Zukunftsfähige Energie- und Umweltsysteme M. Eng.

Übersicht

Abschluss	Master of Engineering
Studienbeginn	Sommersemester
Bewerbungszeitraum Sommersemester	15. Dezember bis 15. Januar
Regelstudienzeit	3 Semester
Credits	90
Akkreditiert	Ja. Der Studiengang wurde im Frühjahr 2018 von der Agentur für Qualitätssicherung durch Akkreditierung von Studiengängen AQAS e.V. akkreditiert. – Weitere Informationen zur Akkreditierung
Zulassungsbeschränkt	Ja
Zulassungsvoraussetzungen	Konsekutiv für Umwelttechnik, Elektrotechnik, Energietechnik, Energiewirtschaft, Maschinenbau, Verfahrenstechnik und andere einschlägige Studienrichtungen Abschlussnote des ersten berufsqualifizierenden Abschlusses mit Durchschnittsnote mind. „gut“ (2,5) und Nachweis von 210 ECTS
Unterrichtssprache	Deutsch
Fakultät/Institution	Fakultät Architektur, Bau und Umwelt
Integrierter Auslandsaufenthalt	Nein

Sie streben nach Ihrem erfolgreichen Bachelorabschluss eine anspruchsvolle Tätigkeit oder eine Führungsposition in einer dynamisch wachsenden Zukunftsbranche an?

Produktion und Handel verschiedenster Güter und die Erzeugung von Energie haben Auswirkungen auf die Umwelt. Als Ingenieur:in für Energie- und Umweltsysteme können Sie einen aktiven Beitrag zur Transformation des Energiesystems sowie für einen ressourcenschonenden Umgang mit Rohstoffen und Umweltmedien leisten.

Nach Abschluss des Masterstudiums Zukunftsfähige Energie- und Umweltsysteme können Sie die notwendigen komplexen energie- und umwelttechnischen Anlagen planen, errichten und betreiben. Sie haben Kenntnis der wesentlichen ökologischen, ökonomischen und rechtlichen Rahmenbedingungen. Diese Ausbildung wird Sie sowohl für Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten als auch für Aufgaben in leitender Position im Bereich der Projektplanung und -durchführung bestens vorbereiten. Das besondere Merkmal dieses Studiengangs ist sein interdisziplinärer Ansatz. In den Projekt- und Masterarbeiten werden Sie fachübergreifende, aktuelle Themen in Kooperation mit Unternehmen oder Forschungsvorhaben bearbeiten.

Diese Ausbildung wird Sie sowohl für Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten als auch für Aufgaben in leitender Position im Bereich der Projektplanung und -durchführung bestens vorbereiten. Das besondere Merkmal dieses Studiengangs ist sein interdisziplinärer Ansatz. In den Projekt- und Masterarbeiten werden Sie fachübergreifende aktuelle Themen in Kooperation mit
Unternehmen oder Forschungsvorhaben bearbeiten.

Perspektiven

Für beide Studienschwerpunkte bestehen nach dem erfolgreichen Abschluss sehr gute Berufsaussichten. Zukunftsfähige energie- und umwelttechnische Infrastrukturen sind für die Weiterentwicklung unserer Industrie und Gesellschaft von zentraler Bedeutung. Die Energieinfrastruktur ist Voraussetzung für die Transformation des Energiesystems vom zentralen Verteil- zum dezentralen Erzeugungssystem.

Auch die Qualität und Zuverlässigkeit der Wasserversorgung und -entsorgung sowie der Abfallwirtschaft sind von hoher Bedeutung für die sozialen, ökologischen und ökonomischen Perspektiven unserer Gesellschaft.

Der Veränderungsdruck auf die Energiemärkte ist groß. Mit der beschlossenen Energiewende sind insbesondere die Bereiche Energieeffizienz und erneuerbare Energien stark gewachsen. Eine große Anzahl von Unternehmen hat sich rund um diesen Zukunftsmarkt Energie aufgestellt – ob mit technischen Produkten, Services oder Finanz- und Beratungsleistungen.

Dazu zählen auch die klassischen Energieversorger mit Ihren neuen Geschäftszweigen oder Tochterunternehmen für regenerative Produkte. Gleichermaßen wird technische Expertise im Bereich der Steigerung der Ressourceneffizienz umwelttechnischer und industrieller Prozesse stark nachgefragt.

Nach Aussagen der Bundesagentur für Arbeit sind Ingenieur:innen im Bereich der sogenannten „grünen“ Arbeitsplätze die begehrtesten Fachkräfte. So wurden in 88,5 Prozent aller Stellenanzeigen für Umweltschutzaufgaben nach Ingenieur:innen gesucht.

Für Sie erschließt sich damit ein weites Tätigkeitsfeld sowohl im privatwirtschaftlichen als auch im kommunalen und öffentlichen Bereich, zum Beispiel in:

Unternehmen der Energieversorgung
Ingenieur- und Planungsbüros
Anlagenbau (Energie- und Umwelttechnik)
Entsorgungs- und Recyclingunternehmen
Wasser-, Abwasser- und Bodenverbände
Facility-Management in der Industrie
kommunale Behörden und Institutionen
Consulting-Unternehmen
Forschung und Entwicklung
Promotion

Das Studium wird Sie sowohl für Aufgaben in leitender Position im Bereich der industriellen Projektplanung und -durchführung als auch für Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten bestens vorbereiten.

Der akademische Grad Master of Science (M. Sc.) berechtigt Sie zur Promotion und ist als Qualifikation für die Laufbahn im höheren Dienst der öffentlichen Verwaltung akkreditiert.

Promotionsprojekte der Abteilung Bau und Umwelt

Im Einzelnen werden folgende Themen behandelt:

Raumplanung und deren gesetzliche und planerische Grundlagen

Planhierarchien und Zuständigkeiten von Bundes-, Landes- und Kommunalbehörden

Status quo und Entwicklung der verschiedenen Energiesysteme (sektorale Strukturen und Schnittstellen zw. Wärme-, Strom- und Gasnetzen, zum Beispiel Power-to-Gas)

Netzentwicklungsplanung E-Netze (On- und Offshore)

Grundlagen der Nutzung erneuerbarer Energien mit besonderen infrastrukturellen Anforderungen, beispielsweise Offshore-Windenergie/Meeresenergie
Das Modul dient der Vermittlung ausgewählter Themen zur mathematischen Prognose und Dateninterpretation.

Im Einzelnen werden nachstehende Aspekte behandelt:

Beispiele für dynamische Systeme aus der Energie- und Verfahrenstechnik

Programmiersprache(n) und Numerik (C++/Fortran/Matlab, spezielle Probleme der Numerik)

numerische Methoden für die Lösung von Differentialgleichungen

Analytische Methoden zur Lösung einfacher Differentialgleichungen

Parameterschätzverfahren
Das Modul vermittelt erweiterte Kenntnisse aus der Wasser- und Abwasserwirtschaft im Rahmen von Infrastrukturmaßnahmen.

Im Einzelnen werden nachstehende Aspekte behandelt:

Grundlagen und Randbedingungen eines vorliegenden komplexen wasser- oder abwassertechnischen Projektes

Analyse von wasser- oder abwassertechnischen Fragestellungen mit dem Ziel eines wirtschaftlichen Lösungskonzeptes

Modellierung der Behandlungsprozesse anhand von Bilanzgleichungen

Wahl von technisch und wirtschaftlich optimalen Prozessen durch Vergleich der Vor- und Nachteile für das vorliegende Konzept

Wirtschaftlich optimale Wahl von für diese Prozesse infrage kommenden Anlagenkomponenten

Bemessen dieser Anlagenkomponente durch Anwendung von Regelwerken und/oder Bilanzgleichungen

Darstellung des gefundenen Lösungskonzeptes in Form von komplexen Grund- und Verfahrensfließbildern

Wahl einer für den technisch und wirtschaftlich optimalen Betrieb erforderlichen MSR-Technik

Bemessung von Rohrleitungen und Armaturen sowie deren Darstellung in Form von R+I-Fließbildern

Abschätzung der Investitions- und Betriebskosten des gefundenen Lösungskonzeptes
Im Einzelnen werden nachstehende Themen behandelt:

Identifizierung und Bewertung nutzbarer Biomassequellen: wichtigste Charakteristika, Anfall und Aufbereitung

Stoffwechsel und Wachstum von Mikroorganismen als Grundlage der Konversionsleistung von Mikroorganismen

Labormethoden zur Prüfung des Konversionspotentials verschiedener Substrate

Optimierung von Rein- oder Mischkulturen und Aufbereitungsschritten in biotechnischen Verfahren

Mikroorganismen und Enzyme im Umweltschutz, zum Beispiel in der Papier-, Textil- und Kunststoffherstellung

Energie aus Biomasse: Biogas, Wasserstoff, Ethanol

Bioraffinerien: Möglichkeiten einer integrierten stofflich-energetischen Verwertung von Biomasse
Das Modul dient der Vermittlung ausgewählter Themen zur Ressourceneffizienz, insbesondere in Verknüpfung zu Infrastruktursystemen und Energiesystemen.

Im Einzelnen werden nachstehende Aspekte behandelt:

Material- und Energieflussanalyse: Vorgehensweisen, qualitative und quantitative Beschreibung, Bewertungsparameter, mathematische Beschreibungen, Analyse von Prozessketten einschließlich Nutzung von DV-Tools (zum Beispiel UMBERTO®)

Sammlung, Zwischenlagerung und Transport von Abfällen

Entwurf und Berechnung von ausgewählten Prozessen, wie Kreislaufführung von Haushaltsabfällen, Urban Mining, Bauabfallrecycling, thermische Abfallbehandlung
Im Einzelnen werden nachstehende Themen behandelt:

Status quo Energieversorgung (Reserven/Ressourcen von konventionellen und erneuerbaren Primärenergieträgern, Erzeugungsgänge)

Physikalische Grundlagen, systemtechnische Beschreibung, ökonomische/ökologische Analyse und Betrieb erneuerbarer Energien und aktueller Entwicklungen zur Nutzung der

Windenergie

Solarenergie

Wasserkraft

Geothermie
Netzformen, Sternpunktbehandlung

Lastfluss, Stromiteration, Newton-Raphson-Verfahren

Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HVDC)

Netzschutztechnik unter aktuellen Rahmenbedingungen

Asset-Management, Netzbetrieb

Niederspannungsnetz

Smart Grids / E-Mobility

Energiespeicher (z. B. Pumpspeicher, Druckluftspeicher, chemische Energiespeicher, Schwungmassen)
Wertschöpfungskette innerhalb der liberalisierten Energiewirtschaft

Investitionsrechnung

Finanzierung von Energieprojekten

Fallstudien aus den Bereichen Erzeugung, Transport, Beschaffung und digitaler Energiewirtschaft (zum Beispiel Portfoliomanagement, Blockchain-Technologie)

Aktuelle Themen der Energiewirtschaft

Das Modul dient der Vermittlung ausgewählter Themen zur Vorbereitung und Begleitung der Projektmodule in den Bereichen Bau, Umwelt und Energie.

Im Einzelnen werden nachstehende Aspekte behandelt:

Anlagen- und bauwerksbezogenes Baurecht, Planungsrecht, Vergaberecht, Umweltrecht, Anlagenrecht, Energierecht

Ökobilanzierung, Ressourceneffizienz

Managementsysteme

Prozess- und lebenszyklusbezogene Kostenrechnung, Investitionsplanungen
Im Einzelnen werden nachstehende Themen behandelt:

Wissenschaftliche Recherche anhand von Originalliteratur, Datenbanken, Patenten oder Marktsituation bezogen auf eine Ausschreibung, die durch die Dozent:innen erfolgt

Aufstellen einer wissenschaftlichen Hypothese bzw. eines Entwicklungsziels und Ableiten einer technisch-wissenschaftlichen Zielstellung

Eigenständiges Erstellen eines technisch-wissenschaftlichen Projektvorschlags (Machbarkeits- und Vorstudien)

Festlegen von Rollen und Aufgaben im Projektteam und der Projektleitung

Festlegung von Abläufen und Methoden der Projektarbeit (Auftragsklärung, Planung, Durchführung, Steuerung und Abschluss)

Erstellen einer Projektstrukturierung (PSP)

Erstellen eines Arbeits-, Zeit- und Kostenplans

Präsentations- und Visualisierungstechniken
Lehrinhalte sind auf das jeweilige konkrete Projekt bezogene Sachinhalte (zur Stärkung der Fachkompetenz) und Methoden (zur Stärkung der Methodenkompetenz). Darüber hinaus werden Techniken des arbeitsteiligen Arbeitens gelehrt und Unterstützung zur Koordination in der Arbeitsgruppe erteilt.

Teilmodule

Material & Methoden

Durchführung

Auswertung

Einschlägige Aufgabenstellungen aus dem Themenfeld zukunftsfähiger Energie- und Umweltsysteme (Themenvergabe)

Gestaltung der wissenschaftlichen Arbeit "Masterthesis"

Literaturgewinnung und -auswertung

Zeitmanagement

Vorstellung und Diskussion von Arbeitsergebnissen

In der Mitte des Semesters gestaltet jede:r Masterstudierende einen Termin durch einen Vortrag zu seinem Thema und vertritt seine Ansätze, Konzepte, Lösungsvorschläge in der Diskussion mit den anderen Studierenden und den Hochschullehrenden.

Für die Masterthesis selbst gilt: Selbststudium mit wissenschaftlicher Literaturarbeit, Niederschrift der Thesis.

Zusätzliche Informationen

Im Masterstudium Zukunftsfähige Energie- und Umweltsysteme können Sie aus zwei Studienprofilen wählen:

Zukunftsfähige Energiesysteme: Im Profil Energiesysteme beschäftigen Sie sich mit Infrastrukturen des Energiesystems, der Systemtechnik Erneuerbarer Energien, elektrischen Netzen und Speicher, Modellbildung und Simulation wie auch der Energiewirtschaft.

Zukunftsfähige Umweltsysteme: Wählen Sie das Profil Umweltsysteme, liegt Ihr Fokus insbesondere auf den Themen nachhaltige Entsorgungstechnik, Wasser- und Abwasserwirtschaft, Biomassewirtschaft, Modellbildung und Simulation wie auch der Energieoptimierung umwelttechnischer Anlagen

Im ersten Semester erlernen Sie die Grundlagen infrastruktureller Systeme und beschäftigen sich mit mathematisch und physikalisch basierte Modellierung und Simulation von energie- oder umwelttechnischen Prozessen. Zudem vertiefen Sie ihr Wissen in drei Modulen entsprechend ihres gewählten Studienprofils.

Das zweite Semester ist im Wesentlichen durch das Projekt „Zukunftsfähige Energie- und Umweltsysteme“ geprägt. Durch die Wahl des Projektthemas können Sie Ihren Schwerpunkt weiter vertiefen oder interdisziplinär arbeiten. Parallel dazu setzen Sie sich mit Rahmenbedingungen infrastruktureller Systeme auseinander und erlernen die nötigen Kenntnisse und Fähigkeiten für die Projektplanung.

Ihr Studium schließt im dritten Semester mit der Masterthesis ab. Die Masterthesis können Sie auch in Kooperation mit (und bei) Partner:innen aus der Wissenschaft oder der Wirtschaft im In- und Ausland durchführen.

Mit Auszeichnungen wie dem Peter-Wefing-Förderpreis zeichnet die Fakultät jährlich herausragende Abschlussarbeiten aus.

Technische Ausstattung

Für Ihre praxisnahen Studienprojekte bieten Ihnen die IT-Infrastruktur und die forschungsstarken Labore der Fakultät optimale Arbeitsbedingungen und geben einen Einblick in aktuelle Forschungsprojekte. Die Abteilung Bau und Umwelt stellt Ihnen mit der Detlef Hegemann Digital-Plattform eine Virtuelle DesktopInfrastruktur (VDI) zur Verfügung, auf die Sie über die Desktoprechner in den PC-Poolräumen oder über Ihr Notebook zugreifen können. Quasi von überall können Sie Daten einsehen oder komplexe Software benutzen, die auf Ihrer eigenen Hardware nicht laufen würde. Alle Lernräume sind mit streamingfähigen Medien ausgestattet, sodass Präsenz- und Homelearning verknüpft werden können. Mit der Förderung von 240.000 Euro bis 2024 unterstützt die Detlef Hegemann Stiftung den Ausbau der zukunftsweisenden Digitalisierung der Fakultät 2 in den nächsten Jahren.

Die Labore der Abteilung Bau und Umwelt bereiten Sie auf eine Berufspraxis mit zukunftsweisender Technologie in Umweltchemie, -mikrobiologie und -biotechnik vor. Das Institut für Umwelt- und Biotechnik gibt Ihnen in Recyclingtechnik, erneuerbaren Energien wie auch Wasser- und Abwassertechnik einen Einblick in aktuelle Forschungsprojekte für mehr Ökologie und Naturschutz in der Umwelttechnik. Das Labor der Kreislaufwirtschaft werden Sie im Praktikum zur Abfallcharakterisierung nutzen. Sie erfahren dabei wie die Zusammensetzung und die chemisch-physikalischen Parameter von Abfallgemischen wie auch deren Verwertungs- und Behandlungsverfahren bestimmt werden.