ITAS 08-2023 Masterarbeit zum Thema: Quantitative Bestimmung der Treibhausgasemissionen sowie der Kosten einer Ampelvorrangschaltung für ÖPNV-Fahrzeuge und Vergleich mit dem Ausgangszustand

Organisationseinheit

Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)

Ihre Aufgaben

Der Klimawandel ist aktuell eine der großen Herausforderungen der Menschheit. Der Verkehr trägt in Deutschland durch direkte Treibhausgas (THG)-Emissionen etwa mit 20 % zu den Gesamtemissionen bei. Hierbei sind indirekte THG-Emissionen, die bei der Herstellung der Treibstoffe oder der Herstellung und des Betriebs der Infrastruktur z. B. durch die Erzeugung der benötigten Elektrizität entstehen, nicht mit eingerechnet.

Ein Ansatz zu Verringerung der THG-Emissionen im Verkehr ist die Nut­zung des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV), um durch eine hö­here Effizienz der Transportleistung die Emissionen pro zurückgelegtem Personenkilometer zu reduzieren. Um den ÖPNV attraktiv zu gestalten, werden in vielen Kommunen an Ampeln eine automatisierte Vorrangschaltung für die Fahrzeuge des ÖPNV eingerichtet, um sowohl die eingesetzte Antriebsenergie als auch die Fahrzeiten für die Fahrzeuge zu reduzieren. Daher ist in dieser Arbeit eine quantitative Be­stimmung sowohl der THG-Emissionen als auch der Kosten einer Ampel­vorrangschaltung für verschiedene ÖPNV-Fahrzeuge über seinen gesam­ten Lebensweg vorzunehmen und mit dem Referenzsystem ohne Ampel­vorrangschaltung zu vergleichen. In Kooperation mit der Fa. INIT, die sol­che automatisierten Ampelvorrangschaltungen in den Leitrechnern zur Steuerung des ÖPNV vorsehen und als Softwareprodukt anbieten, soll an konkreten Beispielen für einzelne Ampeln sowie unterschiedlichen Linien (Bus, Tram, S-Bahn) einer Kommune die Erstellung des Carbon Footprints sowie der Lebenszykluskosten vorgenommen werden.

Hierfür ist zuerst eine Literaturrecherche zum Thema Ökobilanzierung/ Carbon Footprint von Verkehrsdienstleistungen vorzunehmen. Anschlie­ßend ist die Prozesskette über den Lebensweg des Systems einer Am­pelvorrangschaltung inklusive der dafür erforderlichen Infrastrukturen wie im Steuerungssystem der Fa. INIT hinterlegt sowie des zu vergleichenden Referenzsystem im Detail für jeden Teilprozess aufzustellen, um den stoff­lichen, energetischen, flächenbezogenen und zeitlichen Aufwand ermitteln zu können. Die Datenerhebung erfolgt mit Unterstützung von Fa. INIT für verschiedene Linien und ausgewählten Ampeln sowohl für das Prozess­kettenmodell der Ampelvorrangschaltung als auch des Referenzsystems. Auf Basis der erhobenen Daten ist ein Stoffstrommodell in der Software openLCA oder umberto in Kombination mit der ecoinvent Sachbilanz­datenbank sowie die Lebenszykluskosten von den Prozessschritten des Systems der Ampelvorrangschaltung und des Referenzsystems zu erstellen. Abschließend ist eine Analyse umwelt- und kostenrelevanter Beiträge der Prozesskette der Ampelvorrangschaltung vorzunehmen und mit den Ergebnissen des Referenzsystems zu vergleichen. Basierend auf diesen Analysen sollen Vorschläge zur gemeinsamen Reduzierung der THG-Emissionen und Kosten für das System der Ampelvorrangschaltung erarbeitet und diskutiert werden.

Zur Durchführung der Arbeit stellt Fa. INIT am Standort in Karlsruhe einen Arbeitsplatz zur Verfügung.

Eintrittstermin

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Ihre Qualifikation

• Sie verfügen eine abgeschlossene Wissenschaftliche Hochschulbildung in den Bereichen Umwelt- und Verkehrswissenschaften, des Wirtschaftsinge­nieurwesen oder der Betriebswirtschaftslehre.
• Interesse an und möglichst erste Erfahrungen mit Umwelt- und Klimaschutzthemen, Stoffstromanalyse (Ökobilanz, Carbon Footprint) sowie im Umgang mit der Software openLCA oder umberto sowie Grundlagen zur Digitalisierung des öffentlichen Personennahverkehrs sind erwünscht.