Doc­to­ral Re­searc­her, sus­tai­na­bi­li­ty of Power-​to-​X (PtX) value chains

Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu 16 000 opiskelijaa, 446 professoria ja 5200 työntekijää. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä. Monimuotoisuus on osa meitä, ja teemme jatkuvaa työtä yhteisömme monimuotoisuuden ja syrjimättömyyden varmistamiseksi. Siksi kannustammekin päteviä hakijoita taustasta riippumatta liittymään yhteisöömme. Kemian tekniikan ja metallurgian laitoksen Kestävien järjestelmien tutkimusryhmä hakee VÄITÖSKIRJATUTKIJAA erikoistumaan Power-to-X (PtX) -arvoketjujen kestävyyteen. Oletko innostunut uusiutuvan energian teknologioiden edistämisestä? Haluatko kehittää huippuluokan laskennallisia viitekehyksiä, jotka muovaavat kestävän energian tulevaisuutta? Tule mukaan ratkaisemaan keskeisiä haasteita vaikeasti päästövähennettävien (hard-to-abate) sektoreiden dekarbonisaatiossa. Hankkeen kuvaus Tämän väitöskirjahankkeen tavoitteena on kehittää päätöksentekomalleja ja optimointistrategioita PtX-teknologioiden sektorien väliseen integrointiin ja toimintaan. Tehtävässäsi varmistat, että nämä polut toimivat planeettamme kantokyvyn rajoissa (planetary boundaries) ja täyttävät samalla tiukat kustannustehokkuutta, turvallisuutta ja toiminnallista joustavuutta koskevat kriteerit. Keskeiset tutkimuskysymykset: Miten uusiutuvan sähköntuotannon jaksottaisuus voidaan erottaa taloudellisesti e-polttoaineiden ja e-kemikaalien jatkojalostuksesta? Miten PtX-arvoketjun teknistä, taloudellista ja ympäristöllistä toteutettavuutta voidaan maksimoida toiminnallisen ja markkinoiden epävarmuuden vallitessa? Miten kehittää tehokas ja älykäs laskennallinen viitekehys teollisuussektoreiden vähähiilisten siirtymäpolkujen optimaaliseen suunnitteluun ja toimintaan Suomessa ja kansainvälisesti? Roolisi ja tavoitteesi Laajentaa energiasiirtymäpolkujen joustavuuden rajoja mallintamalla toiminnallista dynamiikkaa, välivarastointia ja vaihtelevia syötteitä (feedstocks). Muotoilla teknis-taloudellisia ja elinkaariarviointiin perustuvia seka-kokonaislukulinearisia optimointimalleja (MILP) koko PtX-arvoketjun optimoimiseksi. Tehdä yhteistyötä oman tutkimusryhmän jäsenten, akateemisten kumppaneiden ja ulkoisten teollisuussidosryhmien kanssa. Esitellä tutkimustuloksia kansainvälisissä akateemisissa konferensseissa ja julkaista artikkeleita korkeatasoisissa, vertaisarvioiduissa tieteelliisissä lehdissä. Tutkimuksesi tukena käytössäsi on ryhmämme kattava mallikirjasto, joka kattaa PtX-teknologiat, yksikköprosessit, koulutusmateriaalit sekä kestävyyden arviointiviitekehykset. Verkostosi ja tiimisi Liityt prof. Rofice Dicksonin johtamaan Sustainable Systems -tutkimusryhmään . Ryhmämme keskittyy kehittämään matemaattisia malleja, algoritmeja ja tietokoneavusteisia ohjelmistotyökaluja energiamuotojen kiertotaloudellisten ja kestävien ratkaisujen tutkimiseen. Suorana ohjaajanasi toimii prof. Rofice Dickson, ja pääset työskentelemään yhdessä väitöskirjatutkijoista, tutkijatohtoreista ja teollisuuskumppaneista koostuvan innostavan ja monitieteellisen tiimin kanssa. Kemian tekniikan ja metallurgian laitoksen ainutlaatuinen kilpailuetu perustuu raaka-aineiden kestävään hyödyntämiseen, tehokkaampien prosessien suunnitteluun sekä uusien materiaalien ja tuotteiden kehittämiseen. Laitoksemme asiantuntemus mahdollistaa kestävän tulevaisuuden rakentamisen tehokkaiden ja suorituskykyisten tuotteiden ja prosessien kautta, jotka mahdollistavat kiertotalouden ja biotalouden. Laitoksemme on avainasemassa kemian tekniikan, materiaalitieteen, metallien prosessoinnin, tehokkaiden energiateknologioiden sekä näiden alojen digitalisaation tutkimuksessa. Ydinosaamisemme keskittyy yksikköoperaatioihin ja kemian tekniikan prosesseihin, hydro- ja pyrometallurgiaan, katalyysiin ja polymeeritekniikkaan, prosessien ohjaukseen ja prosessisysteemitekniikkaan. Odotamme sinulta Etsimme erittäin motivoituneita hakijoita, joilla on vahva tutkimustausta energiajärjestelmien prosessisysteemitekniikasta (Process Systems Engineering). Edellytämme: Ylempi korkeakoulututkinto Kemiantekniikan, sähkötekniikan, energiajärjestelmätekniikan tai vastaavalta alalta. Taustaa optimoinnista: Vankkaa kokemusta matemaattisen ohjelmoinnin (esim. MILP, MINLP) soveltamisesta energia- tai prosessijärjestelmiin. Ohjelmointitaitoa: Todistettua osaamista optimointi- tai mallinnusympäristöistä (esim. GAMS, Python, Julia tai MATLAB). Katsomme eduksi: Arviointimenetelmät: Teknis-taloudellisen arvioinnin (TEA) ja elinkaarianalyysin (LCA) menetelmien tuntemus. Ohjelmistotyökalut: Prosessisimulointityökalujen (Aspen Plus/Hysys, PRO/II) sekä LCA-ohjelmistojen (SimaPro, openLCA) tuntemus. Tutkimusorientoituneisuus: Vahva kiinnostus uusiutuvan energian siirtymäpolkuihin, sektorien väliseen integrointiin ja päätöksentekoon epävarmuuden vallite