Internationales Verkehrswesen (69) 2 | 2017 78 MOBILITÄT Wissenschaft Verkehrssystemforschung am DLR - Mobil in-Deutschland 2040 Teil 2: Die Szenarien des VEU-Projekts Verkehrsszenarien, Szenariotechnik, Explorative Szenarien, Verkehrsforschung, Zukunft des Verkehrs, Verkehrsentwicklung Szenarien zukünftiger Entwicklungen des Verkehrssystems leisten einen wichtigen Beitrag zur Unterstützung von Entscheidungsprozessen. Das ist auch das Ziel der DLR- Szenarien im Projekt Verkehrsentwicklung und Umwelt (VEU). Für die Entwicklung von Szenarien stehen verschiedene methodische Ansätze zur Verfügung. Im ersten Teil des Beitrags wurden die Vor- und Nachteile erörtert und das Vorgehen im Rahmen der VEU-Szenarien dargestellt. Der vorliegende zweite Teil des Beitrags präsentiert die Storylines der entwickelten VEU-Szenarien. Stefan Seum, Mirko Goletz, Tobias Kuhnimhof D as institutionell geförderte Projekt Verkehrsentwicklung und Umwelt (VEU) am Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) ist ein Projekt von zwölf Instituten der Helmholtz-Gemeinschaft [1]. Es zielt darauf ab, verschiedene zukünftige Entwicklungspfade des Verkehrssystems in Deutschland 2040 unter ökologischen und gesellschaftlichen Gesichtspunkten zu analysieren. Hierfür wurden denkbare Szenarien entwickelt, die im weiteren Verlauf des VEU-Projektes die Grundlage für die modellseitige Berechnungen des Verkehrs und der Wirkungen liefern. Die möglichen Entwicklungspfade des Verkehrssystems wurden in VEU mit Hilfe einer Szenario-Technik entwickelt, die explizit zum Ziel hat, die nationalen (bzw. europäischen) Stellschrauben und Handlungsoptionen für die Beeinflussung der Entwicklung des Verkehrssystems zu identifizieren (siehe Teil 1 [2]). Im vorliegenden Beitrag werden nun die beiden Szenarien „geregelter Ruck“ und „freies Spiel“ präsentiert, die neben einem Referenzszenario das Ergebnis dieses Szenario-Prozesses darstellen. Die beiden Szenarien zeigen Entwicklungen auf, die wir unter bestimmten Umständen für denkbar halten. Wir haben uns bei dem Szenario „freies Spiel“ bewusst dafür entschieden, eine Entwicklung zuzulassen, die weiterhin auf einer fossilen Ausrichtung des Verkehrssystems beruht. Unter bestimmten Umständen halten wir dies für eine mögliche Entwicklung, und einige Aspekte, etwa die Kraftstoffpreisentwicklung der letzten Jahre, deuten sogar in diese Richtung. Ziel des VEU Projektes ist es, die Konsequenzen der Szenarien für das Verkehrssystem und die Umwelt zu modellieren. Für beide Szenarien gelten dieselben Rahmenbedingungen bezüglich der Makro-Faktoren: Im Jahr 2040 leben in Deutschland 76,8 Mio. Menschen, das Brutto- Inlandsprodukt hat seit 2010 im Mittel um 1,14 % jährlich zugenommen und der Preis für ein Barrel Rohöl liegt 2040 bei 140 USD (zu Preisen von 2010). Im Hinblick auf viele andere Faktoren, die für den Verkehr der Zukunft und seine Wirkungen maßgeblich sind, unterscheiden sich die Szenarien deutlich. Die Darstellung der Szenarien erfolgt aus der Sicht des Jahres 2040 - also im Rückblick auf heute. „Geregelter Ruck“ - Das Energiewende- Gewinner-Szenario Nach einer Phase stärkerer Abgrenzung von Nationalstaaten begann in den 2020er Jahren eine Zeitperiode die von internationaler Kooperation und einer Bewe- Internationales Verkehrswesen (69) 2 | 2017 79 Wissenschaft MOBILITÄT gung hin zur stärkeren globalen „Governance“ geprägt war. Die Weltgemeinschaft, allen voran Deutschland und Europa, reagierte auf die knapper werdenden fossilen Ressourcen und richteten ihre Produktion und Konsum zunehmend an sozial-ökologischen Werten aus. In den Klimaschutzverhandlungen, die sich dem Paris-Abkommen von 2015 anschlossen, wurden weitreichende Übereinkünfte erzielt. In der Folge wurde ein globales Emissionshandels-System (ETS) eingeführt, dem sukzessive auch die Entwicklungs- und Schwellenländer beitraten und das die Sektoren internationaler Luft- und Seeverkehr einschließt. Seit nunmehr mehr als zwei Jahrzehnten dominieren die Leitmotive Ressourcenschonung, Emissionsminderung und Internalisierung von Umweltkosten die europäische und deutsche Umwelt-, Energie- und Industriepolitik. Es hat sich bestätigt, dass Wirtschaftswachstum, politische Stabilität und innere Sicherheit langfristig nur im Einklang mit Nachhaltigkeitszielen erreichbar sind. Die Reduktion von Treibhausgasen und die Unabhängigkeit von fossilen Energiequellen sind dabei zentrale Bausteine. Das Vorantreiben von innovativen Technologien hat sich zudem als Wettbewerbsvorteil erwiesen. Stark fluktuierende Strommengen waren wesentliche Impulsgeber für die Entwicklung von Puffer- und Speicherlösungen und die Integration von Energie- und Verkehrssystem. Große Innovationssprünge wurden insbesondere bei der Erzeugung von synthetischen Energieträgern aus Strom (Wasserstoff, H 2 , und Power to Liquid, PtL) sowie bei Puffer- und Speichertechnologien erreicht. Die Kosten konnten dabei durch die Umsetzung europäischer Strategien gesenkt werden. Die Bereitstellung elektrischer Energie in Deutschland und Europa basiert heute maßgeblich auf erneuerbaren Energien und der Verkehr ist in vielen Bereichen elektrifiziert. Dies hat sich als der richtig Weg gezeigt, denn dadurch fiel der Preisanstieg fossiler Energieträger, trotz Angebotsverknappung, vergleichsweise moderat aus. Neben Technologieförderung wurden Anreize umgesetzt, um die Entwicklung, die Akzeptanz und auch die Marktintegration neuer, CO 2 -armer Technologien zu fördern. So wurden in den 2020er und 2030er Jahren nationale Maßnahmen zur Förderung der Elektromobilität wie etwa Kaufanreize, Parkraumkonzepte und Ladeinfrastrukturen umgesetzt. Es wurden Maßnahmen ergriffen, die den Besitz und die Nutzung von energie-intensiven Fahrzeugen unattraktiv machen und beispielsweise eine konsequente CO 2 -basierte KFZ-Besteuerung eingeführt. Für die verbliebenen Verbrennungsmotoren wurden strenge Grenzwerte für Schadstoffe und Energieverbrauch erlassen. Auch die Lärmbelastung des Verkehrs hat sich aufgrund verschärfter Grenzwerte reduziert. Die Förderung einer nachhaltigen Verkehrsinfrastruktur erlangte ebenfalls Priorität. Die Mittel zur Finanzierung des öffentlichen Personennah- und -fernverkehrs (ÖV) wurden nach 2020 stark angehoben. Gleichzeitig sind die Umweltkosten des Straßenverkehrs durch Gebühren auf dessen Nutzer umgelegt. In der Konsequenz bildet heute (2040) ein leistungsfähiges und zuverlässiges Bahnnetz das Rückgrat der Verkehrsinfrastruktur, und in den Städten ist die Infrastruktur für den Umweltverbund (Fuß-, Rad- und ÖV) exzellent. Gut vernetzt, schnell und zuverlässig sind einige Schlagworte, die für das Reisen in öffentlichen Verkehrsmitteln heute gelten. Durch eine höhere Auslastung und Maßnahmen wie Mehrwertsteuersatz-Senkungen konnte der Preis für den ÖV gegenüber dem Individualverkehr niedrig gehalten werden. Neben dem Schienengüterverkehr steht dem Ferngüterverkehr mit elektrischen Oberleitungen an allen wichtigen Autobahnen die Infrastruktur zur Elektrifizierung zur Verfügung. Bedeutsam waren auch die Impulse, aus Gründen der Lebensqualität den motorisierten Individualverkehr im Stadtraum zurückzudrängen. Hierzu wurde dem ÖV, sowie dem Fuß- und Radverkehr Vorrang eingeräumt. Straßen- und Parkräume wurden zugunsten von mehr Raum für Fußgänger und Fahrradfahrer eingeschränkt und Parkgebühren insbesondere für einpendelnde Fahrzeuge stark angehoben. Um dem Fahrrad-Boom gerecht zu werden, wurden vielerorts Fahrspuren in sogenannte Fahrrad-Highways umgebaut. Es wurde massiv in Infrastrukturen an den Knotenpunkten Fuß-Rad-ÖV investiert. Als Alternative zum privaten Individualverkehr wurden flexible Angebote wie Car-Sharing und öffentliche Leihfahrräder gefördert. Güter dürfen in Umweltzonen nur mit LKW und Lieferwagen mit alternativen Antrieben (H 2 oder elektrisch) oder mit Lastenfahrrädern transportiert werden. Die Wirkungen all dieser beschriebenen Maßnahmen und Rahmenbedingungen manifestieren sich zum Beispiel in einem gegenüber 2010 deutlich gesunkenen PKW-Bestand auf nunmehr 35 Mio. PKW (Bild 1), vor allem getrieben durch weniger Privat-PKW-Besitz insbesondere in urbanen Räumen. Zu dieser Entwicklung hat maßgeblich beigetragen, dass Regulierungen privater PKW, gepaart mit Angebotsverbesserungen im ÖV und von Sharing-Optionen gerade bei Jüngeren zu dem Verzicht auf einen eigenen PKW führte. Gleichzeitig ist ein Trend zu leichteren Fahrzeugen und kleineren Motoren zu verzeichnen. Batterie-elektrische sowie Plug-In und andere Hybridfahrzeuge machen einen großen Teil der heute neu zugelassenen Fahrzeuge aus. Die Menschen in Deutschland sind „multi-modaler“ und nutzen flexibel alle Angebote, die Ihnen zur Verfügung gestellt werden. 13,1 15,9 16,7 11,4 21,5 20,7 15,8 24,5 6,2 6,4 2,7 9,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 Basisjahr 2010 Referenz 2040 geregelter Ruck 2040 freies Spiel 2040 Gesamtfahrzeugbestand VEU-Szenarien nach Hubraum-Klassen [Mio. Fahrzeuge] >=2.0l 1.4l<2.0l <1.4l Bild 1: Entwicklung des Fahrzeugbestandes und der Verteilung der Motorengrößenklassen in 2040 gegenüber 2010 in den Szenarien „Referenz“, „geregelter Ruck“ und „freies Spiel“. Datengrundlage [3]; 2040 DLR eigene Berechnungen] Internationales Verkehrswesen (69) 2 | 2017 80 MOBILITÄT Wissenschaft Als Fazit kann man rückblickend feststellen, dass die Menschen in Deutschland Energie-Wende-Gewinner sind. Mit viel Tatkraft und Vorausschau wurde in den letzten Dekaden die Energie- und Verkehrswende vor dem Hintergrund drohender Ressourcenverknappung und steigender globaler Temperaturen solide umgesetzt. Der Bedarf an fossilen Ressourcen ging massiv zurück. Ein extremer Anstieg von Energiepreisen konnte verhindert werden. Heute (2040) liegt der Rohölpreis bei 140 USD pro Barrel. „Freies Spiel“ - Das Wohlfahrt-nach- Marktkräften-Szenario Global leitete sich nach 2016 eine Periode ein, wo Wettbewerb und Konkurrenz zwischen Staaten ebenso wie zwischen Ideen und Produkten dominierten. Man setzte damals auf weiterhin ausreichend verfügbare fossile Ressourcen und fokussierte sich auf Fragen nationaler Entwicklungen. Rückblickend war dies eine richtige Entscheidung, denn fossile Energieträger können weiterhin den gestiegenen globalen Bedarf decken, ohne dass es zu signifikanten Preissprüngen gekommen wäre. Die Tonne Rohöl kostet heute 140 USD pro Barrel.In den Folgeverhandlungen nach dem Klimaschutzabkommen von Paris in 2015 waren sich die Staaten uneins über Ursache und Gegenmaßnahmen zur globalen Erwärmung. Das europäische Emissionshandelssystem wurde in den 2020er Jahren eingestellt und Klimaschutzpolitiken wurden nicht weiter verschärft, um nachteilige Pfadabhängigkeiten durch einseitige Technolgieförderung zu verhindern. Die eigendynamische wirtschaftliche Entwicklung gewann in den 2020er und 2030er Jahren Priorität, zumal aufgrund der ausreichend vorhandenen fossilen Energien der bis dato geforderte Wandel zu alternativen Technologien ökonomisch hemmend wirkte. Auf europäischer Ebene sind leistungsfähige und altbewährte Strukturen der Energieversorgung gut ausgebaut. Alternative Technologien werden zwar weiterhin beforscht, eine extra Förderung erfahren sie aber heute nicht mehr. Aufgrund steigender Systemkosten bei der Integration erneuerbarer Energiequellen in das Energiesystem waren die alternativen Technologien zur Stromerzeugung im Wettbewerb unterlegen. Hinzu kam der Unmut der Bevölkerung, zusätzliche finanzielle Belastungen von Umwelttechnologien tragen zu müssen. Die Wettbewerbsfähigkeit des Standortes Deutschland und eine solide Basis der öffentlichen Finanzen konnte so sichergestellt werden. E-Fahrzeuge und auch Brennstoffzellenfahrzeuge sind heute in einigen Nischenanwendungen (z. B. Car- Sharing in großen Städten) umgesetzt. Der Verbrennungsmotor ist aber nach wie vor der dominierende und beliebte Antrieb für die individuelle Mobilität. Die Förderprogramme der Bundesregierung zur Elektromobilität liefen in den 2020er Jahren konsequenterweise aus. Emissionsgrenzwerte wurden entsprechend auf das, was technisch machbar und finanziell tragbar ist, abgeschwächt. In den vergangenen Dekaden wurden insbesondere die Straßeninfrastruktur sowie große Flughäfen weiter ausgebaut. Dadurch ist die Leistungsfähigkeit der Infrastruktur trotz zunehmenden Verkehrs voll erhalten geblieben. Seit nunmehr einigen Jahren ist auch der Giga- Liner auf den deutschen Straßen ein alltägliches Bild und hat die Transportkosten im Güterverkehr senken können. In Bezug auf den ÖV sank die Bereitschaft, unrentable Angebote langfristig aufrecht zu erhalten und zu finanzieren. Da die Schüler- und Ausbildungsverkehre mit erheblichen Folgen für Auslastung und Finanzierung des ÖPNV ebenfalls stark zurückgingen, kam es ab 2020 zu einer Konzentration auf gut ausgelastete Linien. Obwohl in Kernstädten heute ein hohes Serviceangebot des ÖV angeboten werden kann, wurden auch hier unrentable Strecken ausgedünnt oder eingestellt. Dadurch weist die Versorgung mit öffentlichem Verkehr Lücken auf, und für viele alltägliche Wege mangelt es dem ÖV leider an Zuverlässigkeit und (gefühlter) persönlicher Sicherheit. Das bevorzugte Verkehrsmittel für alltägliche Wege ist deshalb auch heute der private PKW. Der wichtigen Rolle des PKW ist städteplanerisch Rechnung getragen worden, indem der Verkehrsfluss verbessert und ausreichend Parkmöglichkeiten geschaffen wurden. Die Renaissance des Fahrrads, die bis 2020 zu beobachten war, hielt dagegen nicht weiter an, da sich das Fahrrad insbesondere bei der wachsenden Gruppe der älteren Menschen nicht weiter etablieren konnte. Hier bieten die individuelle Motorisierung sowie spezifische Mobilitätsangebote die besseren Optionen, eine Mobilität für alle zu gewährleisten. So ist zwischen 2010 und 2040 der PKW-Bestand, vor allem getrieben durch privat genutzte PKW, auf ca. 45-Mio. PKW weiter gestiegen. Treiber dieser Entwicklung waren vor allem eine zusätzliche Motorisierung in Mehrpersonenhaushalten sowie der steigende Führerschein- und PKW-Besitz auf dem Lande. Auch hat sich der Trend zu Leistungssteigerungen im PKW weiter fortgesetzt (Bild 1). Als Fazit kann man rückblickend feststellen, dass sich die Gesellschaft und ihr Wohlstand als stabil erwiesen haben und die Menschen in Deutschland ihre individuellen Bedürfnisse einschließlich der Mobilität vollumfänglich gestalten können. Die Schreckensvisionen knapper werdender fossiler Ressourcen haben sich nicht realisiert und bei moderaten Preissteigerungen (der Internationales Verkehrswesen (69) 2 | 2017 81 Wissenschaft MOBILITÄT Rohölpreis bei 140 USD pro Barrel) sind die Menschen heute so mobil wie eh und je. Ausblick Mit beiden Szenarien haben wir zwei denkbare Entwicklungen dargestellt. Im „geregelten Ruck“ ermöglichen sowohl die Umstände als auch der politische Wille eine Transformation des Verkehrssystems. Im „freien Spiel“ verhindern die Umstände eine Transformation und es fehlt der politische Wille, die Umstände entsprechend zu beeinflussen. Aus heutiger Sicht erscheinen beide Szenarien denkbar. Dies liegt zum Beispiel daran, dass nach wie vor große Unsicherheit über die Vorkommen fossiler Brennstoffe sowie die zukünftige Bereitschaft, diese auch unter ökologisch zweifelhaften Rahmenbedingungen zu fördern, herrscht. In der Folge ist die Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe sehr ungewiss, was maßgeblich dazu beiträgt, dass die beiden dargestellten, sehr unterschiedlichen Verkehrsszenarien denkbar erscheinen. Die Szenarien bilden nun die Basis für die Identifikation und die Setzung von Eingangsparametern für nachgelagerte Modellierungsschritte. In einem umfassenden Netzwerk von Modellen werden die beteiligten Institute in den kommenden Monaten die Wirkungen der Entwicklungen analysieren und damit die Konsequenzen für das Verkehrssystem und die Umwelt aufzeigen. Im Zentrum steht die Verkehrsentwicklung selber - einschließlich Verkehrsnachfrageentwicklung, Verkehrsmittelwahl, Technologieentwicklung sowie den Konsequenzen für Lärm, Luftqualität und das globale Klima. ■ REFERENZEN [1] Seum et al. (2016): The DLR Transport and the Environement Project - building competency for a sustainable future. In: Sausen, R.; Unterstasser, S.; Blum, A.: Proceedings of the 4th International Conference on Transport, Atmosphere and Climate (TAC-4), DLR Forschungsberichte 2015-38, S. 192-198 [2] Verkehrssystemforschung am DLR - Mobil in Deutschland 2040. Teil 1: Der methodische Szenario-Ansatz im Projekt Verkehrsentwicklung und Umwelt. In: Internationales Verkehrswesen (69) 2017, Heft 1, S. 60-63 [3] HBEFA, handbook emission factors for road transport, Version 3.2, www.hbefa.net Mirko Goletz Wissenschaftlicher Mitarbeiter Institut für Verkehrsforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Berlin mirko.goletz@dlr.de Stefan Seum Projektleiter Verkehrsentwicklung und Umwelt, Institut für Verkehrsforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Berlin stefan.seum@dlr.de Tobias Kuhnimhof, Dr.-Ing. Abteilungsleiter Personenverkehr Institut für Verkehrsforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Berlin tobias.kuhnimhof@dlr.de Brief und Siegel für Wissenschafts-Beiträge Peer Review - sichtbares Qualitätsinstrument für Autoren und Leserschaft P eer-Review-Verfahren sind weltweit anerkannt als Instrument zur Qualitätssicherung: Sie dienen einer konstruktiv-kritischen Auseinandersetzung mit Forschungsergebnissen, wissenschaftlichen Argumentationen und technischen Entwicklungen des Faches und sollen sicherstellen, dass die Wissenschaftsbeiträge unserer Zeitschrift hohen Standards genügen. Herausgeber und Redaktion laden daher Forscher und Entwickler im Verkehrswesen, Wissenschaftler, Ingenieure und Studierende sehr herzlich dazu ein, geeignete Manuskripte für die Rubrik Wissenschaft mit entsprechendem Vermerk bei der Redaktion einzureichen. Die Beiträge müssen „Originalbeiträge“ sein, die in dieser Form und Zusammenstellung erstmals publiziert werden sollen. Sie durchlaufen nach formaler redaktioneller Prüfung ein standardisiertes Begutachtungsverfahren, bei dem ein Manuskript zwei, in besonderen Fällen weiteren Gutachtern (Referees) aus dem betreffenden Fachgebiet vorgelegt wird. Die Kernpunkte des Peer Review-Verfahrens: • Angenommene Manuskripte gehen an jeweils zwei Gutachter der entsprechenden Fachrichtung anonymisiert zur Begutachtung. • Gutachter nehmen ihre Begutachtung anhand eines standardisierten Bewertungsbogens vor, kommentieren die Bewertung schriftlich und empfehlen danach die uneingeschränkte Annahme zur Veröffentlichung, die Überarbeitung in bestimmten Punkten oder die Ablehnung. • Die Redaktionsleitung teilt den Autoren die Entscheidung der Gutachter umgehend mit, bei Bedarf zusammen mit den Überarbeitungsauflagen. Die Gutachten selbst werden nicht an die Autoren weitergeleitet - die Gutachter bleiben also für die Autoren anonym (double blind). 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