Modulbeschreibung

Modul: Advanced Fuels

Lehrveranstaltungen:

TitelTypSWSZeitraum
Fortgeschrittene BiokraftstoffeVorlesung1Wintersemester
Kraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität: Rahmenbedingungen, Analyse & BewertungVorlesung1Wintersemester
Nachhaltige KraftstoffeGruppenübung2Wintersemester
Strombasierte Kraftstoffe (PtX)Vorlesung1Wintersemester

Modulverantwortlich:

Prof. Martin Kaltschmitt

Zulassungsvoraussetzungen:

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

Bachelorabschluss in Verfahrenstechnik, Bioverfahrenstechnik oder Energie- und Umwelttechnik

Modulziele / angestrebte Lernergebnisse:

Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden lernen innerhalb des Moduls verschiedene Bereit­stellungspfade zur Herstellung von Advanced Fuels (Biokraftstoffe wie z. B. Alcohol-to-Jet; Strom-basierte Kraftstoffe wie z. B. Power-to-Liquid) kennen. Dazu werden die verschiedenen Verfahrensketten erläutert und die regulatorischen Rahmenbedingungen für eine nachhaltige Kraftstoff­produktion beleuchtet. Hierzu gehören beispielsweise die Anforde­rungen der Erneuerbare-Energien-Richtlinie II sowie die Voraus­setzungen und Aspekte für einen Markthochlauf dieser Kraftstoffe. Für die ganzheitliche Bewertung der verschiedenen Kraftstoff­optionen werden diese abschließend unter ökologischen und ökonomischen Faktoren betrachtet. 

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach erfolgreicher Teilnahme des Moduls in der Lage zur Lösung von Simulations- und Anwendungsaufgaben der erneuerbaren Energietechnik: 

  • Modulübergreifende Lösungsansätze zur Auslegung und Darstellung von Kraftstoffproduktionsprozessen bzw. den entsprechenden Bereitstellungsketten
  • Umfangreiche Analyse verschiedener Kraftstoffbereit­stellungsoptionen in technischer, ökologischer und ökonomischer Sicht

Durch aktive Diskussionen der verschiedenen Themenschwerpunkte innerhalb der Vorlesungen und Übungen des Moduls verbessern die Studierenden das Verständnis und die Anwendung der theoretischen Grundlagen und sind so in der Lage das Gelernte auf die Praxis zu übertragen.

Personale Kompetenzen

Sozialkompetenz

Die Studierenden können wissenschaftliche Aufgabenstellungen fachspezifisch und fachübergreifend diskutieren und gemeinsame Lösungen entwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen über die zu bear­beitende Fragestellung erschließen und sich das darin enthaltene Wissen aneignen. Sie sind fähig in Rücksprache mit Lehrenden ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Fragestellungen und die für die Lösung notwendigen Arbeitsschritte definieren.

Leistungspunkte Modul:

6 LP

Studienleistung:

Klausur

Arbeitsaufwand in Stunden:

Eigenstudium: 110, Präsenzstudium: 70


Lehrveranstaltung: Fortgeschrittene Biokraftstoffe (Vorlesung)

Dozent:

Martin Kaltschmitt

Sprache:

Deutsch & Englisch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

  • Allgemeine Übersicht über verschiedene Advanced Biofuels und deren Prozesspfade (u.a. Gas-to-Liquid, HEFA und Alcohol-to-Jet Prozesse)
  • Herkunft, Herstellung und Verwendung der Kraftstoffe


Literatur:

  • Babu, V.: Biofuels Production. Beverly, Mass: Scrivener [u.a.], 2013
  • Olsson, L.: Biofuels. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007
  • William, L. L.: Distillation Design and Control Using Aspen Simulation; ISBN-10: 0-471-77888-5
  • Perry, R.; Green, R.: Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8th Edition, McGraw Hill Professional, 20
  • Sinnot, R. K.: Chemical Engineering Design, Elsevier, 2014
  • Kaltschmitt, M.; Neuling, U. (Ed.): Biokerosene - Status and Prospects; Springer, Berlin, Heidelberg, 2018

Lehrveranstaltung: Kraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität: Rahmenbedingungen, Analyse & Bewertung (Vorlesung)

Dozent:

Martin Kaltschmitt

Sprache:

Deutsch & Englisch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

Gesamtheitliche Betrachtung der unterschiedlichen Kraftstoffpfade mit u. a folgenden Themenschwerpunkten:

  • Betrachtung der ökologischen Auswirkungen der verschiedenen Kraftstoffe
  • Ökonomische Betrachtung der verschiedenen alternativen Kraftstoffe
  • Regulatorischer Rahmen alternativer Kraftstoffe
  • Zertifizierung von alternativen Kraftstoffen
  • Markteinführungsmodelle alternativer Kraftstoffe

Literatur:

  • European Commission - Joint Research Center (2010): International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook - General guide for Life Cycle Assessment - Detailed guidance. Joint Research Center (JRC) Institut for Environment and Sustainability, Luxembourg
  • Richtlinie (EU) 2018/2001 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 11. Dezember 2018 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen

Lehrveranstaltung: Nachhaltige Kraftstoffe (Gruppenübung)

Dozent:

Martin Kaltschmitt

Sprache:

Deutsch & Englisch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

Anwendung der erlernten theoretischen Kenntnisse aus den jeweiligen Vorlesungen anhand konkreter Aufgaben aus der Praxis

  • Auslegung und Simulation von Teilprozessen der Produktionsprozesse in Aspen Plus ®
  • Ökologische und ökonomische Analyse von Kraftstoffbereitstellungspfaden
  • Einordnung von Fallbeispielen in geltende Regularien

Literatur:

  • Skriptum zur Vorlesung
  • Aspen Plus® - Aspen Plus User Guide

Lehrveranstaltung: Strombasierte Kraftstoffe (PtX) (Vorlesung)

Dozent:

Martin Kaltschmitt

Sprache:

Deutsch & Englisch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

  • Allgemeine Übersicht über verschiedene strombasierte Kraftstoffe und deren Prozesspfade, u.a. Power-to-Liquid Prozess (Fischer-Tropsch-Synthese, Methanol Synthese), Power-to-Gas (Sabatier-Prozess)
  • Herkunft, Herstellung und Verwendung der Kraftstoffe

Literatur:

  • Vorlesungsskript