Die Bioökonomie erlebt derzeit einen bemerkenswerten
Aufschwung, da immer mehr Unternehmen und Forschungseinrichtungen innovative
Materialien entwickeln, die auf nachwachsenden Rohstoffen und biologischen
Nebenprodukten basieren. Dieser Wandel wird durch ein wachsendes
Umweltbewusstsein, die Notwendigkeit einer nachhaltigen Ressourcennutzung und
die Herausforderungen des Klimawandels getrieben. Gleichzeitig können
bio-basierte Materialien in direkter Konkurrenz zur Lebensmittelerzeugung
stehen, weshalb insbesondere der Verwertung von bio-basierten Nebenprodukten
ein großes Potenzial zugeschrieben wird.
Mit einer Produktion von ~ 100 Millionen Tonnen pro Jahr
stellt Lignin einen der größten Nebenprodukt – oder Abfallströme der Industrie
dar, weshalb Lignin eine zentrale Rolle in der Bioökonomie spielen kann, da
dies derzeit meist nur zur Gewinnung thermischer Energie verbrannt. Die aktuell
erforschten Anwendungen von Lignin sind hierbei sehr unterschiedlich und
reichen von biobasierten Carbonfaser, Aktivkohle, über lignin-basierte
Chemikalien und Kunststoffe bis hin zu Energiespeicher. Gleichzeitig werden für
eine weitere Wertschöpfung mit Lignin zusätzliche Verarbeitungsschritte
benötigt, weshalb aktuell die Produktionskapazität von qualitativ hochwertigem
Lignin vergleichsweise gering ist. Aufgrund der aktuell geringen
Produktionskapazitäten und der potenziellen Breite an Anwendungen stellt sich
die Frage inwiefern das Angebot die Nachfrage decken kann. Dies soll im Rahmen
dieser Arbeit analysiert werden, indem eine prospektive Stoffstromanalyse für
die Produktion und Verwendung von Lignin erstellt werden soll. Hierbei soll
zunächst ein Überblick über mögliche Quellen, Verarbeitungsprozesse und
Anwendungen erarbeitet werden, um anschließend Szenarien der Entwicklung von
Angebot und Nachfrage abzuleiten und darzustellen. Die folgenden Teilaufgaben
sollen im Rahmen studentischer Arbeiten ausgeführt werden, wobei entweder die
Prospektive Stoffstromanalyse oder die Prozessanalyse im Fokus stehen können:
- Erarbeitung Stand der Technik zum
Thema bio-basierte Nebenprodukte, insbesondere Lignin, für die Bioökonomie
sowie Stoffstromanalyse
- Erarbeitung Stand der Forschung
zum Thema Endanwendungen / techno-ökonomischer Analysen für Lignin bzw.
lignin-basierter Materialien
- Erarbeitung Stand der Forschung
zum Thema prospektive Stoffstromanalyse
- Prospektive Stoffstromanalyse für
lignin-basierte Materialien basierend auf Stand der Forschung und Technik:
- Potenzial Produktion von Lignin
aus unterschiedlichen Quellen und benötigte Produktionskapazitäten
- Potenzial Bedarf für Lignin in
unterschiedlichen Anwendungen
- Definition unterschiedlicher
Szenarien für verschiedene Entwicklungen von Angebot und Nachfrage
- Analyse von Prozessen zur
Verarbeitung von Lignin hinsichtlich Material- und Energiebedarf für
unterschiedliche Endprodukte
- Erstellen von Sankey-Diagrammen
für Ergebnisse der prospektiven Stoffstromanalyse und Verarbeitungsprozesse
Die studentische Arbeit kann auf deutscher oder englischer Sprache verfasst werden. Bei Interesse würden
ich mich über eine Mail mit deinem Lebenslauf und deinem aktuellen
Notenspiegel an f.wanielik@tu-braunschweig.de freuen, in der du auch kurz beschreibst was dich an dem Thema interessiert.
Type:
- Studienarbeit(Master)
- Masterarbeit
Subjects:
Start of thesis:
Last change: 5/6/2025
