Ökonomische Bewertung von Ökosystemdienstleistungen von Auen Methodische Ansätze und Ergebnisse einer Pilotstudie für die Elbe

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1 Ökonomische Bewertung von Ökosystemdienstleistungen von Auen Methodische Ansätze und Ergebnisse einer Pilotstudie für die Elbe Malte Grossmann Volkmar Hartje TU Berlin

2 Übersicht 1. Bewertungsanlass und Konzeption 2. Bewertung von Ökosystemdienstleistungen von Auen 2.1. Hochwasserschutzfunktion: vermiedene Schäden 2.2. Nährstoffretention: Ersatzkosten 2.3. Naturschutz: Benefit Transfer 3. Implikationen

3 Zustand der Auen und potentielle Maßnahmen Retentionsflächen Siedlungen aktive Aue ehemaliger Überflutungsraum 0 12, Kilometers

4 Integrierte Maßnahmenplanung und ökon. Bewertungsverfahren

5 Prinzip der Analyse inkrementeller Veränderungen Ermittlung des ökonomisch optimalen Verhältnisses von eingedeichten und aktiven Auenstandorten Quelle: nach Heimlich et al. (1998)

6 Konzeptioneller Ansatz: Funktion, Nutzung, Wert FUNKTIONEN VON FLUSSLANDSCHAFTEN Struktur Prozesse NUTZUNGEN VON FLUSSLANDSCHAFTEN Güter & Leistungen (hydrologisch, biogeochemisch, biotisch) WERTE VON FLUSSLANDSCHAFTEN Direkte Nutzungswerte Indirekte Nutzungswerte Nutzungsunabhängige Werte = Ökonomischer Gesamtwert

7 Kosten Nutzen Analyse Bewertung von marginalen Veränderungen im Verhältnis eingedeichter zu aktiven Auenstandorten + Investitionskosten - Änderung Erhaltungsinvestition - Änderung Unterhaltungskosten - Änderung land. & forst. Produktionswert - Änderung Naturschutznutzen - Änderung Nährstoffretentionsnutzen - Änderung Hochwasserschutznutzen

8 Hochwasserschutzfunktion

9 Bewertungsmethode: vermiedene Hochwasserschäden 1. Ermittlung des Hochwasserrisikos (mittlerer jährlicher Schaden bzw. Erwartungswert des Schadens) 2. Nutzen der Hochwasserschutzwirkung ist die Differenz des mittleren jährlichen Hochwasserschäden mit und ohne Maßnahmen

10 Hochwassermodellierung für Elbe Strom Generierung Hochwasserereignisse am Pegel Dresden Wellenablaufmodel mit Retention Abfluss (m 3 s -1 ) JAHR EREIGNIS 100-JAHR EREIGNIS 200-JAHR EREIGNIS Maximaler Abfluss (m 3 s -1 ) Maximaler Abfluss m 3 s Ist Zustand (100 Jahr Hochwasserereignis) Beispiel mit Maβnahmen Beitrag Nebenflüsse Beitrag der Nebenflüsse Tage Elbe km 100 Wasserstand (m NN) Überflutungshöhe (m) Beispiel Geländehöhe (m NN) Höhe (m NN) Wasserstand HQ200 (m NN) Deichkronenhöhe (m NN) Überflutungsvolumen in million m3 im Deichhinterland Überflutungsmodell Elbe km Elbe km 1D-hydraulische Modellierung mit HEC-6

11 Schadensabschätzung mit makro-skaliger Methode _bau _aus _ert Überflutungshöhe in m Siedlung dicht Siedlung locker Industrie Verkehr Ackerland Wald Sonstiges Infrastruktur Spezifische Vermögenswerte [ /m²] Schaden in % des spezifischen Vermögenwertes

12 Wirkung: Anzahl der überströmte Deichabschnitte

13 Nutzen: vermiedene Hochwasserschäden

14 Nährstoffretentionsfunktion

15 Nährstoffretentionsleistung Retentionsleistung pro Überschwemmungstag: ca 1,5 kg TN ha/d und 0,8 kg TP ha/d

16 Methode: Ersatzkosten Indirekte Bewertung: bewertet nicht den Nutzen der Leistung (sauberes Wasser) sondern den Wert, dieses Gut mit Hilfe der ökosystemaren Funktionen zu erstellen. Vorraussetzungen für die Anwendung: 1. Vergleichsmaßnahme (Substitut) erbringt vergleichbare Leistung 2. Vergleichsmaßnahme ist die effizienteste Alternative 3. Nachfrage nach Leistung bei dem angenommenen Preis (Kosten) vorhanden

17 Kläranlagen Urbane Flächen Atmospharische Deposition Feuchtgebiete Drainagen Grundwasser Oberflächen Abfluss Nährstoffeintrag in das Flusssystem Nährstofffracht im Flusssystem Nährstofffracht in die Küstengewässer Erosion Modell MONERIS Maßnahmen Kosten der Maßnahmen Minimierung Simulation Indikatoren: - Minderungspotential - Vermeidungskosten - Kosten-Wirksamkeit

18 Modell MONERIS Maßnahmen im Bereich Siedlungswasserwirtschaft Regenwasserbehandlung Dezentrale Klärtechnologie / Anschlussgrad Kläranlagentechnologie Erosion Oberflächen Abfluss Grundwasser Drainagen Feuchtgebiete Atmospharische Deposition Urbane Flächen Kläranlagen Nährstoffeintrag in das Flusssystem Nährstofffracht im Flusssystem Nährstofffracht in die Küstengewässer

19 Kläranlagen Urbane Flächen Atmospharische Deposition Feuchtgebiete Drainagen Grundwasser Oberflächen Abfluss Nährstoffeintrag in das Flusssystem Nährstofffracht im Flusssystem Nährstofffracht in die Küstengewässer Modell MONERIS Maßnahmen im Bereich Landwirtschaft Reduktion N-Bilanzüberschuss Erosionsschutz Erosion

20 Modell MONERIS Maßnahmen im Bereich Wasserwirtschaft Drainteiche Gewässerrandstreifen Wiedervernässung Feuchtgebiete Gewässerrenaturierung Erosion Oberflächen Abfluss Grundwasser Drainagen Feuchtgebiete Atmospharische Deposition Urbane Flächen Kläranlagen Nährstoffeintrag in das Flusssystem Nährstofffracht im Flusssystem Nährstofffracht in die Küstengewässer

21 Kostenminimierung x i m min c ( x, s.t. i, m i, m i m ) (1) q p xi, m ) Ω i, s = i m x i, m x' i, m ( TR (2) s (3) where indexes denote i m p s spatial model units (sub-basins and waste water treatment plants) measure pollutant / nutrient (phosphorous and nitrogen) location for nutrient reduction goals (river outlet, upstream location) and x is the implementation level of a measure c is a function describing the total costs of implementing a measure q is a function describing the reduction of nutrients emitted by implementing a measure Ω is the retention coefficient describing the share of nutrients emitted from a basin i,s reaching the sea TR x ' is the targeted load reduction is the upper limit to the possible implementation level of a measure in a basin First order conditions for cost minimisation: C q ( x *) Ω x * μ 0 (4) x x i, m i, m p i, m i i, m s λi, m = x ( x *) i m i, m i m i, m i m i, m

22 Schattenpreis Auen Schattenpreis Jahreskosten ( / ha) ha Aeff 1718 ha Aeff Reduktionssziel Fracht (%)

23 Naturschutzfunktion

24 Methode: Zahlungsbereitschaft Quelle: Meyerhoff, 2002

25 Methode: Benefit Transfer / Meta-Analyse Meta-Analyse: systematische Literaturaufbereitung Studie: - nur Zahlungsbereitschaft für Biodiversität & Naturschutz (non-use und use values) für Feuchtgebiete in Europa - 28 Studien aus Europa, ca Beobachtungen Schätzung eines Meta-modells: WTP = f (Maßnahmenfläche, Bezugsbevökerung, Einkommen, Methode)

26 Ergebnis: abnehmende marginale ZB mit Umfang 7 6 WTP (USD 2000) km max Entfernung 1000 km Max Entfernung Wetland area (ha) Grossmann, in press

27 Land und forstwirtschaftliche Produktion Flächenkauf: Verkehrswert => Kaufpreisdifferenz (Acker / Grünland / Forst Ödland / Biotop / Auwald) Ertragswert kapitalisierte Grundrente bzw. Pacht => Jeweils Korrektur um Einkommenstransfer erforderlich (insb. Flächenprämien)

28 Ergebnisse der Kosten-Nutzen-Analyse Programm DR: nur Deichrückverlegungen (kleine Variante) Programm P: nur großer Hochwasserschutzpolder im Oberlauf

29 Ergebnisse der Kosten-Nutzen-Analyse Programm: Kombination

30 Fazit: Methodik A) Ökonomische Methodik => Prinzip der Bewertung marginaler Änderung ist zentral B) Räumlich explizite Erfassung / Beschreibung der Änderung des Mengengerüsts ( Angebot ) und der Nutzungen ( Nachfrage ) erforderlich C) Nichtlinearitäten sind bedeutsam

31 Fazit: Relevanz für Naturschutz -Empfehlungen zur Handhabung von Ökosystemdienstleistung (Interessen des Naturschutzes) in den ökonomischen Planungsmethoden anderer Sektoren (WRRL, Hochwasserschutz, Verkehrswegeplanung) weiter vorantreiben und verankern