Es wird derzeit erwartet, dass verschiedene alternative Fahrzeugkonzepte eine wichtige Rolle bei der Verwirklichung einer emissionsfreien Mobilität auf der Straße spielen werden. Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge sind eines dieser Konzepte. Insbesondere für Lkw im schweren Fernverkehr werden große Reichweiten, eine schnelle und zuverlässige Betankung und ein gut ausgebautes Tankstellennetz benötigt. Deshalb fördern europäische Verordnungen und Förderungen den Aufbau eines ersten Netzes von Wasserstofftankstellen.
Wasserstofftankstellen müssen je nach Fahrzeug und der verwendeten Wasserstoffspeichertechnologie sehr unterschiedliche, teilweise extreme Anforderungen wie sehr hohe Drücke oder niedrige Temperaturen erfüllen. Deshalb gibt es eine breite Palette technischer Lösungen, die die Eigenschaften der Tankstelle beeinflussen, z. B. die Energieeffizienz und die Betankungsgeschwindigkeit. Außerdem schreitet die technologische Entwicklung rasch voran. Das Wärmemanagement ist ein zentrales Element bei der Konzeption einer Wasserstofftankstelle, um Ziele wie niedrige Kosten und hohe Zuverlässigkeit bestmöglich zu erreichen. Insofern ist die Entwicklung von optimierten Wärmemanagementkonzepten für Wasserstofftankstellen eine aktuelle Herausforderung. Um eine wirtschaftlich-vorteilhafte Auslegung der Tankstelle vorzunehmen, wird eine thermodynamische Simulation mit einer Wirtschaftlichkeitsbewertung gekoppelt. Aktuell wird die Bewertung / Optimierung der Investition dabei mittels der Kapitalwertmethode vorgenommen. Die Unsicherheiten (z.B. hinsichtlich Markthochläufen oder Nachfrageprofilen) einer solchen langfristigen, strategischen Entscheidung können somit nur durch Szenarien abgebildet werden. Die Entscheidungen der Betreiber erfordert jedoch eine dedizierte Berücksichtigung von Unsicherheit mit Hilfe von Modellen für Investitionsentscheidungen bei Unsicherheit, wie der Realoptionsanalyse.
Im Rahmen einer Bachelor-, Studien- oder Masterarbeit soll hierfür, basierend auf einem Literaturüberblick, ein Bewertungs- / Optimierungsmodell zur wirtschaftlich-vorteilhaften Auswahl von Komponenten einer Wasserstofftankstelle unter Unsicherheit entwickelt werden. Das Modell soll die Investitionsalternativen als Realoptionen abbilden. Durch den Einsatz des Modells sollen Handlungsempfehlungen für eine wirtschaftlich-vorteilhafte Komponentenauswahl gegeben werden. Für die Bearbeitung des Themas ist ggf. ein grundlegendes Verständnis von mathematischer Optimierung erforderlich. Außerdem werden grundlegende Programmierkenntnisse (z. B. Python) empfohlen.
Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Tjard Bätge