Doktorand:in – Europäische Energiewende – Modellierung und Analysen zu Herausforderungen für eine erfolgreiche Umsetzung (w/m/d)

Forschung für eine Gesellschaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im Forschungszentrum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft stellen wir uns großen gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit und erforschen Optionen für die digitalisierte Gesellschaft, ein klimaschonendes Energiesystem und ressourcenschützendes Wirtschaften. Arbeiten Sie gemeinsam mit rund 7.500 Kolleg:innen in einem der größten Forschungszentren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

Gestalten Sie mit uns die Energiezukunft – im Team Sektor­kopplung am Institute of Climate and Energy Systems – Jülicher Systemanalyse (ICE-2)! Wie können wir ein robustes, kosteneffizientes und treibhausgasneutrales Energiesystem aufbauen, das gleichzeitig auf Krisen vorbereitet ist? Genau daran forschen wir – mit wissenschaftlicher Tiefe, gesellschaftlicher Relevanz und einem multidisziplinären Ansatz.

Unser Fokus liegt auf der techno-ökonomischen Modellierung von Strom-, Gas-, Wasserstoff- und Wärmenetzen sowie ihrer gekoppelten Systemauslegung. Werden Sie Teil unseres engagierten, diversen Teams, das auf Augenhöhe zusammenarbeitet und Ideen Raum gibt. Bringen Sie Ihre wissenschaftliche Exzellenz, Kreativität und Neugier ein – und entwickeln Sie mit uns konkrete Strategien für die Energieversorgung von morgen.

Die Transformation des europäischen Energiesystems hin zur Treibhausgasneutralität verändert unsere Energielandschaft grundlegend: Künftig sollen Wind- und Solaranlagen den Großteil der Stromversorgung übernehmen. Wasserstoff und seine Derivate gewinnen an Bedeutung – und auch für Zeiten mit wenig Wind und Sonne braucht es neue, emissionsfreie Technologien und Strategien, die die Versorgung sicherstellen. Damit die europäische Energiewende gelingt, müssen zentrale Infrastrukturmaßnahmen rechtzeitig umgesetzt werden – etwa die Umrüstung bestehender Kraftwerke und Transportnetze auf andere Energieträger oder der gezielte Ausbau neuer Infrastrukturen.

In dieser Arbeit bewerten Sie diese Herausforderungen systematisch und leiten daraus Szenarien und Strategien für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende ab. Sie nutzen dafür bestehende Energiesystemmodelle des ICE-2 und bearbeiten dabei unter anderem folgende Fragen:

• Welche Auswirkungen haben Installations- und Umrüstungszeiten auf den Umbau der Energieinfrastrukturen?
• Welche Standortbedingungen gelten für unterschiedliche Technologien und wie verändert sich die Energielandschaft auf dem Weg zur Treibhausgasneutralität?
• Welche regionalen Effekte treten auf und wie lässt sich einer Überlastung einzelner Regionen gezielt entgegenwirken?

Ihr Beitrag zur wissenschaftlichen Analyse und Gestaltung:

• Entwickeln Sie bestehende Energiesystemmodelle in Python weiter mit dem Ziel, Herausforderungen der infrastrukturellen Umsetzung der Energiewende fundiert abzubilden und zu analysieren.
• Identifizieren und systematisieren Sie Herausforderungen für die Umsetzung der europäischen Energiewende.
• Erweitern Sie bestehende Energiesystemmodelle gezielt, um Umrüstungsmaßnahmen sowie Planungs- und Bauzeiten als zeitliche Restriktionen im Transformationspfad systematisch abzubilden.
• Analysieren Sie Flächenanforderungen und weitere standortbezogene Voraussetzungen für zentrale Energieinfrastrukturen – von Speichern über Kraftwerke bis hin zu Transportnetzen.
• Analysieren Sie auf Szenarienbasis, wie sich zentrale Umsetzungsherausforderungen auf die Auslegung zukünftiger Energieinfrastrukturen auswirken, mit Fokus auf regionale Auswirkungen und Herausforderungen bei der Umsetzung.
• Positionieren Sie Ihre Forschung im nationalen und internationalen Fachkontext – durch Publikationen, Konferenzbeiträge und wissenschaftlichen Austausch.

Sie verfügen über ein erfolgreich abgeschlossenes Masterstudium im Bereich der Natur- oder (Wirtschafts-)Ingenieurwissenschaften bzw. der Informatik oder eines verwandten Studiengangs. Sie bringen sehr gute energietechnische, -wirtschaftliche und -politische Kenntnisse mit. Sie haben bereits erste Erfahrungen in der Energiesystemmodellierung gesammelt. Sie sind sicher im Umgang mit objektorientierter Programmierung, vorzugsweise in Python. Sie arbeiten eigenverantwortlich, strategisch und lösungsorientiert und weisen ein hohes Maß an Selbstständigkeit sowie Bereitschaft zu großem Engagement auf. Fließende Englischkenntnisse in Wort und Schrift; Deutschkenntnisse sind von Vorteil.

Wir arbeiten an hochaktuellen gesellschaftlich relevanten Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Für Ihre erfolgreiche Promotion bieten wir Ihnen optimale Voraussetzungen:

• Die Möglichkeit zur Anfertigung einer Doktorarbeit innerhalb von drei Jahren durch professionelle Betreuung und interne Unterstützungsangebote.
• Ein hoch motiviertes, internationales und interdisziplinäres Team in einer der größten Forschungseinrichtungen Europas.
• Aktive Weiterentwicklung einer umfangreichen Energiesystem-Modellierungssuite in Python mit dem Ziel, energiepolitische Entscheidungsträger wissenschaftlich-fundiert zu unterstützen.
• Hervorragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur.
• Möglichkeit zur Teilnahme an (internationalen) Konferenzen und Projekt­treffen.
• Kontinuierliche fachliche Betreuung durch Ihre wissenschaftlichen Betreuer:innen.
• Beste Voraussetzungen für ein erfolgreiches Arbeiten im Homeoffice (ein Umzug in die Region Aachen-Düsseldorf-Köln ist keine Voraussetzung).
• 30 Tage Urlaub sowie alle Brückentage und zwischen Weihnachten und Neujahr immer dienstfrei.
• Weiterentwicklung Ihrer persönlichen Stärken, z. B. durch ein umfangreiches Trainingsangebot; ein strukturiertes Programm mit Weiterbildungs- und Vernetzungsangeboten speziell für Promovierende über JuDocS, das Jülich Center for Doctoral Researchers and Supervisors.

Die Position ist zunächst auf drei Jahre befristet. Die Vergütung erfolgt analog der Entgeltgruppe 13 (75 %) des Tarifvertrags für den öffentlichen Dienst (TVöD-Bund) zuzüglich 60 % eines Monatsgehaltes als Sonderzahlung („Weihnachtsgeld“). Informationen zur Promotion im Forschungszentrum Jülich inklusive der Standorte finden Sie hier: fz-juelich.de/gp/Karriere_Docs.