Juristin/Jurist (w/m/d)

Bereich

Wissenschaftler / Ingenieure (Master) (w/m/d)

Tätigkeitsbeschreibung

Sie arbeiten wissenschaftlich im BMWi-Projekt TRANSENS mit. Hierzu kommentieren Sie Rechtsvorschriften des Standortauswahlgesetzes, analysieren bestehende Rechtsvorschriften, werten Gesetzgebungsmaterialien aus und entwickeln hieraus rechtspolitische Vorschläge. Die Erarbeitung von Materialien und Vorträgen sowie die Erstellung von Publikationen gehören ebenfalls in Ihr Aufgabengebiet. Es besteht die Möglichkeit zur interdisziplinären Zusammenarbeit und zur transdisziplinären Forschung mit Bürgerinnen und Bürgern.

Persönliche Qualifikation

Sie verfügen über das erste juristische Staatsexamen und Fachkenntnisse im Staats- und Verwaltungsrecht. Die Bereitschaft zur Mitarbeit in einem interdisziplinären Projektteam setzen wir voraus. Fachkenntnisse auf dem Gebiet Umwelt- und Planungsrecht sind von Vorteil. Sehr gutes Ausdrucksvermögen in Wort und Schrift runden Ihr Profil ab.

Entgelt

EG 13, sofern die fachlichen und persönlichen Voraussetzungen erfüllt sind. 

 

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ITAS 07-20 Masterarbeit zum Thema: Synthetisieren von Ökosystemdienstleistungen von urbanen Bäumen und Wäldern in Karlsruhe und umliegenden Gemeinden

Bereich

Abschlussarbeiten (Bachelor- und Masterarbeiten)

Tätigkeitsbeschreibung

Innerhalb des Projekts „GrüneLunge: Inter- und transdisziplinäre Entwicklung von Strategien zur Erhöhung der Resilienz von Bäumen in wachsenden Städten und urbanen Regionen“ soll eine Methodik entwickelt werden, um den Ausgleich von Ökosystemdienstleistungen von urbanen Bäumen und Wäldern zwischen der Stadt Karlsruhe und umliegenden Gemeinden zu beurteilen. Die Idee des Ausgleichskonzepts: Gemeinden wie Rheinstetten können der Stadt Ökosystemdienstleistungen bieten und im Gegenzug kulturelle Dienstleistungen oder finanzielle Entschädigungen für die Erweiterung oder den Erhalt der Grünflächen erhalten.

Ökosystemdienstleistungen werden entsprechend dem Millennium Ecosystem Assessment (MEA, 2005) in vier Kategorien eingeteilt: 1) Bereitstellend, 2) Regulierend, 3) Unterstützend und 4) Kulturell. Untersuchungen zu Ökosystemdienstleistungen von städtisches Bäumen und Wäldern werden anhand der Vorgaben durch die Economics and Ecosystem of Biodiversity (TEEB) Initiative. Im Projekt wurden die Ökosystemdienstleistungen von städtischen Bäumen und Wäldern in Karlsruhe und Rheinstetten bereits in den vier Kategorien ermittelt.

Der Fokus der Masterarbeit liegt auf dem Synthetisieren der ermittelten Ökosystemdienstleistungen. Es soll untersucht werden, ob und wie alle Ökosystemdienstleistungen quantifiziert werden können. Ein Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Frage, ob und wie kulturelle Ökosystemdienstleistungen quantifiziert werden können. Des Weiteren sollen alle Ökosystemdienstleistungen in eine „gemeinsame Währung“ wie beispielsweise ein Punktesystem bzw. in Ökopunkte überführt werden. 

Die Ergebnisse der Masterarbeit fließen in das Ausgleichskonzept ein.

Mehr Informationen zum Projekt finden Sie hier: https://www.itas.kit.edu/projekte_saha18_grulu.php und hier: www.projekt-gruenelunge.de

Die Masterarbeit sollte in Vollzeit am ITAS durchgeführt werden.

Ihre Aufgabe umfasst im Rahmen der genannten Themenbeschreibung unter anderem:

  • Literatur-Recherche
  • Datenbankverwaltung und Datenanalyse
  • Kalkulation von Ökopunkten bzw. einer anderen “Währung”

Senden Sie bitte ein Motivationsschreiben (max. 2 Seiten) zusätzlich zu Ihrem Lebenslauf und dem Nachweis vorangegangener Zeugnisse ein. Es werden ausschließlich Online-Bewerbungen akzeptiert.

Persönliche Qualifikation

Studierende der Fachrichtungen Forstwissenschaften, Geoökologie, Umweltwissenschaften oder ähnlicher Fachrichtungen

Wünschenswert: ein grundsätzliches Verständnis von ecosystem services, quantification of ecosystem services, urban ecology, urban forestry, and social-ecology, statistics, database management and remote sensing

  • Erfahrungen im Umgang mit MS Office-Anwendungen (Word, Excel, Outlook, ACCESS) und Literaturprogrammen (z.B. Citavi, EndNote), ArcGIS/QGIS, SPSS/R)
  • Fließende Deutschkenntnisse in Wort und Schrift sind verpflichtend, gute Sprachkenntnisse in Englisch sind wünschenswert
  • Zuverlässige, eigenverantwortliche und ergebnisorientierte Arbeitsweise

 

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ITAS 06-20 Master Thesis: Integrated water-waste and energy management systems for community housing in Latin American countries

Bereich

Abschlussarbeiten (Bachelor- und Masterarbeiten)

Tätigkeitsbeschreibung

Urbanization is one of the core challenges for many cities in Latin America, fueled mainly by rural immigrants. It is coupled with an increasing demand for limited resources such as water, energy, and food. In addition, a sustainable treatment of solid waste and wastewater is also required, at aiming to minimize impacts on health and environment. Current systems fails to satisfy these demands.

To overcome the obstacles of the current water, energy and waste systems, an integrated management of the different resources seems to be a promising solution for the sustainable metabolism of the city. Such a system could help to implement a circular economy on a community level. However, the shape of such a system is influenced by a set of different factors, like climate conditions, socio-economic conditions or legal frame.

The aim of the master thesis is three-fold: 1) to analyze the current system water, energy and waste system regarding material and energy flows, involved stakeholders within a neighborhood; 2) to develop an integrated water-energy-waste system for that neighborhood, taking into account the climate conditions, socio-economic and legal conditions; 3) to analyze the proposition regarding selected indicators.

The precise neighborhood to be investigated still to be fixed; presumably, it will be situated either in Chile or Mexico.      

Your task includes:

  • Identification of existing urban infrastructure to define crucial local problems (e.g., water scarcity, energy backup, improvement of waste management systems) that new settlements can face in the chosen city.
  • Design of a detailed material flow management models for decision-making in order to prioritize selected technologies for a minimal sizing and maximal sizing of an efficient integrated water-waste and energy management.
Persönliche Qualifikation

  • Students of geo-environmental sciences, urban/spatial planning, renewable energy, energy technologies, environmental engineering, or similar subjects.
  • Good command of English, as the official language of the thesis. Spanish knowledge is a valuable asset but not a requisite.
  • Basic technical and economic understanding of the related system mentioned, as well as for material flow analysis.
  • Good knowledge of MS Office.
  • Independent and result-oriented way of working.
  • Interdisciplinary approach to handle multi-perspective issues.
  • Critical reflection on issues encountered.

 

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ITAS 05-20 Masterarbeit zum Thema: Klassifizierung von Anwendungsgebieten für Batteriespeicher für technoökonomische und technoökologische Analysen

Bereich

Praktikanten (w/m/d)

Tätigkeitsbeschreibung

Kostengünstige und umweltfreundliche Batterietechnologien gelten als wichtige Säule für eine erfolgreiche Energiewende. Es gibt heutzutage eine Vielzahl an Batterietechnologien, welche je nach Eigenschaft für unterschiedliche Anwendungsgebiete geeignet sind. Ein direkter Vergleich unterschiedlicher Technologien wie blei- oder lithiumbasierte Technologien ist deshalb nur bedingt sinnvoll. Vielmehr müssen anhand von ausgewählten Anforderungsparametern, wie z.B. C-Raten, volumetrische sowie gravimetrische Energiedichte, unterschiedliche Anwendungsgebiete klassifiziert werden, um zu identifizieren wo ein entsprechender Vergleich sinnvoll ist. Dies erlaubt es eine fundierte und differenzierte Aussage über die verschiedenen Technologien und ihre Anwendbarkeit zu treffen. Im Rahmen der Masterarbeit sollen in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner entsprechende Anwendungsgebiete anhand ausgewählter Parameter definiert werden. In weiterer Folge soll anhand von Entscheidungsunterstützungsmethoden identifiziert werden, welche Technologien sich für das jeweilige Anwendungsgebiet eignen und ein detaillierter Vergleich sinnvoll erscheint. Exemplarisch soll ein Vergleich von Batteriespeichern in einem Anwendungsgebiet durchgeführt werden, um weiter Datenlücken oder Problemfelder zu identifizieren. Die Arbeit ist geplant als Kooperation mit der Firma Hoppecke und RWTH Aachen.

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

  • Literaturreview zum techno-ökonomischen sowie ökologischen Vergleich von Batteriespeichern in unterschiedlichen Anwendungsgebieten.
  • Entwicklung und Identifizierung von Anforderungskritierien für ausgewählte Batterieanwendungen
  • Definition bzw. Quantifizierung der Anforderungskritierien und Entwicklung repräsentativer Anwendungsgebiete
  • Gestaltung eines vereinfachten Modells für die Entscheidungsfindung, um ausgewählte Technologien für identifizierte Anwendungsgebiete zu priorisieren, welche in weiterer Folge im Detail verglichen werden können.
  • Exemplarisch wird ein Vergleich von Batterie-Speicher in einem Anwendungsgebieten durchgeführt
  • Dokumentation und kritische Reflexion
Persönliche Qualifikation

  • Studierende der Fachrichtungen Wirtschaftsingenieurswesen, Informatik, Mathematik oder ähnlicher Fachrichtungen
  • Erfahrungen im Operations Research sind sehr vorteilhaft
  • Grundsätzliches technisches und ökonomisches Verständnis von Energietechnologien
  • Gute Kenntnisse von MS Office, insb. Excel
  • Eigenverantwortliche und ergebnisorientierte Arbeitsweise

 

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