Masterarbeit: Treibhausgasbilanzierung - Modellierung, Hotspots und regulatorische Einordnung

Das Fraunhofer ISI in Karlsruhe ist ein weltweit anerkanntes Exzellenzzentrum der Innovationsforschung. Durch die unterschiedlichen Schwerpunkte unserer neun Abteilungen bearbeiten wir zentrale Fragestellungen der Innovationsdynamik und Systemtransformation interdisziplinär und aus einer ganzheitlichen Perspektive. Das Institut bietet einmalige Möglichkeiten der Anwendung und Entwicklung von neuen Ansätzen in der Innovationsforschung. Es hat eine enge Anbindung an zahlreiche Universitäten und Forschungseinrichtungen im In- und Ausland. Durch unsere führende Position in der theorie- und evidenzbasierten Beratung haben unsere Mitarbeitenden einzigartige Zugänge zu nationalen und internationalen Stakeholdern in Politik und Wirtschaft.

Die Stelle ist in der Abteilung Energietechnologien und Energiesysteme angesiedelt und zum nächstmöglichen Zeitpunkt zu besetzen.

Was Du bei uns tust

Hintergrund:

Die Erreichung der Klimaziele in der EU erfordert die Dekarbonisierung industrieller und produktbezogener Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Unternehmen verschiedener Branchen stehen vor steigenden Transparenz‑ und Berichtspflichten (z. B. CSRD/ESRS), methodischen Harmonisierungsvorgaben (EF/PEF) sowie potenziell kostenrelevanten Regulierungen (EU ETS/ETS 2, RED III). Konkrete Anwendungsfälle umfassen beispielsweise die Bewertung landwirtschaftlicher Trocknungsprozesse sowie Recyclingprogramme in der Tourismusbranche (z. B. Teppich- oder Aluminiumrecycling).

Zielsetzung:

Die Arbeit entwickelt ein repräsentatives Lebenszyklusmodell (Cradle‑to‑Gate oder hCradle‑to‑Grave, je nach Anwendungsfall) zur Treibhausgasbilanzierung eines oder mehrerer industrieller bzw. produktbezogener Prozesse. Der konkrete Anwendungsfall sowie das methodische Delta werden zu Beginn gemeinsam festgelegt. Mögliche Schwerpunkte sind u. a.:

• Behandlung biogener CO₂-Ströme, Nebenemissionen (CH₄/N₂O) und materialspezifischer Emissionen inkl. Unsicherheiten.
• Vergleich konventioneller Prozesse (z. B. Verbrennung, Deponierung) mit Recycling- oder Kreislaufwirtschaftsansätzen.
• Dynamische/Szenario-Analyse (z. B. zukünftiger Energie-/Strommix, alternative Materialströme oder Entsorgungswege).
• Datenqualität, Allokation, Cut-off-Regeln und Konsistenz (EF/PEF/ISO-Konformität).
• Datenarchitektur und DPP-Konzeption: Datenfelder, Governance, Schnittstellen, maschinenlesbare Formate, Interoperabilität mit EMS und LCA-Datenbanken (z. B. ecoinvent).

Aufgaben:

• Scoping: Definition von Untersuchungsrahmen, Systemgrenzen, Annahmen, Cut‑off‑Kriterien und Allokationsregeln; Anforderungen an Datenqualität und Repräsentativität.
• Datenerhebung und Modellierung: Sammlung und Prüfung von Primär‑/Sekundärdaten zur Prozesskette (Energie‑ und Stoffströme, Prozessparameter, Emissionsfaktoren, Logistik- und Transportdaten); konsistente Modellierung im gewählten Systemrahmen; transparente Behandlung materialspezifischer Stoffflüsse.
• Wirkungsabschätzung: Fokus auf Klimawandel (Global Warming Potential in CO₂‑Äquivalenten); ergänzend, wo sinnvoll, weitere Wirkungskategorien (z. B. Ressourcenschonung, Wasserverbrauch, Landnutzung) und Sensitivitäten; Validierung (Vollständigkeit, Konsistenz, Unsicherheiten) und Hotspot‑Identifikation.
• DPP‑Konzeptentwicklung: Prüfung der DPP‑Umsetzbarkeit für die jeweilige Produktgruppe; Mapping relevanter Datenfelder und Metadaten; Anforderungen an Datenqualität und Aktualisierung; Vorschlag für Aufbau, Datengovernance und Schnittstellen; optional ein schlanker Demonstrator (z. B. Templa-te/Mock‑up) zur Darstellung der DPP‑Struktur.
• Regulatorische Einordnung: Strukturierte Analyse relevanter Regularien (EU ETS/ETS 2, RED III, CSRD/ESRS, EF/PEF, EU‑Taxonomie, EED); Ableitung von Handlungsempfehlungen für Compliance, Datensystematik und Dekarbonisierung.

Was Du mitbringst

• Studium im Bereich (Wirtschafts-) Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau, Materials Science and Engineering, Verfahrenstechnik und Umweltingenieurwissenschaften
• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse
• Gute Kenntnisse in Microsoft Office (Excel, Word, Power Point)
• Gute Kenntnisse bzw. Motivation zur Einarbeitung in Python
• Spaß an der Erarbeitung neuer Themenbereiche
• Eigenständige und zuverlässige Arbeitsweise
• Interesse an den Themen Nachhaltigkeit und Energie
• Vorkenntnisse in Ökobilanzierung/LCA (z. B. EF/PEF, ISO 14040/44)

Was Du erwarten kannst

• Interdisziplinarität: In unseren Projektteams arbeiten Mitarbeiter*innen verschiedenster Fachrichtungen zusammen. So werden unterschiedliche Ansätze, Denkweisen und Methoden eingebracht und unsere Projekte interdisziplinär bearbeitet.
• Infrastruktur: Unsere Arbeitsplätze sind mit neuester funktionsgerechter Technik ausgestattet.
• Flexibilität: Am Fraunhofer ISI gibt es flexible Arbeitszeiten, die auf die Studienbedürfnisse abgestimmt sind.
• Chancengleichheit und Diversity: Unterschiedliche Erfahrungen sind Antrieb für kreative Ideen und Konzepte und damit für Innovationen. Vielfalt ist daher eine Bereicherung für die Arbeit bei Fraunhofer. Bei uns setzen sich Teams möglichst ausgewogen zusammen - aus verschiedenen Geschlechtern, Altersstufen, Kulturen und Fachrichtungen.

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Die monatliche Arbeitszeit beträgt je nach Vereinbarung zwischen 20 und 40 Stunden. Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Haben wir Dein Interesse geweckt? Dann bewirb Dich jetzt online mit Deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Wir freuen uns darauf, Dich kennenzulernen!

Robin Barkhausen

[email protected]

Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

Kennziffer: 84684 Bewerbungsfrist: 26.06.2026