Betriebssysteme elektrischer Bahnen Dipl.-Ing. Tobias Hauswald 15.02.2005 Ist der Transrapid München finanzierbar? „Der Bundestag hat am 13. Juni einen Gesetzentwurf der PDS (14/8300)…abgelehnt. Er folgte dabei einer Empfehlung des Verkehrs- und Bauausschusses (14/9345). Die PDS wollte, dass das Magnetschwebebahnplanungsgesetz aufgehoben wird, weil der Aufbau eines Konkurrenzsystems zur Eisenbahn nicht sinnvoll und finanzierbar sei. Eine umstrittene Technik sollte nicht gegen die Interessen der Bevölkerung und gegen das bestehende Eisenbahnsystem umgesetzt werden, heißt es darin.“ Das Parlament, Nr. 25/2002 „…Bei kurzen Strecken, wie sie für Nordrhein-Westfalen und Bayern geplant würden, lohne ein Transrapid nicht. Sowohl in Bayern als auch in Nordrhein-Westfalen unterstützt der BUND preisgünstigere und ökologische Alternativen. Die Fahrzeit zwischen Hauptbahnhof und Flughafen ließe sich in München statt mit dem 1,6 Milliarden teuren Transrapid auch mit einer lediglich 250 Millionen Euro teuren Express-S-Bahn halbieren.“ BUND, Dr. Norbert Frank, 2002 "Die geplante Zuteilung von 550 Mio. € an Bundeszuschüssen für den Transrapid in München bedeutet, dass das Projekt für München nicht finanzierbar ist. Bayern müsste mindestens 1 Mrd. € in die Transrapidstrecke stecken, diese Gelder könnten nur aus dem Nahverkehrstopf des Landeshaushalt genommen werden. Damit würde der dringend notwendige Ausbau der S-Bahn wieder auf die lange Bank geschoben und die 700.000 Pendler täglich würden auf der Strecke bleiben.“ Florian Roth, Vorsitzender DIE GRÜNEN, München
„Der Bundestag hat am 13. Juni einen Gesetzentwurf der PDS (14/8300)…abgelehnt. Er folgte dabei einer Empfehlung des Verkehrs- und Bauausschusses (14/9345). Die PDS wollte, dass das Magnetschwebebahnplanungsgesetz aufgehoben wird, weil der Aufbau eines Konkurrenzsystems zur Eisenbahn nicht sinnvoll und finanzierbar sei. Eine umstrittene Technik sollte nicht gegen die Interessen der Bevölkerung und gegen das bestehende Eisenbahnsystem umgesetzt werden, heißt es darin.“
Das Parlament, Nr. 25/2002
„…Bei kurzen Strecken, wie sie für Nordrhein-Westfalen und Bayern geplant würden, lohne ein Transrapid nicht. Sowohl in Bayern als auch in Nordrhein-Westfalen unterstützt der BUND preisgünstigere und ökologische Alternativen. Die Fahrzeit zwischen Hauptbahnhof und Flughafen ließe sich in München statt mit dem 1,6 Milliarden teuren Transrapid auch mit einer lediglich 250 Millionen Euro teuren Express-S-Bahn halbieren.“
BUND, Dr. Norbert Frank, 2002
"Die geplante Zuteilung von 550 Mio. € an Bundeszuschüssen für den Transrapid in München bedeutet, dass das Projekt für München nicht finanzierbar ist. Bayern müsste mindestens 1 Mrd. € in die Transrapidstrecke stecken, diese Gelder könnten nur aus dem Nahverkehrstopf des Landeshaushalt genommen werden. Damit würde der dringend notwendige Ausbau der S-Bahn wieder auf die lange Bank geschoben und die 700.000 Pendler täglich würden auf der Strecke bleiben.“
• Summe der in allen Lebenszyklusphasen angefallenen Kosten bezeichnet man als Lebenszykluskosten (Life-Cycle-Costs, LCC, Gesamtkostenbetrachtung, Total Costs of Ownership)
• Einteilung in Einstandskosten und Nutzungskosten
• Beim Vergleich von Investitionen werden häufig lediglich Einstandskosten betrachtet! (fallen zuerst an, auch bei niedriger Planungstiefe abschätzbar, größte Datensicherheit)
Die Verfügbarkeit eines (Teil-)Systems ist quantifizierbar durch:
MTTRMTBFMTBFV
+=
V: Verfügbarkeit MTBF: Mean Time Between Failure (durchschnittliche Betriebszeit zwischen Ausfallzuständen) MTTR: Mean Time To Repair (durchschnittliche Ausfallzeit)
Die Gesamtverfügbarkeit eines aus n Anlagenteilen bestehenden Systems ergibt sich somit aus:
nG VVVV ⋅⋅⋅= ...21
VG: Gesamtverfügbarkeit Vx: Verfügbarkeit des Anlagenteils x n: Anzahl der Anlagenteile
Die Zuverlässigkeit wird mathematisch erfasst durch:
Ausfälle
Betrieb
ntMTBF =
MTBF: Mean Time Between Failure (mittl. Betriebszeit zw. Ausfallzuständen = „Zuverlässigkeit“) tBetrieb: Betriebszeit nAusfälle: Anzahl der Systemausfälle innerhalb der Betriebszeit
• Modelle sind vereinfachte Darstellungen der Realität• In ihre Erstellung werden lediglich diejenigen Bereiche des betrachteten Objekts mit einbezogen,
welche für die später geplante Analyse relevant sind.
LCC-Modell speziell:• Reines Kostenmodell• Wiedergabe aller relevanten Merkmale einschließlich evtl. auftretender Einschränkungen unter
verschiedenen Szenarien• So einfach, wie möglich• Jederzeit einsetzbar (qualitative/quantitative Anpassung an sich ändernde Einflussfaktoren)• Vor Einsatz: Validierung durch bereits bekante Szenarien
⇒ LCC-Modell als Summe verschiedener Kostenelemente, welche getrennt definiert, abgeschätzt und anschließend zusammengeführt werden
• Definition des Nutzwertes als Summe der erzielbaren Einnahmen (Nutzwert des
Betreibers proportional dem Nutzwert der Kunden)
Da sich der zu erwirtschaftende Erlös beider betrachteter Systeme aufgrund der verschiedenen Qualitäts- und Komfortmerkmale unterscheiden wird, bedeuten geringere Ausgaben nicht automatisch auch geringere Lebenszykluskosten. Gesucht wird für einen gegebenen Betrieb das System mit den minimalen LCC.
LCC-Modell für ein spurgeführtes Flughafenzubringer-System:
Reinvestitionen
REINVESTITIONEN
Kosten für ErneuerungLebensdauer der Anlagen
Instandhaltungs-aufwand
• Nutzungsdauer der Anlagen abhängig von Konstruktion, Instandhaltung und Nutzungsgrad (20 - 100 Jahre)- Entwicklungen in der Bautechnik berücksichtigt?- Gelten Erfahrungswerte unter neuen Bedingungen?
• Kosten für Erneuerung: - Ansatz mit vollen Investitionskosten
• Rücklagen für Erneuerung übersteigen mit 25 Mio. €p.a. teilweise die Betriebskosten! Höheres Optimierungspotenzial!
LCC-Modell für ein spurgeführtes Flughafenzubringer-System:
Energiekosten
Quelle: TRI
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 5 10 15 20 25 30 35 40
3D-Station [km]
Ges
chw
indi
gkei
t [km
/h]
Grenzgeschwindigkeit aus FahrkomfortSichere StreckengrenzgeschwindigkeitTunnel und WeichenMaximalfahrprofilStreckenhöchstgeschwindigkeitSollprofilIstprofil
Fazit Betriebskosten: Der Transrapid kann für diese Shuttle-Anwendung nicht, wie erwartet und teilweise beschrieben, die günstigeren Betriebskosten aufweisen. Sei-ne gesamten jährlichen Kosten liegen immer einige Prozentpunkte über denen der S-Bahn, egal welcher Servicegrad angeboten werden soll. Der Grund dafür liegt unter anderem darin, dass das System für den Fernverkehr ausgelegt ist und im Regionalverkehr seine Vorteile nicht voll ausspielen kann. Die hohe Fahrgeschwin-digkeit ist energetisch sehr aufwändig. Die Mehrkosten für Energie können nicht durch Einsparungen bei den Personalkosten aufgefangen werden. Ein Fahrprofil mit geringer Reisegeschwindigkeit würde zwar die Betriebskosten senken, brächte aber kaum noch Zeitvorteile gegenüber dem Rad/Schiene-System und könnte somit die höheren Investitionskosten nicht rechtfertigen Bei einer rein kostenorientierten Betrachtungsweise unterliegt die Magnet-schwebebahn also. Die Mehraufwendungen an Investitionen können nicht durch Einsparungen im Betrieb wettgemacht werden. Jedoch wird beim reinen Kostenvergleich übersehen, dass der Transrapid gemäß den Prognosen ein höheres Fahrgastaufkommen bedient und zusätzlich einen Mehrwert an Fahr-komfort schafft, der eine höhere Zahlungsbereitschaft auslöst. Folglich sind höhere Einnahmen zu erwarten. Um den Projekterfolg des Systems beurteilen zu können, müssen deshalb auch die gesamten Erlöse analysiert werden.
LCC-Modell für ein spurgeführtes Flughafenzubringer-System:
Berücksichtigung fiskalischer und monetärer Einflüsse
• Inflation:/Preiseskalation der einzelnen Kostengruppen- Durchschnittliche Inflationsrate: 2,2 %
• Abzinsung: Barwert (Net Present Value)
∑=
−+=T
n
nn XCNPV
0)1(
NPV: gegenwärtiger Barwert aller gegenwärtigen und zukünftigen Geldflüsse im betrachteten Modell Cn: nomineller Geldfluss im Jahr n n: spezifisches Jahr in der Zeitspanne der Bewertung der Lebenszykluskosten X: Inflationsrate (angenommen: Durchschnittliche Inflationsrate über die gesamte Modelllaufzeit) T: Länge der Modelllaufzeit in Jahren
Im Gegensatz zur Express-S-Bahn ist der Transrapid auf der aktuell prospektierten Flughafenanbindung München finanzierbar. Obwohl er im Laufe seines Lebenszyklus höhere Kosten verursacht erscheint aufgrund von höheren erwarteten Aufkommens und Zahlungsbereitschaft sogar eine (teilweise) private Finanzierung möglich.
Die Magnetbahn stellt jedoch nicht nur aus betriebswirtschaftlicher Sicht die bessere Alternative dar, sondern ist auf dieser Strecke auch volkswirtschaftlich die bessere Wahl. Neben seinen verkehrlichen und ökologischen Vorteilen gegenüber der konventionellen Rad-Schiene-Technik hat der Transrapid das Potenzial, eine Attraktion für München zu werden und dem Technologiestandort Deutschland positive Impulse zu geben.
Literaturverzeichnis• Fraunhofer Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme, Prof. Dr. rer. Nat. Jörg Schütte: Lebenszykluskosten für öffentliche
Landverkehrssysteme, Dresden, 2004
• Hauswald, T, Hüser, A., Mängel, C, Mau, C., Raubold, J, Schäpermeier, C.: Präsentation zum Semesterprojekt Bahntechnik, Berlin, 2003
• Herzberg, Stefan: Das Weiterentwicklungsprogramm TRANSRAPID des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen, Rede anlässlich 4. Dresdner Fachtagung Transrapid, Dresden, 6.10.2004
• Institut für Bahntechnik (IFB), Dornier Consulting, Die Ingenieurwerkstatt: Seminar „Methodik zum Systemvergleich von Hochgeschwindigkeitssystemen“ beim Eisenbahnministerium der Volksrepublik China, Peking 18./19.11.2002
• Institut für Bahntechnik (IFB): Parameter- und Technologieuntersuchung Magnetfahrtechnik für den schnellen Nah- und Regionalverkehr „Maglev Express“ (MEX), 15.11.2001
• Koriath, Holger: Die Anwendung der LCC-Methode für die Fahrbahn der DB AG, in EI Eisenbahningenieur (51) 12/2000
• Kurier (Wien): Nach Startproblemen verbessert CAT Service, Wien, 18.06.2004
