Von der Kapitalwertmethode zur integrierten Bewertung• ERTMS-Regional (kostenreduzierte Variante von ETCS ohne Achszähler), • Vergleich zum abgängigen Ks. 1 -System mit PZB

Von der Kapitalwertmethode zur integrierten Bewertung 4. RAMS/LCC-Expertenforum Dresden, 03.-04. Nov. 2016 Florian Brinkmann Benedikt Scheier

Oberpfaffenhofen

Berlin

Neustrelitz

Köln ETW

DNW

Braunschweig

Göttingen

Bonn

Weilheim

Bremen Trauen

Lampoldshausen

Hamburg

Stuttgart

Stade

Jülich

Augsburg

• Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und Verkehr

• Institut für Verkehrssystemtechnik (TS): • Automotive • Verkehrsmanagement / ÖPNV • Bahnsysteme

• Ein Fokus: integrierte Bewertung von Schienen-infrastrukturen: Railonomics®

> 4. RAMS/LCC Expertenforum > Von der Kapitalwertmethode zur integrierten Bewertung > Florian Brinkmann > 03. November 2016 DLR.de • Folie 2

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Quelle: DLR

und die Eisenbahn…


Inhalt des Vortrags

Wirtschaftlichkeit: - LCC - Erlöse - …

nicht-monetäre Kriterien: - Mobilität - Gesundheit - Umwelt - …

Integrierte Bewertung Railonomics®

€ € €

Quelle Fotos: Florian Brinkmann

• Zugortung über

• Datenkommunikation: GSM und Satellit (in Deutschland nicht zugelassen)

• Ersatz fixer Eurobalisen durch „virtuelle“ Balisen

• SIL 4

• ERTMS-konform

Förderprojekt 3InSat (ESA) 02/2014 – 11/2014

> 4. RAMS/LCC Expertenforum > Von der Kapitalwertmethode zur integrierten Bewertung > Florian Brinkmann > 03. November 2016

Leitung: Ansaldo STS DLR TS beteiligt im Unterauftrag der DB Netz AG

DLR.de • Folie 4

Weiterverfolgung des Ansatzes? à Wirtschaftlichkeitsabschätzung

Quelle: 3InSat Projekt

• Nettobarwerte der Systemalternativen: • 3InSat • ETCS Level 2 ohne Signale, • ERTMS-Regional (kostenreduzierte Variante von ETCS ohne Achszähler), • Vergleich zum abgängigen Ks1 -System mit PZB2

• reine Kostenvergleichsrechnung (Anschaffung & Betrieb) ohne Ansatz • der Einnahmenseite, • Kapazitäts- oder Sicherheitsgewinn

• generische Szenarien (Basis: Streckenstandards der DB AG3)

• infrastruktur- und fahrzeugseitige Kostenanteile (Verlagerungseffekte zwischen EIU und EVU)

• Betrachtungszeitraum: • Jahr 1 bis 5: Investitionsphase (Planung, Bau, Inbetriebnahme) • Jahr 6 bis 45: Betriebsphase inkl. periodische Reinvestitionen


Vorgehensweise

1 Kombinationssignalsystem 2 punktförmige Zugbeeinflussung 3 DB Konzernrichtlinie 413.0301

𝐶𝐶0 𝑖𝑖 = −𝑰𝑰 + �𝐸𝐸𝑡𝑡 − 𝑨𝑨𝒕𝒕1 + 𝑖𝑖 𝑡𝑡

𝑇𝑇

𝑡𝑡=1


Zusammenstellung Kostenelemente

Funktionsverlagerung fixer Eurobalisen auf das Fahrzeug

• 3InSat und ERTMS-R haben die geringsten Infrastrukturkosten (keine Achszähler)

• 3InSat: • geringste Infrastrukturkosten (virtuelle

Balisen), • höherer Anteil Zugausrüstung

• geringste Gesamtkosten:

hier konventionelles Ks-System

• hohe ETCS Kosten durch • Zugausrüstung, • RBC, • insbesondere GSM-R upgrade.

NPV – Basic Scenario R80 Standard


Zusa

mm

ense

tzun

g N

PV

• hohes Potenzial bei geringen Zugzahlen & hohem Infrastrukturaufwand

• Kostenstruktur von LST aufgrund der Granularität der Datenbasis komplex (Was kostet ein Achszähler?)

• fehlende Kostenwerte für innovative Technologien à Wirtschaftlichkeit nur mit Annahmen

zu bestimmen


Erkenntnisse 3InSat

Verfolgung des Ansatzes vielversprechend Laufende Aktualisierung der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Erfolgsfaktoren: • Anzahl und Kosten der Eurobalisen • Anzahl der Züge • Nutzungsgebühren EGNOS • Kosten der digitalen Karte

• generischer Ansatz (3InSat): Unsicherheiten bzgl. Streckenparameter (RBC, Balisen, …) und Zugzahlen

• Übertragung generischer Betrachtung auf reale Strecken: Städtebahn Sachsen

• Datenübertragung über öffentliche GSM-Netze + Satellitenkommunikation à Wegfall der GSM-R Komponenten


Fortsetzung (H2020): ERSAT-EAV ERTMS on Satellite – Enabling & Validation 02/2015 – 01/2017

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/St%C3%A4dtebahn_Sachsen


GSM-R GSM-R

Sat.-Com.

Zusammensetzung NPV - Städtebahn Sachsen

• GSM-R Kommunikation (Mitte und rechts) > Kommunikation für ERTMS-Sat • physische Balisen ETCS (rechts) > Anteil virtueller Balisen (Mitte und links)

ETCS ETCS ETCS

virt. Balisen

Zusa

mm

ense

tzun

g N

PV

Schlussfolgerungen für ERTMS-Sat


Bestätigung der Ergebnisse auch mit aktualisierten Annahmen: • besonders lohnend für Strecken ohne GSM-R Ausrüstung • Städtebahn Sachsen: Wirtschaftlichkeitsanalyse unter den gegebenen Annahmen

positiv • Einfluss der Besitzkosten der Eurobalisen geringer, relevant ist vor allem das

Mengengerüst • Anzahl der Züge ist maßgeblicher Faktor à Problematisch für Strecken mit überregionalem Güterverkehr

• attraktiv für Strecken mit geringen Zugzahlen und relativ hoher Anzahl an fixen Eurobalisen

DLR.de • Folie 11


Erweiterung: nicht-monetäre Kriterien von Infrastrukturmaßnahmen

• Technologiebewertung konkrete Infrastrukturmaßnahme

• Welche Stakeholder sind betroffen? Warum?

Transparenz: Vor- und Nachteile einer

Maßnahme + Gewinner und Verlierer

Entscheidung über Schienen-

infrastruktur-maßnahme

DLR.de • Folie 13

ZVNL 3000 – Einrichtung eines neuen Bahnhofs Q1+2/2015

• Neuer Haltepunkt auf der Strecke Leipzig Hbf. – Halle Hbf.

• Ziel: verkehrliche Entlastung des Güterverkehrszentrums (GVZ) Leipzig

• Verschiedene Stakeholder, unterschiedlich betroffen:

• Unternehmen im GVZ, • Arbeitnehmer, • Kommunen, • DB Netz, • Fernverkehr, …


Auswirkungen über möglichst großen Betrachtungsraum qualitativ darstellen à Vorbereitung von Gesprächen mit verschiedenen Stakeholdern

DLR.de • Folie 14

Darstellung von Auswirkungen auf die Stakeholder

• These: Transparenz bzgl. Auswirkungen einer Maßnahme hilft eher bei einer Bewertung als Ermittlung eines Nutzenindikators à Akzeptanz à pragmatischer Ansatz: Abbildungsverfahren zur Darstellung komplexer Zusammenhänge

Kriterium Value Stakeholder

Infrastruktur

Zug

Betrieb Zwischen-größe


DLR.de • Folie 15

Zuverlässigkeit Zulieferer

[Q]

Unternehmen GVZ NordVermögen [€]

Kapazitätsauslastung

Zufahrtswege

Verkehrs-menge MIV

Lagerkosten [€]

Verspätung Zuliefer-verkehr

Straf-zahlungen?

[€]Vermögen [€] Zulieferer

CO2-Emissionen

[t]

Unfallkosten [€]

Umwelt global

Verkehrs-leistung MIV

Kosten Treibhausgasemissionen

[€]

CO2-Emissionen

[€]

Kosten CO2-

Emission [€/t]

Kosten ruhender

Verkehr [€]

Stellplätze ruhender Verkehr [Anzahl]

Kosten je

Fläche [€]

Investition und Betrieb Parkhaus [€]

Stellplätze Parkhaus [Anzahl]

Stellplätze Parkplatz [Anzahl]

Kosten Parkplatz [€]

Fläche je

Stellplatz [m2]

Fläche Parkplatz

[m2]

Fläche Parkhaus

[m2]

Investition und Betrieb Parkplatz [€]

Kosten Parkhaus [€]

Nachfrage an Fläche

Angebot an

Fläche

Arbeit-nehmer GVZ

Nord (ÖVàÖV)

Zeit [1]

Vermögen [€]

Faktor Zeitkosten [€/Zeit]

Volks-wirtschaft

ÖV-Nutzer (ÖVàÖV) [Anzahl]

ÖV-Nutzer (MIVàÖV)

[Anzahl]

Job-Tickets [Anzahl]

AG-Kosten Job-Ticket [€]

Verkehrs-betreiber /

EVU

Einnahmen [€]

AG-Zuschuss Job-Ticket [€]

Einnahmen Job-Ticket [€]

Preis Job-Ticket [€]

Mobilitäts-kosten [€]

Arbeit-nehmer GVZ Nord (MIVà

ÖV)

Vermögen [€]

Arbeitnehmeranteil Job-Ticket [€]

PKW-Kosten [€]

Verkehrsmittelwahl sonst.

Wege

Mobilitätskosten ÖV [€]

Ticketerlöse induzierter Verkehr [€]

kreisfreie Städte/

Kommunen

Einnahmen [€]

Einkommensteuer [€]

Lohnsteuer-pflichtige An.

[Anzahl]

Erreichbarkeit GVZ-Nord

ÖV

Reisezeit ÖV [Zeit]


Sozialleistung [€]Wohngeld [€]

ALG Empfänger

[Anzahl]

Zuzug Arbeit-nehmer GVZ

Nord

Grundsteuer [€]

Beträge für Strom, Gas, Wasser, etc.

[€]

Einnahmen [€]

Effizienz öffentliche

Infrasstruktur [€/

Einwohner]

Ausgaben (Defizitausgle

ich) [€]

städtische Versorgungse

inrichtung

Bundesagentur für Arbeit

Sozial-abgaben [€]

Sozialleistung [€]ALG

Beiträge Arbeitslosenversicherung

Bund, Land, etc.

Sozial-abgaben [€]

Rente, Pflege, Kranken, Soli,

...

Zu- und Abgangszeit

Bike-SharingAngebot GVZ

Fahrradbox S-Bahnhof

vakante Stellen GVZ

[Anzahl]

Einzugsgebiet AN

[Anzahl_Pers]

Sozialversicherungspflichtige An. [Anzahl]

ALG Empfänger

[Anzahl]

Einkommensteuer [€] Steuern [€]

Qualifizierungsgrad AN [?] … ?

ÖV-Nutzer [Anzahl]

Modal-Split Arbeitsweg

GVZ

MIV-Nutzer [Anzahl]

Wegelänge [km]

PKW-km [€]

Zeitkosten [€]

Arbeit-nehmer GVZ

Nord (ÖVàÖV)

Zeit [1]

Vermögen [€]

Volks-wirtschaft

AG-Kosten Job-Ticket [€]

Verkehrs-betreiber /

EVU

Einnahmen [€]

Einnahmen Job-Ticket [€]

Mobilitäts-kosten [€]

Arbeit-nehmer GVZ Nord (MIVà

ÖV)

Vermögen [€]

Mobilitätskos

ten ÖV [€]

Ticketerlöse induzierter Verkehr [€]

Effizienz

Qualifizierungsgrad AN [?] … ?

Zeitkosten [€]

ÖV-Nutzer (ÖVàÖV) [Anzahl]

ÖV-Nutzer (MIVàÖV)

[Anzahl]

AG-Zuschuss Job-Ticket [€]

Preis Job-Ticket [€]

Arbeitnehmeranteil Job-Ticket [€]

ÖV-Nutzer [Anzahl]

Modal-Split Arbeitsweg

GVZ

MIV-Nutzer [Anzahl]

Anwendung im Projekt ZVNL3000 Auszug Gesamtwirkungskette

Kapa itätsauslastung

ufahrtswege

COmissionen

[t]

Verkehrs-leistung MIV

mission [€/t]

€]

PKW-Kosten [€]

Verkehrsmittelwahl sonst.

Wege


Wegelänge [km]

PKW-km [€]


DLR.de • Folie 16

ZVNL 3000 - Ergebnis & Ausblick

Quelle Foto: Benedikt Scheier


• Ursache-Wirkungsketten als Basis für Dialog mit Stakeholdern, um für Akzeptanz und Unterstützung zu werben

• Ausgangsbasis für Quantifizierung / detailliertere Betrachtung einzelner Kriterien, hier: deutliche Reisezeitverkürzung führt zu Modal Shift zugunsten des ÖV

• Weiterführung: Kommunalworkshop am 24. November in Leipzig


Railonomics®

Railonomics®-Infra: • Ersatzentscheidungen • Investitionsentscheidungen • Variantenvergleich

Neu: erweiterte Darstellung zusätzlicher Stakeholder und Kriterien

• LCC-Analysen als Basis für Systementscheidungen

• Herausforderungen im Bahnbereich: • komplexe Systeme & lange Lebenszyklen (Hebelwirkung, Lock-in Effekt) • Unsicherheiten bzgl. Kostenprognosen für innovative Technologien:

Annahmen + Sensitivitätsanalysen

• Wirtschaftlichkeit als Voraussetzung, aber auch Betrachtung nicht-monetärer Faktoren sinnvoll

• Einbeziehung relevanter Stakeholder zur Akzeptanzsteigerung

• Transparenz als Ausgangsbasis für analytische oder simulative Quantifizierung

• Integrierte Bewertung (Railonomics®) als Bindeglied zu makroskopischer Betrachtung


Zusammenfassung des Vortrags

DLR.de • Folie 19 > 4. RAMS/LCC Expertenforum > Von der Kapitalwertmethode zur integrierten Bewertung > Florian Brinkmann > 03. November 2016

Von der Kapitalwertmethode zur integrierten Bewertung

Benedikt Scheier [email protected] 0531/295-3428

Florian Brinkmann [email protected] 0531/295-3514

DLR e.V. Institut für Verkehrssystemtechnik Lilienthalplatz 7 38108 Braunschweig

Anja Bussmann [email protected] 0531/295-3520

Kontakt:

mailto:[email protected]



Documents

Von der Kapitalwertmethode zur integrierten Bewertung• ERTMS-Regional (kostenreduzierte Variante von ETCS ohne Achszähler), • Vergleich zum abgängigen Ks. 1 -System mit PZB