New Technologies in the Energy Transition of Shipping (Vorlesung)

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
  • Susanne Lehner
Umfang1.5 SWS
SemesterWintersemester 2023/24
UnterrichtsspracheEnglisch
TermineSiehe TUMonline

Lernziele

Nach dem Besuch des Kurses sind die Studierenden in der Lage - die Anforderungen der verschiedenen Sektoren des Seetransports zu analysieren - Maßnahmen zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks und deren Auswirkungen zu diskutieren - Anwendungsspezifische Grenzen und Abhängigkeiten von Technologien zu beurteilen - Grundlegende Konzepte für Antrieb und Nachfragestruktur zu entwerfen und zu optimieren - Ein zugewiesenes technisches Projekt vom ersten Gedanken bis zum Konzept durchführen - Eigene Projektinhalte zu diskutieren, mit verwandten Themen abzugleichen und Input zu liefern

Beschreibung

Die Schifffahrtsindustrie ist für 2-3 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich und daher von großer Bedeutung, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen. Im Gegensatz zu vielen landgestützten Anwendungen sind die Emissionen aufgrund des hohen Energiebedarfs pro Fahrt und den starken Platzeinschränkungen nur schwer zu reduzieren. Um die verschiedenen derzeit diskutierten Maßnahmen und Technologien zu verstehen, ist es wichtig, zunächst die verschiedenen grundlegenden Schiffskonzepte sowie den Gesamtenergiebedarf für den Personal- und Frachtverkehr aktuell und für zukünftige Szenarien zu verstehen. Dazu gehören Flexibilitätsoptionen, erforderliche Sicherheitsmargen sowie anwendungsspezifische Anforderungen für eine Vielzahl unterschiedlicher Marineanwendungen. Die Vorlesung wird sich mit Technologien beschäftigen, die eine Emissionsreduktion ermöglichen, sich aber auch auf die Schiffsarchitektur und die Infrastruktur auswirken können. Die Dimensionierung des Energiesystems auf Schiffen wird für beispielhafte Anwendungen erklärt und untersucht und für Referenzanwendungsfälle vorgestellt. Schließlich wird das Konzept der Sektorkopplung angesprochen.

Inhaltliche Voraussetzungen

Grundkenntnisse in: - Elektrische Stromversorgung und Stromumwandlung - Treibhausgase und Energiewende - Fossile und erneuerbare Energieträger - Verbrennungsmotoren und (zukünftige) Kraftstoffe

Lehr- und Lernmethoden

Das Thema wird in einem umgekehrten Klassenzimmer-Szenario ("Inverted Classroom") unterrichtet. Es besteht aus vier Vortrags- und Diskussionsrunden. Nach jeder Vorlesung haben die Studierenden 2-3 Wochen Zeit, um im Selbststudium ein zugewiesenes Thema auf der Grundlage von bereitgestellten Materialien (z.B. Berichte und wissenschaftliche Arbeiten, Daten zu einzelnen Anwendungen und öffentlich zugängliche Felddaten) und eigener Literatur-/Datenrecherche vorzubereiten. Der Erkenntnisfortschritt wird zu Beginn des nächsten Termins je Thema anhand von Leitfragen in einer Kurzpräsentation vorgestellt und diskutiert. Außerdem wird die Forumsfunktion in Moodle als Plattform genutzt, auf der die Studierenden Fragen sowohl mit den Lehrenden also auch mit Studierenden diskutieren können. Insbesondere fördert die Plattform die Vernetzung mit den anderen Studierenden, die einem anderen Thema derselben Themengruppe (z.B. Kreuzfahrtindustrie) zugeordnet sind. Während jeder Phase des Selbststudiums ist eine Online-Sitzung geplant, um Fragen im Detail zu diskutieren. Am Ende der Vorlesung (spätestens zwei Wochen nach dem letzten Termin) müssen die Schüler einen Bericht über das zugewiesene Thema vorlegen.

Studien-, Prüfungsleistung

Die Prüfung besteht aus einer kurzen Zwischenpräsentation der gesammelten Inhalte und Ergebnisse (ein Vortrag pro zugewiesenem Thema, jeweils ca. 5 Minuten) mit anschließender Diskussion (25 %) und eines schriftlichen Berichts, der Inhalt und Ergebnisse des zugewiesenen Themas enthält (75%). Die Präsentation der Ergebnisse überprüft die Fähigkeit, ein zugewiesenes technisches Thema zu verstehen, die Analyse dieses Themas durchzuführen, das Thema in einem bestimmten Projektzustand für ein Publikum zusammenzufassen und eine Diskussion über das vorgestellte Thema zu führen. Der Bericht umfasst sowohl eine kurze Zusammenfassung des Managements (weniger als 300 Wörtern) als auch eine detailliertere technische Analyse (ca. 5 Seiten einschließlich Zahlen). Die Zusammenfassung verdichtet ein technisches Thema, während sich die detailliertere technische Analyse auf die Gesamtergebnisse der durchgeführten Selbststudienphasen und deren Erstellung konzentriert.

Empfohlene Literatur

“Maritime Forecast to 2050” von DNV GL

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