 |
 |
Manfred Treber
Ein Ergebnis von Liebscher u.a. (1994) kann in der Aussage zusammengefaßt werden, daß verschiedene Einzelfallbetrachtungen zu unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich Ressourceninanspruchnahme führen können. Diese Aussage ist unstreitig, ebenso wie die Feststellung, daß eine große Variation zwischen den Ergebnissen verschiedener Einzelfallbetrachtungen möglich ist. Bereits der einfache Vergleich zwischen einem alleinfahrenden Geschäftsreisenden im Dienst-Pkw (spezifischer Energieverbrauch bis zu 18 l Kraftstoff/100 Personen-km) und einer Vierergruppe Jugendlicher im Kleinwagen (1,5 l/100 Personen-km) zeigt Unterschiede von mehr als einer Größenordnung beim gleichen Verkehrsträger MIV auf. Im folgenden wird dargestellt, daß aus Einzelvergleichen gewonnene Ergebnisse leicht den Blick für das Gesamte verstellen.
Voraussetzung für einen solchen Systemvergleich ist allerdings, daß das System ÖV mit dem System MIV grundsätzlich gleichwertig ist, d.h., daß der ÖPNV (bzw. eine Rumpf-Hochgeschwindigkeits-Bahn) nicht nur für Restverkehre (bzw. nur für die betriebswirtschaftlich rentablen Fernstrecken) konzipiert ist. Die Realisierung dieser Forderung wird gegenwärtig in zunehmendem Maße verkehrspolitisches Ziel. So wird beispielsweise in Rheinland-Pfalz in der Begründung zum in Vorbereitung befindlichen Landesgesetz zum öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) formuliert, der ÖPNV solle sich zu "einer echten Alternative zum Individualverkehr" entwickeln können (MWVRP, 1995, 16). Laut § 2 ("Ziele") des saarländischen Entwurfs zum ÖPNV-Gesetz soll der ÖPNV "vor allem in Verdichtungsräumen als Alternative zum motorisierten Individualverkehr zur Verfügung stehen" (ÖPNVG-Saarland, 1995).
In der oben eingeführten systemtheoretischen Betrachtungsweise ist der jeweilige Vergleich bei Liebscher u.a. (1994) also ein Vergleich zwischen verschiedenen "Ausschnitts-Momentaufnahmen" der beiden konkurrierenden Systeme.
Die im folgenden vorgenommene systemtheoretische Darstellung zeigt, daß eine Einzelfallbetrachtung zur Beurteilung der beiden Systeme - aus Gründen der Einfachheit soll die Betrachtung hier auf die beiden Personenverkehrssysteme MIV und ÖV beschränkt bleiben - zu kurz greift.
Beim System ÖV - und analog dazu beim System MIV - ist es hilfreich, gedanklich eine Aufteilung in Infrastruktur (I), Fahrzeuge (F) und Betrieb (B) vorzunehmen.
Zur Beurteilung der Energieeffizienz (die im weiteren exemplarisch für die Beurteilung der Ressourceneffizienz betrachtet wird; eine Ausweitung auf CO2-Emissionen usw. ist natürlich möglich und notwendig) ist bei beiden Systemen jeweils der Energieaufwand zu bilanzieren, der während der Produktion, der Nutzung und bei der Entsorgung in allen Teilsystemen anfällt.
Bei einer Abschätzung der Energieeffizienz der einzelnen Systeme ist zu unterscheiden zwischen der durchschnittlichen Energieeffizienz (bzw. deren Kehrwert, dem spezifischen durchschnittlichen Energieaufwand - kurz spezifischer Durchschnittsaufwand -, beispielsweise ausgedrückt in Litern Diesel-Äquivalent pro 100 Personenkilometer oder in Kilowattstunden pro Personenkilometer) und der marginalen Effizienz, d.h. der Effizienz einer zusätzlichen Nachfrage nach Verkehrsleistungen. Letztere - bzw. ihr Kehrwert "Grenzverbrauch" - ist die maßgebliche Entscheidungsgröße bei einer individuellen Einzelentscheidung über optimales energieeffizientes (d.h. energiesparendes) Verhalten. Der (spezifische) Grenzverbrauch macht eine Aussage darüber, wie hoch der (spezifische) Energieverbrauch ist, der durch eine individuelle Entscheidung verursacht wird.
Nachdem der Begriff Grenzverbrauch eingeführt worden ist, macht es weiterhin Sinn, die Größe "spezifischer fixer (Primär)Energieaufwand" Ef einzuführen, der (ex post, also nach Ablauf der Zeitperiode, für die die Berechnung durchgeführt werden soll) bestimmt werden kann als Differenz zwischen dem spezifischen Durchschnittsaufwand und dem spezifischen Grenzverbrauch.
Wie ist nun der spezifische Durchschnittsaufwand und der spezifische Grenzverbrauch für die beiden Systeme ÖV und MIV zu berechnen?
Für beide Systeme ist der spezifische Durchschnittsaufwand - am exaktesten ex post - auf die gleiche Weise zu bestimmen: Es werden alle Energiemengen addiert, die im Betrachtungszeitraum (anteilig) für die Errichtung und Funktion der Systeme aufgewendet wurden: Der Energieaufwand für die Bereitstellung der Infrastruktur (EI), der Energieaufwand für den Bau und die Entsorgung der Fahrzeuge (EF) - beide zusammengenommen bilden den Investivenergieaufwand - sowie der Energieaufwand für die Durchführung des Betriebs (Betriebsenergieverbrauch EB, also hauptsächlich der Treibstoffverbrauch). Der erhaltene Energieaufwand wird dann dividiert durch die vom System im Betrachtungszeitraum erbrachten Transportleistungen (in Personen-km [Pkm]), was den spezifischen Durchschnittsaufwand ergibt.
Der spezifische Grenzverbrauch hingegen berechnet sich aus dem von der anstehenden Entscheidung resultierenden Energieverbrauch:
Damit ist die Frage eindeutig zu beantworten, welches individuelle Verhalten am energiesparsamsten ist, wenn eine Alternative zwischen ÖV und MIV besteht: Praktisch immer die Nutzung des ÖV.
Für das Verkehrssystem insgesamt werden bereits seit längerer Zeit Abschätzungen zum Gesamtenergieaufwand gemacht. So gibt Herendeen an, daß in den frühen 70er Jahren in den USA 42 Prozent Energieverbrauchs für den Verkehr aufgewandt wurden (Herendeen, 1973). Für die Bundesrepublik Deutschland wird geschätzt, daß fast 50 Prozent des Energieeinsatzes direkt oder indirekt in den Verkehr gehen (Heinloth 1993, 223). Diese Abschätzungen geben erste Hinweise auf die Größe des Investivenergieaufwandes für das System MIV, da dieses in den betrachteten Jahren den überwiegenden Teil (mehr als vier Fünftel) der Verkehrsleistung erbrachte und zudem in der Regel zu den am wenigsten energieeffizienten Verkehrsträgern zählt (vgl. unten).
Eine Untersuchung über die verkehrlichen CO2-Emissionen kommt zum Ergebnis, daß in den alten Ländern Ende der 80er Jahre allein der Anteil des Kfz-Verkehrs (direkt und indirekt) bei einem Drittel der gesamten deutschen CO2-Emissionen lag (Teufel, 1992, 61).
Hält man sich vor Augen, daß der Betriebsenergieaufwand für den Straßenverkehr in den alten Bundesländern zu Beginn der 90er Jahre bei 16 Prozent lag (Deutscher Bundestag, 1994, 40) bzw. daß der Straßenverkehr 18 Prozent der deutschen CO2-Emissionen verursachte (EK, 1994, 22), kann auf der Basis dieser auf hochaggregierter Ebene gemachten Angaben der Schluß gezogen werden, daß der Investivenergieaufwand für das System MIV größenordnungsmäßig fast so groß ist wie der Betriebsenergieaufwand.
Nähert man sich der Fragestellung über den Anteil der Investivenergie am gesamten Energieaufwand des Systems MIV über Einzelbetrachtungen, findet man Angaben, daß der Investivenergieaufwand zwischen 25 Prozent (NAUNIN, 1992, 7-11; dieser Wert beinhaltet lediglich den Investivenergieaufwand für die Fahrzeugherstellung und -entsorgung) und 43 Prozent (Ayres, 1978, 107) des Betriebsenergieaufwandes liegt.
Zusammengefaßt kann festgestellt werden, daß die beobachtete Streubreite der Aussagen zum Verhältnis von Investiv- und Betriebsenergieaufwand für das System MIV beträchtlich ist. Das jeweilige Ergebnis einer solchen Untersuchung hängt einerseits vom betrachteten Land und vom Bezugszeitpunkt der Untersuchung ab, andererseits aber auch davon, was alles genau zum Bereich Verkehr gezählt wird. Unter Berücksichtigung der bestehenden Unsicherheiten kann anhand dieser Untersuchungen davon ausgegangen werden, daß der spezifische Investivenergieaufwand des Systems MIV in der Bundesrepublik Deutschland in den 90er Jahren (d.h. bei den derzeitigen Fahrleistungen) bei mindestens 0,2 kWh Primärenergie pro Personenkilometer (Pkm) (d.h. bei etwa 2 l Benzin pro 100 Personenkilometer) liegt, vielleicht sogar bei einem Mehrfachen davon. Der Anteil des Investivenergieaufwandes im System MIV steigt in Zukunft möglicherweise sogar - trotz einer weiteren Steigerung der Energieeffizienz im Produktionsprozeß, da die spezifischen Betriebsenergieverbräuche ("3-Liter-Auto") noch stärker sinken könnten als die Fortschritte bezüglich Energieeffizienz in der Produktion.
Für das System ÖV ist zu vermuten, daß der spezifische Investivenergieaufwand substantiell (d.h. etwa eine Größenordnung) kleiner ist als beim MIV, da der Nutzungsgrad der Fahrzeuge (die den überwiegenden Teil des Investivenergieaufwandes binden; vgl. Elsener, Strub, 1993, 80) im ÖV um ein Mehrfaches höher ist als beim MIV: Einerseits wegen der längeren täglichen Nutzungsdauer von Bussen und Bahnen (ein Pkw wird täglich durchschnittlich 44 Minuten genutzt (VDV, Socialdata, 1994, 14)), andererseits wegen der längeren Nutzungsdauer der Fahrzeuge insgesamt, die bei Bahnen in vielen Fällen 30 Jahre übersteigt.
Allerdings ist zu berücksichtigen, daß aufwendige Neubaustrecken mit vielen Tunnels und großen Erdbewegungen die günstige Investivenergie-Bilanz des ÖV deutlich verschlechtern können.
Der spezifische Betriebsenergieverbrauch für das System ÖV lag im Jahr 1987 in der Bundesrepublik Deutschland in den alten Bundesländern beim öffentlichen Straßenpersonenverkehr (ÖSPV) bei 0,2 kWh/Pkm und bei den Eisenbahnen bei 0,35 kWh/Pkm, d.h. im Durchschnitt (gewichtet nach Fahrleistungen) bei 0,25 kWh/Pkm (IFEU, 1990, 583). Nach einer neueren Studie lag der spezifische Primärenergieverbrauch des Schienenpersonenfernverkehrs im Jahr 1992 bei 0,20 kWh/Pkm (Prognos, 1995, A6).
Mit diesen Abschätzungen ist als Arbeitshypothese davon auszugehen, daß der spezifische fixe Primärenergieaufwand Ef des Systems ÖV derzeit in Deutschland etwa bei 0,3 kWh/Pkm liegt, also in ähnlicher Höhe wie beim System MIV.
Der Grenzverbrauch des ÖV soll am Beispiel Schienenpersonennahverkehr basierend auf der Annahme grob abgeschätzt werden, daß der Energieverbrauch proportional mit der zu bewegenden Masse zunimmt, was speziell für den Nahverkehr eine gute Näherung darstellt (Gladigau, 1992, 1364), da dabei der Effekt des Luftwiderstandes wenig ins Gewicht fällt.
Geht man von einer Massenzunahme von 70 kg pro zusätzlichem Reisendem aus und betrachtet einen Dieseltriebwagen der Baureihe VT 628, so bedeutet ein weiterer Reisender eine Massenzunahme des Fahrzeugs um 1 Promille, was bei der oben vorausgesetzten Proportionalität einen spezifischen Grenzverbrauch von 0,1 l/100 Pkm (d.h. 0,01 kWh/Pkm) impliziert.
Wie in der Einführung bereits erwähnt wurde, schwanken die spezifischen Grenzverbräuche des Systems MIV abhängig vom Einzelfall stark. An dieser Stelle soll lediglich eine Angabe zum durchschnittlichen spezifischen Grenzverbrauch des MIV gemacht werden. Für diese Größe sind die statistischen Angaben in guter Qualität vorhanden. Im Jahr 1992 lag der durchschnittliche spezifische Kraftstoffverbrauch von Pkw und Kombifahrzeugen bei 9,8 l/100 Fahrzeugkilometer, die Auslastung lag im Mittel bei 1,3 Personen pro Fahrzeug (BMV, DIW, 1994, 295 u. 213), so daß ein durchschnittlicher spezifischer Grenzverbrauch von 7,7 l/100 Pkm (d.h. 0,7 kWh/Pkm) vorlag. Für das Jahr 1987 gibt IFEU für die alten Bundesländer auch 0,7 kWh/Pkm als durchschnittlichen spezifischen Grenzverbrauch an (IFEU, 1990, 583).
In Tabelle 1 sind die vorstehend diskutierten Werte für die einzelnen Systemgrößen von ÖV und MIV nochmals dargestellt.
Tabelle 1: Spezifische Systemgrößen
des ÖV und des MIV für die Bundesrepublik Deutschland zu Beginn
der 90er Jahre [in kWh/Pkm]
| System:
ÖV MIV
fixer Primärenergieaufwand ca. 0,3 > 0,2 darunter: Investivenergieaufwand ca. 0,04 > 0,2 Betriebsenergieverbrauch 0,25 - Grenzverbrauch ca. 0,01 0,7 Durchschnittsaufwand ca. 0,3 > 0,9 |
In Tabelle 1 wurde vollständigkeitshalber noch der spezifische Durchschnittsaufwand der beiden Systeme angegeben, der sich als Summe des spezifischen fixen Primärenergieaufwands und des spezifischen Grenzverbrauchs ergibt. Tabelle 1 zeigt klar,
Bei der Untersuchung des spezifischen Energieverbrauchs des ÖV läßt sich in einer gewissen Weise ein Vergleich mit der Heisenbergschen Unschärferelation ("je genauer ich den Ort eines Teilchens messe, je weniger exakt kann ich seinen Impuls bestimmen; Ort und Impuls sind dabei komplementäre Variablen") herstellen, wobei die Beantwortung der Frage nach dem durchschnittlichen Betriebsenergieverbrauch pro Fahrgast-km des Systems sowie der nach dem Betriebsenergieverbrauch pro Fahrgast-km für eine spezielle Verkehrsrelation quasi komplementär sind: Wenn man eine Antwort auf die Frage des speziellen spezifischen Betriebsenergieverbrauchs einer Verkehrsrelation im Netz sucht (also eine lokale Aussage - die gegeben werden kann - treffen will), hat diese Antwort eine geringe Aussagekraft für den Betriebsenergieverbrauch pro Fahrgast-km des Systems. Andererseits können (Durchschnitts-)Werte für den Betriebsenergieverbrauch pro Fahrgast-km des Systems angegeben werden, die jedoch kaum Aussagen über den Betriebsenergieverbrauch pro Fahrgast-km für spezielle Verkehrsbeziehungen machen. Je genauer man den Betriebsenergieverbrauch pro Fahrgast-km im Einzelfall (für eine spezielle Verkehrsbeziehung, zu einer speziellen Tages- oder Jahreszeit) bestimmt, desto weniger ist die Aussage auf das System verallgemeinerbar.
Dazu kann man versuchen, Näherungrechnungen zum Betriebsenergieverbrauch pro Fahrgast-km für einzelne Strecken zu machen (man versucht dabei also, das System in Teile zu zerlegen). Wenn man dabei eine Mittelung über die Zeit durchführt (also keine Aussagen für einen speziellen Fahrtenverlauf zu einem bestimmten Zeitpunkt machen will), können dadurch erste Antworten auf die Frage nach der Energie- (bzw. Ressourcenbilanz) von einzelnen (isolierbaren) Strecken gefunden werden.
In einer ersten Näherung kann versucht werden, den spezifischen Betriebsenergieverbrauch direkt für die interessierende Strecke zu berechnen. Für den, dem eine grobe Abschätzung genügt, ist die folgende Faustformel hilfreich.
Wird von einer Grundbedienung im Stundentakt mit 20 Fahrten pro Richtung und Tag (d.h. von 5 bis 24 Uhr) ausgegangen, sind 20 mal a Liter Diesel pro 100 km und Fahrzeug pro Tag anzusetzen und durch N Fahrgäste pro Richtung und Tag zu dividieren. Beispielsweise ergibt sich auf der Strecke Bad Münster am Stein - Hochspeyer [VT 628, Annahme: 100 l/100 Zug-km, 500 Reisende pro Richtung und Tag] ein durchschnittlicher spezifischer Betriebsenergieverbrauch von 4 l/100 Pkm. Diese Zahl hat eine erste Relevanz für die Beurteilung der Energieeffizienz der Personenverkehrs auf der Bahnstrecke Bad Münster am Stein - Hochspeyer. Ihr Wert, und nicht der Sachverhalt, ob einzelne Züge zu gewissen Zeiten spärlich besetzt fahren, läßt eine erste Aussage über die Energieeffizienz des ÖV auf der besagten Strecke zu.
Diese Abschätzung ignoriert jedoch den Netzeffekt, der von denjenigen Verkehren ausgeht, die die Strecke verlassen und in das restliche Netz fließen (Folgeverkehre). Gerade bei Strecken, deren Zukunft unsicher ist, sind diese Verkehre zusätzlich zu beachten, denn sie erhöhen die Energieeffizienz des restlichen Netzes (es werden ja zusätzliche Reisende zugeführt) - ein Effekt, der der Nebenstrecke gutgeschrieben werden müßte -, bzw. sie verhindern die Abwanderung des gesamten Verkehrs - also nicht nur auf der Teilstrecke - zum Konkurrenten MIV. Denn die Erfahrung zeigt, daß der Kunde, wenn er einmal im Pkw sitzt, diesen dann oft für die gesamte Strecke benutzt. So wurde nach Wiederinbetriebnahme der Strecke Eisenberg - Grünstadt (der ersten im Bereich der DB seit Kriegsende) im Reisebüro in Eisenberg ein deutlicher Zuwachs der Verkäufe von Fahrkarten mit ICE-Benutzung festgestellt.
Will man sich nicht mit hochaggregierten Werten zur Energiebilanz des gesamten ÖV-Netzes begnügen, ist hilfreich, eine energetische Bilanzierung über "sinnvolle" Teilnetze durchzuführen. Sinnvoll ist ein Teilnetz dann, wenn es eine relativ geringe verkehrliche Verknüpfung mit dem Außenraum aufweist (z.B. der ÖV für eine Stadtregion). Auf diese Weise kann die energetische Effizienz von Teilen des Systems ÖV untersucht werden.
Angesichts der vorstehenden Abschätzungen zur Energieeffizienz des ÖV drängt sich die Vermutung auf, daß beim Schienenpersonennahverkehr die Berücksichtigung von Überlegungen zur Ressourceneffizienz in der Regel nicht anzustellen sind, falls der Nachfrage angepaßte Fahrzeuge im Einsatz sind, da die Diskussion um die Kosten der Trasse dominierend ist.
Weiterhin wird beim System MIV der durchschnittliche Auslastungsgrad der Pkw statistisch - wenn auch nur geringfügig - überschätzt. Korrekt wäre es, eine Auslastung von Null bei Fahrten zur Tankstelle, bei Überführungsfahrten (z.B. von Mietwagen) sowie bei Verkaufs-, Werkstatt- und Probefahrten der Pkw anzusetzen. Außerdem kann davon ausgegangen werden, daß eine Auslastung von 0,5 bei der überwiegenden Zahl der Begleitfahrten von Eltern zur Schule sowie bei vielen Taxifahrten vorliegt, ohne daß sich das in der Statistik widerspiegelt.
Auch wenn die durchschnittliche Energieeffizienz der Systeme ÖV und MIV verglichen wird, bleibt der Vorteil des ÖV bestehen. In diesem Vergleich ist der ÖV gemäß den vorliegenden Daten mindestens dreimal energieeffizienter als der MIV.
Weiterhin wurde gezeigt, daß Einzelfallbetrachtungen zum spezifischen Energieverbrauch im System ÖV wenig sinnvoll sind, da dabei die Netzwirkung - also die Systemeffekte - nicht berücksichtigt werden. Demgegenüber sollte eine energetische Betrachtung der Verkehrszusammenhänge im Netz angestellt werden, falls eine Entscheidung zur Ausweitung oder zum Ausbau des ÖV ansteht.
Dieser Text erschien in:
DER NAHVERKEHR, 13. Jahrgang,
Heft 12/95, S.25-28