Download - IVT - ETH Zürich

Bevorzugter Zitierstil für diesen Vortrag
Axhausen, K.W. (2013) Wo entstehen die Nutzen und die Kosten,
Verkehrssysteme, Zürich, Oktober 2013.
1

Wo entstehen die Nutzen und die Kosten?
KW Axhausen
IVT
ETH
Zürich
Oktober 2013

Zeithorizonte des Verhaltens
Kurzfristig
• Preise
• Information
• Zeiten (Steuerung der Systeme)
Mittel- und langfristig
• Zeiten (Infrastruktur, Dienstleistungen)
• Komfort (Dienstleistungen, Infrastruktur, Rollmaterial)
• Preise (Steuern und Gebühren)
• (Flächennutzung)
3

Nutzen/Kosten bei kurzfristigen Zeithorizonten (Tage)
Öffentlich Privat Unternehmen Landbesitzer
Reisezeitreduktion
Höhere
Verlässlichkeit
Reduzierte
„geplante“
Verspätungen
Niedrigere
Logistikkosten
4

Nutzen/Kosten bei mittelfristigen Zeithorizonten (Monate)
Öffentlich Privat Unternehmen Landbesitzer
Höhere
externe Kosten
Höhere
Unterhaltskosten
Mehr OeV
Subventionsbedarf
Treibstoffzoll
Veränderung in der
Verkehrsmittel-wahl
Grössere
Reisedistanzen
Grössere Auswahl
und Vielfalt
Mehr Aktivitäten
Höhere Reisekosten
Veränderung
der
Kundschaft
Veränderte
Immissionen
(Höhere
Immissionen)
5

Nutzen/Kosten bei langfristigen Zeithorizonten (Jahre)
Öffentlich Privat Unternehmen Landbesitzer
Mehr
Wettbewerb
Mehr
Innovationen
Mehr
Wachstum
Mehr soziales
Kapital
Neue Wohnortwahl
Geeignetere Jobs
und Arbeitsorte
Höhere Löhne
Tiefere Preise
Konsumgüter
Geringeres OeV
Angebot
Höhere Stabilität der
sozialen Netze
Mehr
Standorte
Mehr
geeignetere
Angestellte
Höhere
Produktivität
Mehr
Wettbewerb
für Angestellte
Höhere
Preise
6

Schrumpfende generalierte Reisekosten seit 1840
Kutsche und Segelboot 1840
Quelle: nach Dicken (1998) Abb.5.3
Dampfschiff und Lokomotive, 1840 - 1930
Propellerflugzeuge, 1930-1950
Düsenflugzeuge, seit 1950

Leistungsdaten des Einzelhandels in Deutschland
Einzelhandelsumsatz VÄ 2009 /
1992
Gesamt ∅ Innenstadt Nicht-
Innenstadt
+12% -3% +18%
Quelle: Greipl (2011) S. 33
Umsatzanteil 2009 / 1992 28% 72%
VÄ 2009 / 1992 -4% +4%
Einzelhandels-Verkaufsfläche
VÄ 2009 / 1992
+38% +17% +47%
Flächenanteil 25% 75%
VÄ 2009 / 1992
-4% +4%
Umsatz / m 2 3.656 4.088 3.514
VÄ 2009 / 1992 -19% -17% -20%
8

Generalisierte Kosten
9

Generalisierte Kosten: Definition
Generalisierten Kosten sind
• die risiko- und komfort-gewichtete Summe
• des entscheidungsrelevanten
• Zeitverbrauchs
• Elemente der Reisezeit (d i,RZ )
• Geplante Verfrühungen und Verspätungen (d i,früh , d i,spät )
• und der monetären Kosten (m imr )
• einer Bewegung oder Aktivität als Teil
• Einer Sequenz von Bewegungen oder Aktivitäten
10

Gesellschaftliche generalisierte Kosten
Aber:
Gesellschaftliche generalisierte Kosten =
Persönliche generalisierte Kosten +
Externalitäten
Persönliche generalisierte Kosten =
Entscheidungsrelevante persönliche Kosten +
Ignorierte persönliche Kosten
Verkehrsmodelle bauen auf den entscheidungsrelevanten
Kosten auf
11

Beispiel Verbindungswahl: Elemente des Zeitverbrauchs
IV
Zugangszeit zum Fahrzeug
Rüstzeit
ÖV
Zugangszeit zur ersten
Zugangsstelle
Fahrscheinerwerb
Wartezeit
Fahrtzeit inklusive Pausen und
Fahrzeugwechsel
Parkplatzsuchzeit, Abrüstzeit
Abgangszeit zum Ziel
Fahrtzeit inklusive Haltezeiten,
Umsteigen und Umsteigezeiten
Abgangszeit zum Ziel
Geplante Verfrühung/Verspätung Geplante Verfrühung/Verspätung
12

Beispiel Verbindungswahl: Verfrühung/Verspätung
Generalisierte
Kosten
Geplante
Anfangszeit der
Aktivität
Tatsächliche
Ankunftszeit
13

Beispiel Verbindungswahl: Verfrühung /Verspätung
Generalisierte
Kosten
= Fahrplanankunft
Geplante
Anfangszeit der
Aktivität
Tatsächliche
Ankunftszeit
14

Beispiel Verbindungswahl: Verlässlichkeit
Generalisierte
Kosten
= Fahrplanankunft
= Ankunftsverteilung
Geplante
Anfangszeit der
Aktivität
Tatsächliche
Ankunftszeit
15

Beispiel Verbindungswahl: Verlässlichkeit
Generalisierte
Kosten
= Fahrplanankunft
= Ankunftsverteilung
Geplante
Anfangszeit der
Aktivität
Tatsächliche
Ankunftszeit
16

Beispiel Verbindungswahl: Elemente der Kosten
Art IV ÖV
Feste
Altersabhängige
Abschreibung
Steuer, Versicherung
Abstellplatz/plätze
(Beiträge)
Monats- oder Jahreskarte
Halbtaxabo
Vermeidbare Kraftstoff Einzelfahrschein
Mauten, Parkgebühren
Reifen, Instandhaltung
Reparaturen
Gebrauchsabhängige
Abschreibung
(Miete)
17

Beispiel Verbindungswahl: Elemente des Komfort
IV
Unfallsrisiko
Gefährdung durch Verbrechen
Umgebungsqualität
Komfort des Fahrzeugs
Fahrkomfort
Fahrstress
Informationsdichte und -qualität
ÖV
Unfallrisiko
Gefährdung durch Verbrechen
Umgebungsqualität
Komfort des Fahrzeugs
Fahrkomfort
Aufenthaltsstress
Informationsdichte und -qualität
18

Produktivität
Quelle: Melo, Graham und Noland (2009)
• Positive Elastizitäten bei einer räumlichen Konzentration von
wirtschaftlichen Aktivitäten durch
• Wissenstransfer
• Verknüpfungen in der Produktion und Verkauf
• Konzentrierter Arbeitsmarkt
• Verbesserte Erreichbarkeit verstärkt die Produktivität
• Mögliche Korrelation zwischen Arbeitsplatzdichte und
Produktivität (Melo, 2009)
• Höhere Löhne in urbanen Regionen
19

Quelle: Gapminder (2013) mainly World Bank
Anteil der Populationen in Agglomerationen (1960)
USA
20
Japan
Schweiz
Indien
China

Quelle: Gapminder (2013) mainly World Bank
Anteil der Populationen in Agglomerationen (2011)
Japan
21
Schweiz
USA
China
Indien

Infrastrukturausbau in Agglomerationen
Kosten,
Nutzen
Neue Pendlerkosten
Quelle: Venables (2004) Abbildung 1b
w w
0
α
β
η
X X*
Lohndifferenz
Anzahl
Arbeiter
22

Infrastrukturausbau in Agglomerationen
Kosten,
Nutzen
Neue Pendlerkosten
Quelle: Venables (2004) Abbildung 1b
0
δ
Lohndifferenzkurve
α
β
η
X X*
Lohndifferenz
Anzahl
Arbeiter
23

Gewinne aus dem Infrastrukturausbau
f
( y)
g(
A)
mit ε: Elastizität
y: Produktivität
A: Agglomeration
Quelle: Melo (2009)
Mögliche, zusätzliche Einflussfaktoren
• Wirtschaftssektoren
• Länderunterschiede
• Arbeitskraftunterschiede
24

Quelle: Graham (2007)
Werte der Elastizität der Produktivität
Wirtschaftssektor
Elastizitäten
Herstellungs- und Produktionsindustrie: 0.070
Dienstleistung: 0.197
Alle Wirtschaftssektoren: 0.129
25

Wirtschaftliche Entwicklung seit der Industrialisierung
26

Industrialisierung
Definition Industrialisierung: Paralleles und sich verstärkendes
Wachstum von Rechtssicherheit, Kapitalstock, Produktivität,
Erreichbarkeit der Kunden und Aufnahmevermögen der Märkte.
Folgen im Verkehrssystem
• Suche nach der optimalen Kombination von Kapitalkosten,
Nutzerkosten, Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit
(Volumen, Gewicht oder Personen), d.h.
• Privater Zahlungsbereitschaft
• Gesellschaftlicher Akzeptanz der notwendigen Besteuerung
27

Produktivitätsentwicklung in Westeuropa
3.00
Quelle: nach Galor und Weil (2000) S.808
Wachstumsrate [%/Jahr]
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
Produktivität
Bevölkerung
Malthus: Bevölkerung und Produktivität
wachsen gleich schnell
Moderne: Produktivität wächst
wesentlich schneller
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
Jahr
28

Entwicklung des Bruttoinlandproduktes/capita
30'000
25'000
20'000
Quelle: nach Maddison (2008)
BIP/capita
15'000
10'000
5'000
0
1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020
Jahr
Westl. Europa Welt Schweiz
29

Quelle: BfS (2013)
Einkommen und Konsumentenpreise
30

Entwicklung Warenhandel in Volumen 1950 – 2007
10'000
Log. scale
1'000
Quelle: WTO (2009)
100
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Landwirtschaft Bergbau und Treibstoffe Produktion BIP
31

Quelle: Grübler (1998) S.226
32
Entwicklung der Arbeitszeit

Entwicklung der Lebenserwartungen (geschätzt)
Quelle: Gapminder (2013)
33

USA
Quelle: Gapminder (2013) mostly UN data
Weltweite Fertilität
34
Nigeria
Indien China Schweiz

Preisentwicklung
Allgemeine Kostenreduktion
Personentransport wird mehrheitlich erschwinglich und
massentauglich
• Bahn
• Auto
• Luftfahrt
Transport liefert relevanter Beitrag zur Wertschöpfung
• Wertschöpfung Schweiz 2001:
• direkt: 35.6 Mia sFr.
• Total, mit Zulieferer: 58.5 Mia sFr (13.2% des BIP)
35

Realer Preisverfall in der Telekommunikation
2000
1750
US International and interstate average
revenue per minute
Quelle: nach FCC (2001)
Index [1995 = 100]
1500
1250
1000
750
500
250
0
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Year

Qualitätskorrigierte PW-Preise
1400
1200
Frei, 2004
Raff und Trajtenberg, 1990
1000
800
600
400
200
0
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
37
Quelle: nach Frei (2005)
Qualitätsbereinigter Preisindex
(2004 = 100) [%]

Kostenentwicklung Zürich – New York (100 = Jahr 1990)
1000
Anzahl Flüge/Woche
Quelle: Widmer (2002)
Index [1990 = 100]
800
Flugzeit
Billigster offizieler Preis eines Rundflugs
600
400
200
0
1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005
38

39
PW-Besitz 1960-2002
Quelle: Dargay, Gately und Sommer (2007) S.6

PW, Lastwagen und Busse (ohne Zweiräder, 2007)
USA
Quelle: Gapminder (2013), World Bank
Indien (2003)
China
Schweiz
Singapur
40

Nachfrage: Personenkilometer/Kopf (1950 – 2005)
Quelle: Schäfer, Jacoby, Heywood und Waitz (2009) S. 479
41

Ausbau und VMT des amerikanischen Strassennetzes
Quelle: Federal Highway Administration (2011)
42

Entwicklung der Reiseweiten in der Schweiz
1.0
0.8
Quelle: Fröhlich (2008) S.75
kumulierter Anteil
0.6
0.4
0.2
0.0
0 20 40 60 80 100
Reiseweite(km)
ÖV 1970
ÖV 1980
ÖV 1990
ÖV 2000
MIV 1970
MIV 1980
MIV 1990
MIV 2000
43

Quelle: Schäfer, Jacoby Heywood Waitz (2009) S. 478, 479
Veränderungen in der Verkehrsmittelwahl
44

Values of Travel Time Savings (VTTS)
Definition
Generelle Zahlungsbereitschaft für die Verbesserung des Angebots
und die dadurch entstehenden Wohlstandsänderungen.
Zum Beispiel
• Neue oder andere Aktivitäten
• Neue oder andere Routen
45

Einordnung der Ergebnisse
Verkehrsmittel
Wegezweck
Jahr
PW
Pendler Nutzfahrt Sonst. Total
Bahn
Pendler Nutzfahrt Sonst. Total
Grossbritannien 1996 24.00 3.60 9.00
Niederlande 1990 14.00 7.50 10.00 12.50 5.50
Schweden 1994 5.50 4.50 9.50 7.00
Norwegen 1997 32.80 15.30 26.30 11.00
Finnland 1995 5.00 2.50 5.00 2.50
Dänemark 1992 10.00 21.00 6.00 20.00
Quantifizierung
von Zeitgewinnen
1980 6.30 28.00 12.00
NUP 1981 20.00 16.00
ASTRA 1998 25.00 100.00 10.00
Verifizierung
Prognosemeth.
Bsp. Einf. ICN
2002 28.00 8.70 (55.80) 17.00
VOT Schweiz 2003 35.00 28.00 27.00 21.00
Schweizer Löhne 2000 66.50 66.50
Werte in CHF/h im Jahr der Studie, nicht inflationsbereinigt
46

Zeitwerte für alle Zwecke Schweiz 2001 - 2006
Quelle: Hess, Erath und Axhausen (2008) S.53
47

Externalitäten
48

Externalitäten
Unbeabsichtigte positive oder negative Auswirkungen meines
Handelns auf Dritte, die ich bei meiner Entscheidung nicht
berücksichtige.
Es kommt dann zu einer Über- oder Unterproduktion:
• Stau/Überlastungen
• Lärm
• Vibrationen
• Emissionen (CO2, NOX), Immissionen (Pb, HC, CO etc.)
• Unfälle
• Verkehrsflächen
• Trennwirkungen
49

Positive Externalitäten
sFr
„Soziale“ Nachfrage
Private Nachfrage
q q*
q
50

Negative Externalitäten
sFr
Gesellschaftliche Grenzkosten
Private Grenzkosten
q*
q
q
51

Elemente der externen Systemkosten
Element Lokal Regional Global
Luft Grünhausgase x
Gesundheitsgefährdende Gase x
Materialschädigende Gase
x
Abrieb und Feinstaub
x
Wasser Abrieb x x
Öle und andere Flüssigkeiten x x
Landschaft Bodenversiegelung x
Zerschneidung
x
52

Elemente der externen Systemkosten
Element Lokal Regional Global
Energie Externe Verbrauchskosten System x
Verbrauch
x
Gesellschaft Unfälle x
Trennungswirkungen
x
Lärm
x
Erschütterungen
x
Landschaftsbild
x
Ortsbild
x
53

Quelle: Tessmer (2013) WHO mod.
Tödlich Verunfallte pro 100‘000 Einwohner
54

Quelle: Gapminder (1999) S.163
Tödlich Verunfallte pro 100‘000 Personenwagen
55
Death / 100‘000 vehicules

Quelle: Gapminder (2013) CDIAC (CO2 Information Analysis Center)
56
CO 2 Emissionen pro Person

Weltweite Treibhausgasemissionen (2005)
Verkehr
Elektrizität
Heizung
Quelle: World Bank (2009) S. 191
Industrie
Veränderung
der Landnutzung
Landwirtschaft
57

Entwicklung CO 2 und Ziele CO 2 -Gesetz in der Schweiz
Quelle: BAFU (2009) S.4
58

Energieverbrauch verschiedener Verkehrsmittel
1000
Quelle: nach MacKay (2008) S.128
log [kWh/100Pers.km]
100
10
1
Huey Helikopter
Ocean Range Liner Rover
H2-Auto (Honda)
Cessna 310
Bus
Car
Tram
Trolley
Coach
U-Bahn
Gehen
Fahrrad
Diesel Schnellzug
Elektr. Schnellzug
Elektr. Zug
Durchschnittl. Besetzungsgrad
Turboprob
Volle Besetzung
Learjet
Boing 747
Boing 747
(voll)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
[km/h]
59

Trends Lärmsanierungsprojekte in Mio sFr. (Schweiz)
Quelle: BAFU (2007b)
60

Öffentliche und private Güter: Kriterien
Rivalität:
Kann die Infrastruktur von verschiedenen Nutzern gleichzeitig
genutzt werden, ohne dass sie sich gegenseitig stören ?
Ausschlussfähigkeit:
Kann der Zugang zu der Infrastruktur mit angemessenen
Aufwand (Kosten) kontrolliert werden ?

Öffentliche und private Güter
Rivalität
Ja
Nein
Ausschlussmöglichkeit
Ja Privates Gut „Club“-Gut
Nein
Öffentliches Gut
mit
Kapazitätsgrenzen
Öffentliches Gut

Öffentliche und private Güter: Beispiele
Rivalität
Ja
Nein
Ausschlussmöglichkeit
Ja Kleidung Museum,
Schwimmbad,
Eisenbahn
Nein Autobahnen Luft, Seen,
Polizei, Justiz,
Planung

Öffentliche und private Güter: Typische Probleme
Rivalität
Ja
Nein
Ja
Unternutzung
(Kostenanlastung)
Nein
Übernutzung
(tragedy of the
common)
Schwarzfahren
Ausschlussmöglichkeit
(Steuerhinterziehung)

Marktversagen und staatliches Eingreifen
Art des Versagens
Öffentliche Güter
(Rivalität)
Art des staatlichen Eingriffs
Regulation Steuern Öffentliche
Produktion
Subventionen
Museen,
Bibliotheken
Öffentliche Güter
(Ausschluss-fähigkeit)
Busspuren,
Sicherheitsregeln
Planung,
Erschliessung,
Polizei,
Verteidigung
Externalitäten
Sicherheitsregeln,
Grenzwerte
Beihilfen zum
Studium
Impfungen,
Erziehung,
Müllabfuhr
65

Zusammenfassung
Zeithorizonte
Gedankenmodell
Values of Travel Time Savings (VTTS)
Kosten- und Preisentwicklung
Externalitäten
66

Literatur
BAFU (2007a) NABEL Luftbelastung 2007, Bundesamt für Umwelt,
Bern.
BAFU (2007b) Sanierung Strassenlärm, Bundesamt für Umwelt,
Bern.
BAFU (2009) Emissionen nach CO2-Gesetz und Kyoto-Protokoll,
Bundesamt für Umwelt, Bern.
bfs (2009) Themen, www.bfs.admin.ch, Bundesamt für Statistik,
Neuchatel, August 2009.
Chamun, M, P. Mauro und Y. Okawa (2008) Mass Car Ownership in
the Emerging Market Giants, Economic Policy, 23 (4) 243-296.
Dargay, J., D. Gately und M. Sommer (2007) Vehicule Ownership
and Income Growth, Worldwide: 1960-2030, Energy Journal, 28
(4) 143-170.
67

Literatur
Dell, F., T. Piketty und E. Saez (2005) Income and Wealth
Concentration in Switzerland over the 20th Century, Discussion
Paper Series, 5090, Center for Economic Policy Research,
London.
Fröhlich, P. (2008) Änderungen der Intensitäten im
Arbeitspendlerverkehr von 1970 bis 2000, Dissertation, Institut für
Verkehrsplanung und Transportsysteme ETH Zürich, Zürich.
Ehmer, J., R. Fremdling und H. Kaelble (2007) Jahrbuch für
Wirtschaftsgeschichte, Akademie Verlag, Berlin.
Federal Highway Administration (2009) Highway Statistics Series,
www.fhwa.dot.gov, U.S. Department of Commerce, Springfield,
September 2009.
68

Literatur
Frei, A. (2005) Was hätte man 1960 für einen Sharan bezahlt?,
Diplomarbeit, Institut für Verkehrsplanung und Transportsysteme
ETH Zürich, Zürich.
FCC (2001) Long distance telecommunication industry, FCC,
Washington, D.C.
Gapminder (2013) Gapminder for fact-based world view,
www.gapminder.org, visited 2013.
Galor, O. und D.N. Weil (2000) Population, Technology, and Growth,
The American Economic Review, 90 (4) 806-828.
Graham, D.J. (2007) Agglomeration, Productivity and Transport
Investment, Journal of Transport Economics and Policy, 41 (3)
317-343.
69

Literatur
Greipl, E. (2011) Der Handel 2025 – Visionen und Prognosen,
Präsentation am ACSC Kongress, Wien, September 2011.
Grübler, A. (1998) Technology and Global Change, Cambridge
University Press, Cambridge.
Hess, S., A. Erath und K.W. Axhausen (2008) Estimated Value of
Savings in Travel Time in Switzerland, Transportation Research
Record, 2082 43-55.
IPCC (2007) Climate Change 2007, Cambridge University Press,
New York.
MacKay, D.J.C. (2008) Sustainable Energy – without the hot air, UIT,
Cambridge, www.withouthotair.com, August 2009.
70

Literatur
Maddison, A. (2008) Statistics on World Population,
www.ggdc.net/maddison, University of Groningen, Groningen,
September 2009.
Melo, P.C. (2009) Evidence on the linkage between productivity,
agglomeration economies, and transport, Vortrag, Institut für
Verkehrsplanung und Transportsysteme ETH Zürich, Zürich.
Melo, P.C., D.J. Graham und R.B. Noland (2009) A meta-analysis of
estimates o furban agglomeration economies, Regional Science
and Urban Economics, 39 332-243.
Nyffeler, U.P. (2004) NABEL: Vollzugsinstrument der Luftreinhaltung,
Fachtagung 25 Jahre NABEL, EMPA, Dübendorf.
Schafer, A. und D.G. Victor (2000) The future mobility of the world
population, Transportation Research Part A, 34 171-205.
71

Literatur
Schäfer A., H.D. Jacoby, J.B. Heywood und I.A. Waitz (2009) The
Other Climate Threat: Transportation, American Scientist, 97 (5)
476-483.
Tessmer, J. (1999) Comparing International Crash Statistics, Journal
of Transportation and Statistics, 2 (2), 159-166.
Venables, A.J. (2004) Evaluation Urban Transport Improvements,
Centre for Economic Performance, London School of Economics
and Political Science, London.
Vrtic, M., K.W. Axhausen, R. Maggi und F. Rossera (2003)
Verifizierung von Prognosemethoden im Personenverkehr, im
Auftrag der SBB und dem Bundesamt für Raumentwicklung
(ARE), IVT, ETH Zürich und USI Lugano, Zürich und Lugano.
72

Literatur
Widmer, J.P. (2002) Accessibility by air passenger transport related to
Switerland, Arbeitsberichte Verkehrs- und Raumplanung, 112, IVT,
ETH Zürich, Zürich.
World Bank (2009) Reshaping Economic Geography, World
Development Report, World Bank, Washington,
www.worldbank.org.
WTO (2009) World merchandise trade by major product group,
www.wto.org/english/res_e/statis_e/statis_e.htm, World Trade
Organisation, Genf, September 2009.
73