Karl W. Steininger, Inst. für Volkswirtschaftslehre, Universität Graz

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1 Ökonomische Grundlagen des Verkehrs und Wirkung verkehrspolitischer Instrumente Karl W. Steininger, Inst. für Volkswirtschaftslehre, Universität Graz Aspekte der Analyse Ziel des Verkehrssystems: Zugang Marktanalyse Verkehr Verkehrsnachfrage und Prognose Beeinflussbarkeit von Entscheidungen Wirkung verkehrspolitischer Instrumente Marktanalyse Marktstruktur viele Anbieter (z.b. Taxi) natürliches Monopol (z.b. Bahn; Konzept der Grenzkostenpreisregulierung) Skaleneffekte optimale Größe von Transportanbietern Kostenstruktur fixe und variable Kosten betriebswirtschaftliche und volkswirtschaftliche Kosten 1

2 Marktanalyse Wieviel Verkehr soll angeboten und nachgefragt werden? Bezug Verkehrsmenge Bezug Emissionen Externe Kosten Transportkosten: fixe und variable Kosten 2

3 Internalisierung von Umweltkosten Kostenanalyse Infrastrukturkostendeckung Straße Österreich, 2000 Straßentyp Kosten Einnahmen Kostendeckung in Mio. ATS in % Autobahnen u. Schnellstrassen % Bundestrassen % Landes- und Gemeindestrassen % gesamt % 3

4 Kostenanalyse Externe Kosten Straße Österreich, 2000 PKW LKW GESAMT Lärm Gesundheitskosten Schadstoffkosten Gebäude sonstige Schadstoffkosten Klimakosten (CO2) Summe externe Umweltkosten externe Unfallkosten Gesamte externe Kosten Quelle: Herry, 2001, 107 (Entwurf) Kostenanalyse Gesamter Kostendeckungsgrad Straße Österreich, 2000 PKW LKW Gesamt Infrastrukturkosten Externe Unfallkosten Umweltkosten Gesamtkosten Einnahmen Kostendeckung (KD) 161 % 36 % 94 % KD inkl. externer Unfallkosten 54 % 31 % 47 % Gesamte KD (inkl. Umweltkosten) 38 % 20 % 32 % Quelle: Herry, 2001, 113 (Entwurf). 4

5 Preissetzung für Verkehrsdienstleistungen Eckpunkte Preis kostenorientiert oder marktorientiert? Kostenkomponenten in Netzwerktransportmodes (z.b. Bahn) Grenzkosten (- Grenzerlöse) (individuell, Gesamt-Gesellschaft) Fixkosten Gemeinkosten (z.t. unabhängig von Bereitstellungsmenge) sunk costs Infrastruktur (=> dynamische Entwicklung?) Preissetzung für Verkehrsdienstleistungen Grundkonzept Verteilung der Fixkosten auf eine möglichst große Menge Preis so tief wie möglich, aber zumindest Grenzkosten Mengenänderungen, technologischer Fortschritt => Grenzkosten 5

6 Preissetzung für Verkehrsdienstleistungen Wie hoch über den Grenzkosten? Marge abhängig von Nachfrageseite (welche Transportalternativen stehen zur Verfügung) Preisband Untergrenze: Grenzkosten Obergrenze: Nachfrage-bestimmt, allenfalls Regulierungs-bestimmt sichert größtmögliche Effizienz in Ressourcennutzung (=> technische Innovationen, mehr Service, billigere Tarife) Preissetzung für Verkehrsdienstleistungen Alternative: Durchschnittskosten? zu hoch eine Menge Verkehrsnachfrage bliebe nicht befriedigt Normale Rendite? nicht notwendigerweise; aber so viel wie möglich der Fixkosten abgedeckt 6

7 Preissetzung für Infrastruktur Investitionen Grundprinzip Grenzkostenpreise plus nachfrageabhängige Marge Grenzkosten: betriebswirtschaftliche Kosten Staukosten soziale Kosten Kosten-Nutzen-Analyse von Infrastrukturinvestitionen Peak-Load Pricing Preissetzung für Infrastruktur Investitionen Bevorzugung/Förderung des Verkehrssektors historisch argumentierbar: Verkehr kann positive Externalitäten generieren In frühen Phasen der wirtschaftlichen Entwicklung kann der Förderung des Verkehrssektors große Bedeutung zukommen European Conference of Ministers of Transport, Roundtable 2001: It is important to distinguish the changing nature of this relationship in countriesat different stages of development Für reife Ökonomien West-Europas: Förderungen im Verkehrsbereich wirken kaum bis nicht auf wirtschaftliches Wachstum 7

8 Verkehrsnachfrage und Prognose Verkehr physische Bewegung von Gütern und Personen Mobilität Zugang zu Gütern, Dienstleistungen und Personen kritische Parameter - Raumstruktur => wieviel physische Bewegung - Angebot an Verkehrsinfrastruktur => welche Bewegung Verkehrsnachfrage und Prognose Grundrahmen: Nutzenmaximierung der Haushalte, Profitmaximierung der Firmen Verkehrsnachfrage hochgradig komplementär ( abgeleitete Nachfrage ) Schematisches Modell: Personenverkehr: land use and population distribution Güterverkehr: (future) spatial pattern of economic activities => Trip (or traffic) generation 8

9 Verkehrsnachfrage und Prognose Preiselastizität: Eigenpreiselastizität und Kreuzpreiselastizität gewöhnliche Nachfragelastizität ( Marshall ) Maximierung einer (Nutzen)funktion bei Budgetbeschränkung kompensierte Nachfrageelastizität ( Hicks ) Minimierung der Ausgaben bei gegebenem Nutzenniveau nur Substitutionseffekt gemessen Personenverkehr: gewöhnliche (Nutzen nicht beobachtbar) Verkehrsnachfrage und Prognose Preiselastizität (Fortsetzung): Mode-choice Elastizität bei gegebener Gesamtnachfrage wird Aufteilung auf die modes untersucht Rückwirkungen von Preisänderungen auf Verkehrsnachfrage insgesamt nicht berücksichtigt Substitutionselastizität um wieviel % ändert sich modal split wenn sich der Preis eines modes um 1% ändert ( Krümmung der Isoquante, die die Produktionsfunktion beschreibt ) 9

10 Verkehrsnachfrage und Prognose Preiselastizität empirische Beispiele: Preiselastizität der Nachfrage nach MIV: 0,2-0,4 (kurz/langfristig; länderabhängig) Preiselastizität der Nachfrage nach Flugreisen: Freizeit: 0,4 2; Geschäftsreisen: 0,6 1,5 Preiselastizität der Nachfrage nach Straßengüterverkehr: Landwirtschaftliche Güter 0,9 Maschinen 0,35 Chemische Produkte 0,6 Verkehrsnachfrage und Prognose Verkehrsnachfrage in urbanen Gebieten: Logit- und Probit Modelle 0/1 Entscheidungen für bestimmte modes ökonometrische Bestimmung der erklärenden Variablen Prognosemodelle 10

11 Anwendungsbeispiel: Österreich Güterverkehr (Österreich, ) Mio. tkm Jahr Straße Bahn Donau Flugverkehr Personenverkehr (Österreich, ) Mio. Pkm 2030 Jahr Pkw Mofa und Motorrad Öffentlicher Verkehr Flugverkehr nicht mot. Verkehr 11

12 Emissionen Basis-Szenario Verkehrsbedingte NO x -Emissionen Österreich, t NOx p.a Sonstige Luft Bahn schwere NFZ LNF PKW Jahr Emissionen Basis-Szenario Verkehrsbedingte CO 2 -Emissionen Österreich, t CO2 p.a Sonstige Luft Bahn schwere NFZ LNF PKW Jahr

13 Definition umweltverträglich nachhaltiger Verkehr OECD-Definition (OECD, 2001) Luftemissionen aus dem Verkehr: auf Basis WHO-Richtlinien: Reduktion der NO x und VOC-Emissionen um 90% ( ) auf Basis IPCC: Reduktion der CO 2 -Emissionen um 80% ( ) Partikel-, Lärmemissionen, Flächenverbrauch: PM 10 (Durchmesser < 10mm)-Emissionen minus 90%( ) Lärm: 55db(A) bei Tag und 45dB(A) bei Nacht als Grenzen (2030) Szenarien umweltverträglich nachhaltiger Verkehr OECD (2001), Environmentally Sustainable Transport Austria (Trafico, Wien; InstVWL, Uni Graz; Inst Verbrennungskraftmaschinen, TU Graz) Technologie (Szenario EST1): Brennstoffzelle, Typengenehmigungsverfahren elektronische Steuerung, Biodiesel Verkehrsmanagement (Szenario EST2): relative Begünstigung öffentlicher Verkehr und nichtmotorisierter Personenverkehr u. Schienengüterverkehr 13

14 Szenarien umweltverträglich nachhaltiger Verkehr Kombination (Szenario EST3): Technologische und verkehrssteuernde Maßnahmen Personenverkehr: PKW: tägl. Reiseweite konst., Besetzungsgrad von 1,5 auf 1,75 ÖV: Steigerung der tägl. Reiseweiten (Bus 3 auf 7 km, Bahn 3,2 auf 6,5 km) setzt Kapazitätsanpassung voraus Güterverkehr: Verkehrsleistung +115%, (Straße +81%, Schiene + 147%) Szenario EST3 umweltverträglich nachhaltiger Verkehr Fahrleistungsanteile alternativer Antriebe: 100% 90% 80% 70% Biodiesel in der Land- und Forstwirtschaft Brennstoffzelle im Straßenverkehr H2 -Triebwerke im Luftverkehr 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Jahr 14

15 Szenario EST3 umweltverträglich nachhaltiger Verkehr Endenergieverbrauch Fahrzeugantrieb und Kraftstofferzeugung: Fahrzeugbetrieb Kraftstofferzeugung GWh p.a Jahr Szenario EST3 umweltverträglich nachhaltiger Verkehr Entwicklung der CO 2 -Emissionen: Sonstige Luft Bahn schwere NFZ LNF PKW Kraftstofferzeugung Jahr 15

16 Beeinflussbarkeit von Entscheidungen Instrument-Kategorien (mit jeweils einem Beispiel) Fiskalische Instrumente (Förderungen verändern) Erzieherische und bewusstseinsbildende Instruments (Wertbildung in Schule) Instrumente, die eine Änderung von Verwaltungs - Arrangements beinhalten (übergeordnete Raumplanung stärken) Investitions-Instrumente (Infrastruktur-Entscheidungen) Regulierung (Grenzwerte für Emissionen) Wirkung verkehrspolitischer Instrumente: Das Beispiel Pkw-Road Pricing Einleitung und Einordnung in die Literatur Verkehrsnachfrage nach Einkommensklassen CGE-Modellstruktur, Daten und Kalibrierung Simulationsergebnisse und Sensitivitätsanalyse Anmerkungen zur Bandbreite der Ergebnisse Schlussfolgerungen 16

17 Einleitung Road Pricing Güterverkehr: flächendeckend (CH), hochrangiges Strassennetz Personenverkehr: hochrangiges Strassenentz (abschnittsweise) urbane Mautringe (Oslo, Trondheim, London) nunmehr in Diskussion: flächendeckend makroökonomische und Umweltwirkungen Inzidenz Datenbasis Ist-Zustand , , ,0 Personenverkehr in Österreich im Jahr 2000 aufgeschlüsselt nach Raumtypen und Verkehrsmittel 1.825, ,8 Mio. P-km , , , , , , ,0 0,0 495,2 13,9 % 4.526, , ,9 413,8 780,0 8,1 % 1.818, ,8 78,0 % 5.113, ,3 Wien Ballungszentren ohne Wien MIV ÖV-Straße ÖV-Schiene NMIV Zentrale + periphere Bezirke 17

18 (1) Fokus Besteuerungsgrundlage Road Pricing im Güterverkehr DeJong/Gunn/Walker, Transport Review 2004 Urban Road Pricing/Toll Rings Proost and van Dender, Regional Science and Urban Economics 2001 (2) Fokus Internalisierung/Effizienz Nash/Sansom/Still, Regional and Urban Economics 2001 (3) Modellierungs-Grundstruktur Elastizitäten Einordnung in die Literatur Verkehrsnachfrage nach Einkommensklassen Fahr- bzw. Verkehrsleistung, Österreich 1995 Fahr- bzw. Verkehrsleistung eines Haushalts pro Werktag bis zu bis zu bis zu über Haushaltseinkommen pro Monat Fahrleistung MIV (Kfz-km) Verkehrsleistung ÖV (Pkm) 18

19 Verkehrsnachfrage nach Einkommensklassen Ausgabenanteile Table 1: Transport Expenditures as % of Monthly Household Income across Income Groups, Austria 2000 monthly earnings per household income group less than less than less than more than car exp.; fixed costs car exp.; variable costs public transport exp total transport exp Source: ST.AT (2002), own calculations Verkehrsnachfrage CGE Modell-Struktur Consumption Ch of household h 0.17 C consumption of non-transport goods i, X h passenger transport demand Th 0.4 car T h p 0 public transport T h u fixed costs T pf variable costs T pv 19

20 Wirkungsmodell Verkehr MIV-Weg Pkw-Road Pricing keine Änderung Änderung MIV-intern MIV-extern Routenwahl Zeitwahl Fahrgemeinschaft Wegeketten Zielwahl ÖV-Straße ÖV-Schiene Rad Fuß Neue Wege Substitutionselastizitäten Wirkungsmodell Verkehr Reaktion abhängig vom Wegzweck, Regionstyp, RP-Szenario Simulation einer Planungsvariante Road Pricing Ergebniskonsistenz ergibt Substitutionselastizitäten Nicht-Verkehrs-Konsum Verkehrskonsum MIV ÖV Kalibrierung Ergebnisse im Aggregat Literatur-Konsistenz Differenzierungsmöglichkeit 20

21 Simulationsvarianten Road Pricing Simulationen scenario label A-5 B-5 C-5 C-10 D-5 network charged urban: full network rest of Austria: primary road network time differentiation none none full network full network full network full network 7-9a.m. and 4-6p.m. +100% 7-9a.m. and 4-6p.m. +100% 7-9a.m. and 4-6p.m. +100% charging level 5 Cent/km 5 Cent/km 5 Cent/km 10 Cent/km 5 Cent/km 1/9 road infrastructure, revenue use 1/3 each: road infrastructure, public transport, household refund 5/9 public transport, 1/3 household refund Note: The "primary road network" includes highways & "federal" long distance roads (Landesstrassen B) Anmerkungen zur Bandbreite der Ergebnisse Wirkungsmodell Verkehr Hensher/Goodwin, Transport Policy (forthcoming) Substitutionselastizitäten Grössenordnung Höhe der Einnahmen Rückwirkungen aus obigem Art der Einnahmenverwendung grosse Bandbreiteneffekte erwartet 21

22 Schlussfolgerungen Beispiel Pkw-Road Pricing Verständnis makroökonomische und Verteilungswirkungen bei gegeben MIV - Gesamt-Reaktionen Makroökonomische Wirkungen gering Einnahmen-Verwendungs-determiniert Negative BIP-Wirkung durch arbeitseinsatz-steigernde Verwendung (z.b. allgemeine Bau-Investitionen) neutralisierbar sonst: Verringerung der allgemeinen Steuerbasis weit übertroffen durch Netto-Road Pricing-Einnahmen Schlussfolgerungen II Beispiel Pkw-Road Pricing Verteilungswirkungen deutlich progressiv jedoch substantielle Verkehrsausgabenerhöhung für Niedrig- Einkommens -Haushalte Zukünftige Forschung Link zur Congestion-Literatur (Fokus urbane und zentrale Bezirke) Verlängerung der Fahrwege Raumtyp-Abhängigkeit der Reaktionen auf Road Pricing explizit 22