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Lehrstuhl für Operations Management,
Fakultät für Wirtschafts-wissenschaften,
RWTH Aachen University,

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Art	Titel	Betreuer
BA/MA	Analyse von Politik und Regulierung für das Chemische Recycling zur Ermöglichung einer mehrdimensionalen Kreislaufwirtschaft	Schleier, J.	+
	Diese Arbeit konzentriert sich auf die Analyse von Politiken und Vorschriften im Bereich des chemischen Recyclings, um eine mehrdimensionale Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen. Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis der aktuellen Regulierungslandschaft zu schaffen und Lücken, Herausforderungen und Chancen zu identifizieren, die die Einführung von chemischen Recyclingtechnologien beeinflussen. Die Forschung wird untersuchen, wie die Politik die ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Dimensionen der Kreislaufwirtschaft unterstützen kann. Zu den Aufgaben gehört die Untersuchung relevanter politischer Dokumente, rechtlicher Rahmenbedingungen und industrieller Praktiken, um ihre Auswirkungen auf nachhaltige Innovationen zu bewerten. Mögliche Ergebnisse sind Empfehlungen zur Verbesserung der Vorschriften, um das chemische Recycling als Eckpfeiler einer Kreislaufwirtschaft zu fördern.
BA/MA	Analyse von Stakeholder- und Wertschöpfungsnetzwerken in der chemischen Industrie	Klopfer, A.	+
	Weitere Informationen auf Anfrage.
BA/MA	Chemisches Recycling: Entwicklungsperspektiven in Europa und Deutschland - Erkenntnisse aus Wissenschaft und Praxis	Schleier, J.	+
	Chemisches Recycling hat sich als wesentlicher Technologiepfad beim Übergang zur Kreislaufwirtschaft erwiesen, indem es Lösungen für die Verarbeitung komplexer und kontaminierter Abfallströme, die das mechanische Recycling nicht bewältigen kann, bietet. In dieser Arbeit sollen verschiedene chemische Recyclingtechnologien umfassend untersucht und ihre Fortschritte, Effizienz, Skalierbarkeit und Integration in bestehende Abfallwirtschaftssysteme in Europa und Deutschland analysiert werden. Durch die Analyse dieser Prozesse wird die Studie ihre Rolle bei der Bewältigung der Herausforderungen bei der nachhaltigen Behandlung von Abfällen erforschen, potenziell unterstützt durch Erkenntnisse aus Experteninterviews mit Forschern, Fachleuten aus der Industrie und politischen Entscheidungsträgern. Ein Hauptaugenmerk liegt auf dem Verständnis der technischen Hürden, wie z.B. Energiebedarf und Produktqualität, sowie auf den politischen Rahmenbedingungen, die ihre Einführung und Verbreitung beeinflussen. Im Rahmen der Arbeit werden industrielle Fallstudien und Pilotprojekte kritisch bewertet, um die ökologischen, wirtschaftlichen und praktischen Auswirkungen dieser Technologien zu beurteilen. Durch die Kombination von wissenschaftlichen Erkenntnissen und praktischen Anwendungen soll die Arbeit eine umfassende Perspektive auf das Potenzial chemischer Recyclingtechnologien zur Förderung von Innovation und Nachhaltigkeit in der europäischen und deutschen Abfallwirtschaft bieten.
BA/MA	Die Rolle von Reverse Logistics bei der Gestaltung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe	Schleier, J.	+
	In dieser Arbeit soll die Rolle des Reverse Logistics bei der Förderung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe untersucht werden, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Systemintegration von chemischen Recyclingtechnologien liegt. Ziel ist es, die vorhandene Literatur zur Rücknahmelogistik zu analysieren und zusammenzufassen, um ihr Potenzial für die Schaffung integrierter Kreislaufwirtschaftssysteme zu bewerten. Dazu gehört auch die Untersuchung der Interaktion von Recyclingsystemen mit weiteren Netzwerken und die Identifizierung wichtiger Integrationspunkte. Im Rahmen der Arbeit sollen Modelle für die Gestaltung von Reverse-Logistik-Netzwerken untersucht und verglichen werden, wobei der Schwerpunkt auf ihrer Optimierung im Hinblick auf ökologische, wirtschaftliche, betriebliche und systemische Aspekte liegt. Besonderes Augenmerk wird darauf gelegt, wie diese Netzwerkdesigns in die Recycling-Infrastruktur integriert werden können, um sowohl die Kreislaufwirtschaft als auch die offene Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe zu verbessern. Ziel ist es, Herausforderungen und Möglichkeiten zur Verbesserung von Rücknahmelogistiksystemen und Netzwerkdesigns zu identifizieren und ihre nahtlose Integration in die Kreislaufwirtschaft zu unterstützen. Dieses Projekt ist ideal für Studenten mit Interesse an Nachhaltigkeit, Logistik, Systemintegration oder Systemmodellierung.
BA/MA	Umsetzung einer lokalen Bioökonomie in Nordrhein-Westfalen – Stoffstromanalyse für eine biobasierte Plastikproduktion	Vierzigmann, N.	+
	Bei der Suche nach nachhaltigen Lösungen für die globalen Herausforderungen der Ressourcenknappheit, Umweltverschmutzung und des Klimawandels wird das Konzept der Bioökonomie als vielversprechende Alternative zur derzeit fossilbasierten Wirtschaftsweise angesehen. Dabei verfolgt die Landesregierung in NRW ambitionierte Ziele zur Umsetzung einer Bioökonomie-Strategie: NRW soll, unterstützt durch den Bioökonomierat NRW, zu einem überregional anerkannten Zentrum für nachhaltige und innovative Lösungen aus der Bioökonomie entwickelt werden. Besonders der Plastiksektor bietet hierbei großes Potenzial, da er sowohl erhebliche Umweltbelastungen verursacht als auch der Großteil der heutigen Plastikproduktion aus primären, fossilen Quellen stammt. , Da Prognosen von einer möglichen Verdreifachung der weltweiten Kunststoffproduktion bis 2060 ausgehen, ist eine grundlegende Transformation des Plastiksektors notwendig, um entsprechende Klimaziele einzuhalten. Die Umstellung auf eine biobasierte und lokal ausgerichtete Kunststoffproduktion bietet dabei erhebliche Chancen: Sie reduziert die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen und kann zur Senkung der Treibhausgasemissionen beitragen, während sie gleichzeitig die regionale Wirtschaft stärkt und lokale Biomassequellen effizient nutzt. Die Transformation hin zu einer biobasierten Plastikproduktion im Rahmen der Umsetzung einer Bioökonomie ist jedoch standortabhängig und muss an die lokalen Gegebenheiten angepasst werden. Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel der Bachelor-/Masterarbeit darin, die Umsetzung einer lokalen Bioökonomie für den Plastiksektor in NRW zu untersuchen. Durch die Erarbeitung einer umfassenden Stoffstromanalyse sollen aktuelle Daten erhoben und zukünftige Szenarien dargestellt werden, um konkrete Handlungsempfehlungen für die Transformation zur biobasierten Kunststoffproduktion in NRW zu formulieren. Hierbei sind Anforderungen an die Biomasse zur chemischen Weiterverarbeitung wie chemische Zusammensetzung und Methoden der Aufbereitung zu berücksichtigen. Bei Interesse gerne eine Mail an nadja.vierzigmann@om.rwth-aachen.de schreiben.
BA/MA	Untersuchung von Unpopuläre CCS-Optionen	Bogs, S.	+
	Die CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage) könnte ein wichtiges Instrument im Kampf gegen den Klimawandel sein. Dabei werden CO2-Emissionen aus industriellen Prozessen abgeschieden und unterirdisch oder in anderen langfristigen Lagerstätten gespeichert. Obwohl CCS derzeit hauptsächlich für schwer vermeidbare Emissionen in Industrien wie Zement und Kalk vorgesehen ist, eröffnet sie auch Potenziale für Anwendungen in Gaskraftwerken, Stahlwerken und der chemischen Industrie. In Deutschland wird die unterirdische Speicherung jedoch aufgrund gesellschaftlicher Vorbehalte gesetzlich nicht berücksichtigt, obwohl dies technisch machbar wäre. Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, eine detaillierte Analyse der aktuell ausgeschlossenen CCS-Optionen durchzuführen und deren potenzielle Auswirkungen auf die Entwicklung einer umfassenden CO2-Infrastruktur zu bewerten.
MA	(1) Modellierung einer europäischen Investitions-Roadmap für Oberleitungen für E-Lkw aus Betreiber- und Investorenperspektive mittels Dynamic Programming	Frank, L.	+
	Der Übergang zu einer nachhaltigen und klimafreundlichen Mobilität ist eine der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit. Insbesondere der Schwerlastverkehr spielt eine entscheidende Rolle in diesem Transformationsprozess. Eine Möglichkeit diesbezüglich stellt die dynamische Elektrifizierung von Lkw durch eine Oberleitungs- und Pantografen Technologie dar. Aktuelle Forschungsergebnisse unterstreichen das Potenzial dieser Technologie zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und zeigen zudem die technische Machbarkeit auf. Trotz dieser Erkenntnisse zeigt sich in der politischen und unternehmerischen Entscheidungsfindung eine gewisse Zurückhaltung hinsichtlich des Technologieausbaus. Diese Skepsis ist auf die wahrgenommenen hohen Anfangsinvestitionen, dem „Henne-Ei“ Problem der Initiierung sowie der spieltheoretischen Herausforderung zurückzuführen, die sich daraus ergibt, dass aus Länderperspektive ein Nachziehen pareto-effizient scheint, um von einer höheren anfänglichen Marktdiffusion und dadurch vorteilhaften Cashflows zu profitieren. Dadurch kann der Haushalt eines Landes später und geringer belastet werden. Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel der Masterarbeit darin, auf der Basis bestehender Forschungsarbeiten eine Dynamic Programming Modellierung auszuarbeiten, welche einem länderübergreifenden Betreiber und einem dazugehörigen Investorenkonglomerat eine Roadmap aufzeigen kann, in welchem Land zu welchem Zeitpunkt welcher Ausbaugrad die optimale Investitions-Roadmap darstellt. Im Rahmen der Masterarbeit sind somit folgende Arbeitspunkte zu behandeln: • Motivation des Themas, Problemstellung und Zielsetzung • Vergleich des angestrebten Vorhabens mit vergleichbaren Modellierungsansätzen in der Literatur (insbesondere in Bezug auf Diffusionskurven) • Analyse der wichtigsten Parameter in Bezug auf den Kapitalwert und hinsichtlich der Auswirkung auf die Rechenleistung • Zusammenfassung, Ausblick und Schlussfolgerung
MA	(2) Analyse möglicher Optimierungsmodelle zur Identifizierung geeigneter Infrastrukturabschnitte für Elektrifizierungsszenarien des Straßengüterverkehres	Walther, G.	+
	Der Übergang zu einer nachhaltigen und klimafreundlichen Mobilität ist eine der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit. Insbesondere der Schwerlastverkehr spielt eine entscheidende Rolle in diesem Transformationsprozess. Die dynamische Elektrifizierung von Lkw kann im Wesentlich entlang von drei Möglichkeiten erfolgen: Durch die Verwendung eines Pantografen mit einer Oberleitung oder dem Verlegen von Induktitonsspulen bzw. Schienen in den Straßen. Aktuelle Forschungsergebnisse unterstreichen das Potenzial dieser Technologien zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und zeigen zudem die technische Machbarkeit auf. Trotz dieser Erkenntnisse zeigt sich in der politischen und unternehmerischen Entscheidungsfindung eine gewisse Zurückhaltung hinsichtlich des Technologieausbaus. Diese Skepsis ist auf die wahrgenommenen hohen Anfangsinvestitionen und die Unsicherheit bezüglich des optimalen Einsatzes der Infrastruktur zurückzuführen. Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel der Masterarbeit darin, Optimierungsmodelle zu untersuchen, welche geeignet sind die durch Quelle-Ziel Matrizen (QZM) gegebene Güterverkehrsnachfrage auf mögliche Elektrifizierungsangebote umzulegen. Die Optimierung zielt darauf ab, unter gegebenen Zielgrößen wie Emissionseinsparungen oder dem zu erwartenden Gewinn aus Betreibersicht ein bestmögliches Netz zu identifizieren. Im Rahmen der Masterarbeit sind somit folgende Arbeitspunkte zu behandeln: • Motivation des Themas, Problemstellung und Zielsetzung • Literaturrecherche zu naheliegenden Optimierungsmodellen (u.a. Fixed Charge Transportation Problem, Capacitated Network Design Problem) • Machbarkeitsanalyse verschiedener Verfahren hinsichtlich des QZM - Umfanges • Ableitung denkbarer Modellansätze • Zusammenfassung, Ausblick und Schlussfolgerung
MA	(3) Ableitung von Markteintrittsstrategien durch einen Technologie- und Kostenvergleich verschiedener Elektrifizierungsszenarien des Straßengüterverkehres	Walther, G.	+
	Der Übergang zu einer nachhaltigen und klimafreundlichen Mobilität ist eine der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit. Insbesondere der Schwerlastverkehr spielt eine entscheidende Rolle in diesem Transformationsprozess. Die dynamische Elektrifizierung von Lkw kann im Wesentlich entlang von drei Möglichkeiten erfolgen: Durch die Verwendung eines Pantografen mit einer Oberleitung oder dem Verlegen von Induktionsspulen bzw. Schienen in den Fahrbahnen. Aktuelle Forschungsergebnisse unterstreichen das Potenzial dieser Technologien zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen und zeigen zudem die technische Machbarkeit auf. Trotz dieser Erkenntnisse zeigt sich in der politischen und unternehmerischen Entscheidungsfindung eine gewisse Zurückhaltung hinsichtlich des Technologieausbaus. Diese Skepsis ist auf die wahrgenommenen hohen Anfangsinvestitionen und die Unsicherheit bezüglich des optimalen Einsatzes der Infrastruktur zurückzuführen. Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel der Masterarbeit darin, einen Kosten- und Technologievergleich möglicher Elektrifizierungsszenarien im Schwerlastverkehr für verschiedene Länder aufzuzeigen. Hierbei sind unterschiedliche länderspezifische Marktpotentiale zu berücksichtigen, um Länder zu identifizieren, welche möglicherweise geeignete Pilotprojekte für die jeweiligen Technologien darstellen können. Im Rahmen der Masterarbeit sind somit folgende Arbeitspunkte zu behandeln: • Motivation des Themas, Problemstellung und Zielsetzung • Literatur- und Datenrecherche zu den oben genannten Technologien • Analyse von Ländermerkmalen zur Identifizierung von geeigneten Märkten • Entwurf eines Business Cases zur Bewertung potentieller Markteintritte • Parametervariation unter Einbezug von Emissionswerten und Kosten • Zusammenfassung, Ausblick und Schlussfolgerung
MA	(Regional) Biomass Resource Potentials for Net-Zero Emissions	Rütt, J.	+
	Climate change is one of the biggest challenges humankind faces. For reaching the European climate neutrality (net-zero) goal by 2050, mitigating greenhouse gas emissions of the different economic activities (e.g. industry, energy, and transport) is crucial. However, no matter how ambitious reduction efforts in these sectors are, emissions can never be reduced to zero. Carbon capture and storage (CCS) is a crucial technological option to close this gap and enable reaching the net-zero goal. Particularly biomass carbon removal and storage (BiCRS) via e.g. pyrolysis and bioenergy with CCS can offer cost-effective emission reductions. Yet, available biomass potentials for carbon removal remain underexplored, particularly regarding which types of biomasses are best suited for specific BiCRS methods. For example, first- and second-generation feedstocks, such as straw and perennial grasses, have established utilization pathways that may undergo tremendous changes in future markets. At the same time, the potential use of third-generation feedstocks, like algae, remains largely unexplored. Identifying biomass potentials, along with the associated benefits, risks, and trade-offs of using biomass for BiCRS, is essential to support informed decision-making by policymakers and practitioners. The thesis' analyses could include for instance a resource potential analysis for biomass available for carbon removal efforts on municipal, regional, national or international levels. The analysis could also cover assessing the suitability of feedstocks for a certain BiCRS technology. Potential methods: Material Flow Analysis, Life Cycle Assessment, Techno-economic Assessment, GIS, Language: English or German, An insightful report to start exploring the topic can be found here: https://www.stateofcdr.org/
MA	Actor Modelling eines CCS-Netzwerks	Bogs, S.	+
	Die CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage) könnte ein wichtiges Instrument im Kampf gegen den Klimawandel sein. Dabei werden Kohlendioxidemissionen aus industriellen Prozessen, wie der Zement- oder Stahlproduktion, abgeschieden und unterirdisch oder in anderen langfristigen Lagerstätten gespeichert. Der Transport des CO2 von den Industrieanlagen zu den Speicherstätten wird wahrscheinlich über ein Pipelinenetz erfolgen. Der Bau der CO2-Pipelines wird wahrscheinlich eine gemeinsame Anstrengung der verschiedenen Interessengruppen auf der Grundlage von Vorschriften, Strategien und wirtschaftlichen Werten sein. Die Kosten für ein Pipelinenetz sind für einen einzelnen Akteur wahrscheinlich zu hoch, um sie zu rechtfertigen. Mit Hilfe von Actor Modelling oder Evolutionäre Games können verschiedene Verhaltensweisen der beteiligten Parteien und die möglichen Ergebnisse simuliert werden.
MA	AI-gestützte Patentanalyse chemischer Recyclingverfahren	Schleier, J.	+
	Diese Masterarbeit bietet die Möglichkeit, eine Patentanalyse im Bereich des chemischen Recyclings durchzuführen, wobei der Schwerpunkt auf katalysebasierten Verfahren liegt. Die Arbeit beinhaltet die Erforschung und Anwendung von KI-basierten Textmining-Tools um Trends und Innovationen in Patentdaten zu identifizieren. Als Teil eines interdisziplinären Projekts werden Sie Erkenntnisse an der Schnittstelle von Chemie, Nachhaltigkeit und Technologie gewinnen. Kenntnisse in Datenanalyse, Sprachverarbeitung (Natural Language Processing, NLP) oder KI-Tools sind von großem Vorteil.
MA	Assessing Permanence and Profitability of Carbon Removal Approaches for a Climate Neutral Future	Rütt, J.	+
	Climate change is one of the biggest challenges humankind faces. For reaching climate neutrality (net-zero) goals by 2050, mitigating greenhouse gas emissions of the different economic activities (e.g. industry, energy, and transport) is crucial. However, no matter how ambitious reduction efforts in these sectors are emissions can never be reduced to zero. Carbon capture and storage (CCS) is a crucial technological option to close this gap and enable reaching the net-zero goal. Technologies include biomass carbon removal and storage (BiCRS), direct air capture (DAC), afforestation, carbon burial, and novel approaches such as enhanced weathering and ocean fertilization. Yet, it remains uncertain (1) how permanent the carbon removal is for the different approaches, (2) how much they cost and how much revenue they generate (e.g. via carbon removal certificates), and thus (3) how to ideally combine the approaches for effective and cost-efficient carbon removal. Examining potential benefits, risks and trade-offs of these technologies is crucial to enable informed choices of decision-makers and practitioners. The thesis' analyses could include one or more aspects of the following analyses: (1) comparative assessment of different CCS approaches’ carbon removal permanence (2) their economic profitability, and (3) the ideal combination of CCS methods for climate-neutrality. The geographic scope can cover municipal, regional, national, or international levels. Potential methods: Life cycle assessment, techno-economic assessment, GIS, literature analysis, scenario analysis, expert interviews, material flow analysis, Language: English or German, An insightful report to start exploring the topic can be found here: https://www.stateofcdr.org/
MA	Designing closed-loop supply chains and reverse logistics recycling networks for Waste Electrical and Electronic Equipment in Indonesia	Walther, G.	+
	Closed-loop supply chains and reverse logistics networks for electronics are essential for minimizing the use of virgin materials and maximizing the recycling of used materials. However, designing and managing closed-loop supply chains for electronics is a complex task, especially for a large country like Indonesia with several diverse islands and rural as well as urban areas. Therefore, end-of-life WEEE products with regarding quantities and qualities must be analysed as well as spatial characteristics, population densities and structures, logistics infrastructures and available technologies in order to design tailored reverse logistics and collection systems and closed-loop supply chains.
MA	Entwicklung konsistenter Nachfragedaten für hierarchische Optimierung im Produktions- und Lieferkettenmanagement für die Lehre	Stadnichuk, V. Thomä, S.	+
	Hierarchische Optimierungsprobleme sind in Bereichen wie Produktionsplanung, Lieferkettenmanagement und Ressourcenallokation essenziell und komplex. Für eine effektive Hochschullehre ist es wichtig, diesen Themen mit anschaulichen und konsistenten Zahlenbeispielen zu vermitteln, die alle Planungsebenen von der strategischen Absatzplanung bis zur operativen Detailplanung abdecken. Allerdings fehlen oft geeignete Nachfragedaten, die durchgehend konsistente und didaktisch aufbereitete Ergebnisse liefern. Die Masterarbeit zielt darauf ab, einen methodischen Ansatz zur Generierung konsistenter Nachfragedaten für hierarchische Optimierungsprobleme speziell für den beschrieben Anwendungsfall zu entwickeln. Der entwickelte Ansatz soll dann basierend auf der Studie von Scotsburn (Eldon A. Gunn, Corinne A. MacDonald, Andrea Friars, Glen Caissie (2014) Scotsburn Dairy Group Uses a Hierarchical Production Scheduling and Inventory Management System to Control Its Ice Cream Production. Interfaces) validiert werden.
MA	Integration of RES Battery Storage Systems in Renewable Fuel Supply Chains	Zardoshti, M. Amiri, M.	+
	The transport sector is undergoing a crucial transformation towards climate-neutrality, aligning with the ambitious Paris Agreement and net zero emissions goals. Besides the electrification of transportation wherever possible, this also requires the adoption of renewable fuels derived from renewable energy sources (RES) like solar and wind. The integrating of RES is challenging due to their intermittent nature. Advanced energy storage solutions, such as batteries, are essential to ensure consistent power availability, stabilize the grid, and maintain a continuous energy supply. Addressing the complexities associated with energy coupling and fluctuations is vital to fully harness the benefits of RES and achieve the desired decarbonization. These technologies are pivotal not only in supporting the transition to a low-carbon economy, but also in enhancing the resilience and efficiency of the energy infrastructure. Against this background, the objective of this Master Thesis is to examine the integration of battery storage systems within renewable fuel supply chains, specifically investigating how these batteries may reduce the variability associated with RES. To enhance the cost-effectiveness and operational efficiency of the renewable fuel supply chain, the thesis will also develop a mathematical optimization model incorporating economic evaluations. The first step will be to conduct a comprehensive review of existing research on the integration of battery storage with RES, focusing on the challenges posed by the intermittent nature of these energy sources. This review will identify key technologies, evaluate their effectiveness and costs, and compare the costs and benefits of different battery storage technologies to determine the most cost-effective solutions. In the following steps, an optimization model will be developed in which RES will be integrated with battery storage systems to produce renewable fuels. This system will be evaluated under a variety of scenarios to determine its performance. The optimal battery storage solution will then be applied to a real-world scenario in Germany or the EU as a case study. The results from the case study will be analyzed and discussed to evaluate the effectiveness of the model. In the context of this master thesis, the following tasks have to be fulfilled: • Literature review on the integration challenges of battery storage systems with RES in fuel supply chains and analysis of different approaches and methods used to stabilize energy supply in renewable fuel supply chain models through storage technologies. • Develop an optimization model for the design of a renewable fuel supply chain models that incorporates battery storage to enhance grid stability and supply chain efficiency. • Define different scenarios of integration strategies and their effectiveness within renewable fuel supply chains. • Implementation of the proposed model using available data from Germany or Europe case study. • Presentation of results and a detailed discussion of the findings.
MA	Investigating Potentials of Carbon Capture and Storage (CCS) for Reaching Climate Neutrality	Rütt, J.	+
	Climate change is one of the biggest challenges humankind faces. For reaching climate neutrality (net-zero) goals by 2050, mitigating greenhouse gas emissions of the different economic activities (e.g. industry, energy, and transport) is crucial. However, no matter how ambitious reduction efforts in these sectors are, emissions can never be reduced to zero. Carbon capture and storage (CCS) is a crucial technological option to close this gap and enable reaching the net-zero goal. Particularly biomass carbon removal and storage (BiCRS) can offer cost-effective emission reductions. In the future, direct air capture (DAC) may also play a pivotal role. Yet, the economic and environmental potentials for BiCRS and DAC remain underexplored. Detecting BiCRS' and DAC's potential benefits, risks and trade-offs is crucial to enable informed choices of decision-makers and practitioners. The thesis' analyses could include for instance (1) comparative environmental and/or economic assessment of of a single CCS process or multiple CCS technologies (e.g., BiCRS, DAC) and/or (2) assessment of economic/environmental implications for different stakeholders along the supply chain. The geographic scope can cover municipal, regional, national, or international levels. Potential methods: Life Cycle Assessment, Techno-economic Assessment, GIS, Material Flow Analysis, Language: English or German, An insightful report to start exploring the topic can be found here: https://www.stateofcdr.org/
MA	Ist High-Tech synthetisches Papier umweltfreundlich?	Walther, G.	+
	In 1969, two Japanese companies, Mitsubishi Chemical Corporation and Oji Paper Co. Ltd., had a shared vision of generating and producing paper entirely out of synthetic raw materials. Using synthetic polymers, they developed papers which are unparalleled for their combination of superior functionality and unique aesthetic appeal. Today the joint-venture business – the YUPO Corporation – ranks among the global market leaders with a product range of more than 50 synthetic papers and annual production capacity of more than 40.000 tons. YUPO paper is 100% recyclable, waterproof, tree-free synthetic paper with attributes and properties that make it the perfect solution for a variety of marketing, design, packaging, and labeling needs. These characteristics make this product environmentally friendly, but only under certain circumstances. Recycling and repurposing, eliminating waste and toxins from the manufacturing process and using revolutionary environmentally sound materials are just a few examples of how YUPO fosters resource saving and reduction of environmental impacts. But plastic has obtained a bad reputation in the last decade. Accordingly, we need science-based evidence whether synthetic paper is an environmentally sound solution for the above-mentioned aims. The results will help decision makers to find environmental improvement options. Master student will get an insight of everyday life of a worldwide top 10 chemical company and learn what decision makers are interested in and how to translate science to sustainable business. The following tasks have to be fulfilled during this master thesis: • Motivation, research challenge and target of the thesis • Literature research regarding production processes of different papers, critical evaluation of state of information (data quality, availability) • Development of an own data inventory together with Tokyo HQ • Model the production system in GaBi software • Scenarios and sensitivity analyses, and robustness check of the model • Evaluation of the environmental impacts, hot-spot analysis, contribution of different system elements • Summary and Outlook
MA	LCA/MCDA/Sozio-ökonomische Bewertung für verschiedene Bioabfall-/Biomasseverwendungen in Deutschland (MA)	Kern, J.	+
	Biokohle als Bodenaufbesserung wird immer populärer, da die Biokohle als Ergänzungsmittel zum Düngen viele verschiedenen Bodeneigenschaften verbessern kann. Neben der Steigerung von Ernteerträgen ist ein weiterer Vorteil von Biokohle als Bodenaufbesserer, dass der Kohlenstoff über mehrere Jahrhunderte im Boden gespeichert wird und somit als CO2-Senke gilt. Jedoch ist die Herstellung von Biokohle nicht die einzige Möglichkeit der Verwendung von Bioabfällen/Biomasse, welche zur Verfügung stehen. Biomasse wird in Deutschland heute ebenfalls für die Herstellung von Energie (Strom, Gas oder alternative Kraftstoffe) oder Tierfutter verwendet. Die verschiedenen Arten der Biomassenverwendung stehen daher in unterschiedlichen Ausmaßen aus ökonomischer, ökologischer oder auch sozialer Perspektive in Konkurrenz zueinander. Ziel dieser Arbeit ist es, einen Ansatz zu entwickeln, um diese verschiedenen Verwendungen der Biomassen vergleichbar zu machen und das ökonomische, ökologische und soziale Potential dieser verschiedenen Wertschöpfungsketten zu untersuchen. Zu verwendende Methodiken: LCA, MCDA, Socio-economic assessment
MA	Nachhaltigkeitsbewertung des Lebenszyklus von Polylactide (PLA) aus einer "cradle-to-grave" Perspektive	Güreli, N.
MA	Optimierung der Schiedsrichter Planung im Kreis Aachen	Stadnichuk, V.	+
	Die steigende Komplexität der Spielpläne und die vielfältigen Verfügbarkeiten der Schiedsrichter stellen eine zunehmende Herausforderung dar, die eine effiziente und faire Zuordnung erfordern. Vor diesem Hintergrund stößt die aktuelle manuelle Planung an ihre Grenzen, was zu suboptimalen Ergebnissen in der aktuellen Planung führt. Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel dieser Abschlussarbeit darin, zu evaluieren, wie die Planung mithilfe von mathematischer Optimierung verbessert werden kann. Dazu sollen in enger Abstimmung mit den aktuellen Schiedsrichterplanern in Aachen die Spezifikationen des Planungsproblems erarbeitet werden. Anschließend soll ein mathematisches Optimierungsmodell entwickelt werden, welches bei der Planung unterstützen soll. Bewerben Sie sich bitte mit einem kurzen Motivationsschreiben (ca. ½ Seite), warum Sie genau dieses Thema bearbeiten wollen. Gute Kenntnisse der Fußballregeln sind von Vorteil.
MA	Optimierung von Bioplastik-Abfallmanagement	Bogs, S. Güreli, N.	+
	Angesichts der ökologischen Herausforderungen und der Marktanforderungen, die mit der herkömmlichen Kunststoffproduktion verbunden sind, besteht ein dringender Bedarf, nachhaltige Alternativen wie Biokunststoffe zu erforschen. Als einer der bekanntesten Biokunststoffe zeichnet sich PLA durch seinen erneuerbaren Ursprung und sein Potenzial aus, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Die nachhaltige Integration von PLA in bestehende Produktions-, Logistik- und Abfallmanagementsysteme ist jedoch komplex und erfordert ein detailliertes Verständnis der Lieferketten und regionalen Faktoren. Diese Arbeit befasst sich mit der Optimierung von regionalisierten Lieferketten für das PLA-Abfallmanagement, indem die Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit alternativer Wertschöpfungsketten analysiert wird. Dazu gehört auch der Einfluss regionaler Merkmale wie Menge und Qualität der verfügbaren Biomasse und Bioabfälle, bestehende Infrastruktur, Logistiknetze und Nachfragemuster auf das PLA- Abfallmanagement und die Lieferketten für biobasierte Polymere. Diese Analyse soll bei der Gestaltung nachhaltiger, wettbewerbsfähiger und regional angepasster Lieferketten helfen, die mit Umwelt- und Marktzielen übereinstimmen. Die Ergebnisse sollen den Akteure der Industrie bei der Umstellung auf nachhaltigere Materiallösungen unterstützen. Im Rahmen der Masterarbeit müssen folgende Schritte durchgeführt werden: • Motivation und Definition der Herausforderungen im Zusammenhang mit dem PLA-Abfallmanagement und der Notwendigkeit optimierter, nachhaltiger Lieferketten unter Berücksichtigung der regionalen Besonderheiten und der Ziele der Kreislaufwirtschaft. • Klare Definition der Ziele und des Umfangs der Optimierung der Lieferkette. • Sammeln von Daten über Bioabfallressourcen, bestehende Infrastrukturen und die lokale Marktnachfrage nach PLA in den Zielregionen • Identifizierung und Beschreibung spezifischer Parameter (z. B. regionale Faktoren, logistische Variablen und funktionale Einheiten), die das Optimierungsmodell prägen werden. • Anwendung von Optimierungsmodellierungstechniken zur Bewertung der Wettbewerbsfähigkeit, der Umweltauswirkungen und der Machbarkeit der vorgeschlagenen regionalisierten Lieferketten. • Abschließend werden die wichtigsten Erkenntnisse über das regionalisierte PLA-Abfallmanagement und die Lieferketten für biobasierte Polymere zusammengefasst und die Implikationen für die Gestaltung nachhaltiger Lieferketten dargelegt.
MA	Optimizing Renewable Fuel Imports into the EU	Zardoshti, M.	+
	Climate neutrality by 2050 is a challenging goal for the European Union. This transition is costly and complex, requiring substantial investment in renewables, focused R&D, and supportive policies. In addition, several constraints limit domestic renewable fuel production in the EU, including renewable resource potential, the cost of resource utilization and producing renewable fuels, and regulatory limitations. As a result, importing renewable fuels from other countries and regions becomes an attractive option. As the EU seeks to diversify its energy portfolio, achieve its environmental goals, and ensure energy security, regions with excess renewable resources can serve as important partners. It is therefore of paramount importance to policymakers, industry stakeholders, and environmental advocates to understand how the EU can optimize its renewable fuel imports. Against this background, the objective of this master thesis is to assess the import potential of various renewable fuels into the EU. Initially, the research will map the potential and availability of renewable resources in different regions, such as the abundant solar power in the MENA region or the wind energy potential in Patagonia. Furthermore, the study will analyze the demand dynamics for renewable fuels (such as Fischer-Tropsch liquids, e-ammonia, e-methane, and hydrogen) within the EU, based on current consumption patterns and projected future needs. Having gained these insights, the thesis will focus on one of the following options: - A qualitative deep dive into data, availabilities, literature, and roadmaps - Utilization of machine learning techniques to derive insightful information on the potential of various renewable fuels in different regions. - A focus on mathematical optimization models to establish efficient and sustainable supply chain configurations for trading renewable fuels.
MA	Potentialle von regionalen Flughäfen für elektrifizierte Inlandsflüge	Stadnichuk, V.	+
	Die Integration elektrischer Inlandsflüge in das Netzwerk regionaler Flughäfen könnte signifikante Veränderungen für die regionale Luftfahrtindustrie bedeuten, steht jedoch vor erheblichen Herausforderungen. Diese Innovation verspricht eine Reduzierung von CO2-Emissionen und Lärmbelastungen, was sowohl ökologisch wünschenswert als auch gesellschaftlich zunehmend gefordert wird. Allerdings sind die technologischen Fortschritte und die wirtschaftliche Machbarkeit solcher Projekte noch nicht vollständig gesichert. Fragen der Infrastruktur-Anpassung, der langfristigen Kosten-Effizienz im Vergleich zu bestehenden Transportmitteln und der Nutzerakzeptanz müssen kritisch bewertet werden. Vor diesem Hintergrund ist die Aufgabe dieser Abschlussarbeit, ein Mixed Integer Programming (MIP) Optimierungsmodell zu entwickeln, das die potenziellen Kapazitäten und die ökonomische Tragfähigkeit regionaler Flughäfen für elektrische Inlandsflüge quantifiziert. Dieses Modell soll die Entscheidung eines Nutzers für unterschiedliche Verkehrsmittel miteinbeziehen, um die Verschiebungen in der Verkehrsmittelwahl und deren Einfluss auf die Nachfrage nach elektrischen Flügen zu analysieren.
MA	Regionale Transformation zur Klimaneutralität – Konzeption und Planung von Klimaneutralitätsszenarien am Beispiel einer Region in Nordrhein-Westfalen	Walther, G.	+
	Die Transformation zur Klimaneutralität stellt für Deutschland die größte Herausforderung der letzten Jahrzehnte dar. Die politischen Ziele hierfür sind vorgegeben und geeignete Technologien mit einem ausreichenden Technology-Readiness-Level (TRL) vorhanden. Notwendig ist nun aber die konkrete Umsetzung, d.h. die Entwicklung konkreter Konzepte zur Klimaneutralität auf regionaler Ebene. Hierbei gilt es zunächst, die regionalen Rahmenbedingungen zu analysieren, zum Beispiel die Potenziale erneuerbarer Energien sowie aktuelle CO2-Quellen und vorhandene bzw. erweiterbare (Pipeline-)Infrastrukturen. Darauf aufbauen müssen für energiebedingte CO2-Quellen geeignete Minderungsmaßnahmen bzw. für prozessbedingte CO2-Emissionen geeignete Maßnahmen zur Abscheidung und Nutzung bzw. Speicherung (CCU/CCS) erarbeitet werden. Diese sind in eine geeignete Logistik und Infrastruktur (CO2-Pipelines, H2-Pipelines) einzubinden. Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel dieser Masterarbeit in der Entwicklung eines Konzepts zur Klimaneutralität für eine konkrete Region in Nordrhein-Westfalen. Hierbei erfolgt die Analyse und Bewertung der erneuerbaren Energiepotenziale der Region sowie die Entwicklung und kapazitative Auslegung konkreter Minderungs- und CCU/CCS-Maßnahmen für die regionalen Punktquellen. Die Konzepte und Szenarien werden im Dialog mit den Entscheidungsträgern vor Ort entwickelt. Auf Basis dieser Analysen werden Aussagen zum Einsatz von Technologien für die Nutzung erneuerbarer Energien, zur Minderung von CO2-Emmissionen mit entsprechenden Kapazitäten sowie zu potenziellen H2-/CO2-Infrastrukturen für die betreffende Region erarbeitet und Strategien für die Transformation zur Klimaneutralität für die Region und für die optimale Auslegung von Klimaschutzmaßnehmen abgeleitet. Für die Abschlussarbeit können bestehende Daten von und Kontakte zu den Kommunen und Industriepartnern der Regionen genutzt werden. Die Ergebnisse werden in Kooperation mit dem Verein deutscher Zementwerke (VDZ) erarbeitet und mit den Vertretern des VDZ sowie mit den Entscheidungsträgern vor Ort diskutiert und reflektiert. Im Rahmen der Abschlussarbeit sind somit folgende Arbeitspunkte zu behandeln: • Motivation des Themas, Problemstellung und Zielsetzung • Analyse der regionalen Rahmenbedingungen: Potenzial erneuerbarer Energien, aktuelle energiebedingte und prozessbedingte CO2-Quellen • Analyse, Bewertung und Auslegung von Technologien zur Minderung der regionalen CO2-Emissionen • Entwicklung eines konkreten regionalen Transformationskonzeptes zur Klimaneutralität unter Berücksichtigung von erneuerbaren Energien, Minderungs- und CCU/CCS-Technologien sowie der hierfür erforderlichen Infrastrukturen • Iterative Erarbeitung und Diskussion des Konzeptes mit den Entscheidungsträgern vor Ort • Zusammenfassung, Ausblick und Schlussfolgerung
MA	Success factors and challenges of Product Carbon Footprint calculation including Scope 1, 2 & 3 emissions	Adam, K.	+
	What cannot be measured, cannot be minimized – in order to meet sustainability goals, set by the European Green Deal and Paris Agreement, companies need to calculate their carbon emissions. Product Carbon Footprint calculations offer great potentials but suffer from missing standards, lack of abilities and know-how as well as effort needed to set up the systems. More and more software companies offer expensive tools to get calculations done. Yet, it is not researched what exactly the main challenges are, where they occur and how-to success with this LCA analysis. • How does a PCF theoretically need to be calculated? • Which rules do companies need to follow? • What kind of emissions need to be included? • Which challenges come with PCF calculations? The main focus of the thesis will be to find out what needs to be done in order to calculate a product carbon footprint. PCF calculation will be compared to other LCA approaches, company carbon footprint calculation and ISO and GHG standards. After having reviewed the literature and compared the approaches, a business case will be obtained in order to link the analysis to practical implications. Subsequently, transferability to other industries and branches should be discussed. Die Arbeit wird in Kooperation mit Circular Tree erstellt, nähere Auskünfte erteilt Kathrin Adam (kathrin@circulartree.com).
MA	Systematische Erstellung von Pipeline Layout Scenarios	Bogs, S. Stadnichuk, V.	+
	Viele Algorithmen und Modelle erstellen Pipeline-Layouts. Diese haben jedoch oft ein einziges Ergebnis, das aus systemischer Sicht (Gesamtkosten) optimal sein mag, aber nicht für die verschiedenen Stakeholder. So haben z. B. Kunden, Pipelinebetreiber und lokale Regierungen ihre eigenen Ziele. Ein Kunde würde eine kurze Verbindung zum nächsten Hafen wünschen, während der Betreiber Größenvorteile nutzen und die Konstruktion zur Maximierung seines Gewinns einsetzen möchte. Staaten oder Regionen würden in die Planung mit einbezogen werden wollen, um die lokale Industrie zu schützen, auch wenn dies für den Betreiber nicht profitabel ist, usw. Die Berücksichtigung all dieser widersprüchlichen Interessen in einem einzigen Modell ist jedoch unrealistisch, wenn man die ohnehin schon hohe Komplexität der Pipelineplanung bedenkt. Die Eingabe von z.B. 100 Szenarien als diskrete Möglichkeiten in ein neues Optimierungsmodell würde dies abstrahieren und eine breite Analyse der Interessen der Beteiligten ermöglichen. Ziel dieser Masterarbeit ist es daher, systematisch eine große Menge an möglichen Layouts zu generieren. Mögliche Ansätze dazu sind: - Identifizierung von Gemeinsamkeiten zwischen Szenarien, die von verschiedenen Algorithmen abgeleitet wurden. - Heuristische Generierung neuer Layouts durch Kombination mehrerer Optionen. - Erweiterung bestehender Modelle um Multi Objectives. - Verwendung generativer KI-Modelle.
MA	Untersuchung von Third Party Access Regeln zu CO2-Pipelines mit Hilfe von Game Theory	Bogs, S.	+
	Ein effizienter und fairer Zugang zu CO2-Transportinfrastrukturen ist für die Reduzierung der CO2-Emissionen entscheidend. Diese Masterarbeit zielt darauf ab, die third-party access (TPA) Regeln für CO2-Pipelines mithilfe von Spieltheorie zu analysieren, um optimale regulatorische Rahmenbedingungen zu entwickeln. Die Studie beginnt mit einer Literaturübersicht über bestehende TPA-Regeln und spieltheoretische Anwendungen. Es wird ein spieltheoretisches Modell erstellt, um die Interaktionen zwischen den Beteiligten wie Pipelinebetreibern, CO2-Emittenten und Regulierungsbehörden zu erfassen. Das Modell soll anhand einer Fallstudie durch Simulation validiert werden.

Die Universität RWTH Aachen benutzt die Simio simulation software unter der Lizenz der Simio LLC (www.simio.com).