Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

Transkript

1 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung Jörg Steffensen, Group Risk Management - Modelling Stefanie Busch, Technisches Underwriting - MB 51 Hannover Forum Hannover, 21. Juni 2011

2 Überschwemmungen in Brisbane, Australien Januar 2011: Großraum Brisbane stark betroffen Ereignis Teil einer Flutserie Gesamtüberschwemmungsgebiet größer als Deutschland und Frankreich zusammen Größte Schäden im Zentrum von Brisbane Flußhöhe 4.46m über mittlerem Pegel Schäden Versicherter Schaden: 2,5 Mrd. USD > Häuser betroffen Stark unterschiedliche Betroffenheit bei Versicherern durch uneinheitliche Flutdefinitionen bzw. -ausschlüsse Erhöhte Auftretenswahrscheinlichkeit durch La Niña-Großwetterlage Wiederkehrperiode: ca. 30 Jahre bezogen auf die Pegelstände in Brisbane 1 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

3 Überschwemmungen in Pakistan...geringe Versicherungsdichte und -schäden Ereignis 20 % des Landes überflutet, entspricht ca. 70 % der Fläche von Deutschland 20 Mio. Einwohner betroffen Folgen > Tote USD 10 Milliarden ökonomischer Schaden > 1,6 Millionen Häuser zerstört 2 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

4 Flut Europa 2002 Betroffene Flüsse: Elbe, Donau Ereignis Ursache: Vb-Wetterlage "Ilse" => Starkregen Elbe 9,4 m über mittlerem Pegel Die Elbe führte 14 mal soviel Wasser wie in normalen Zeiten Schäden Ökonomische Schäden > EUR 10 Mrd. Versicherter Schaden ~ EUR 3,4 Mrd. Zahlungen an die Flutopfer durch Bund und Länder EUR 8,7 Mrd. 3 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

5 Naturgefahrenereignisse und Ihre Wiederkehrperiode Die teuersten Versicherungsschäden seit 1980 Versicherter Schaden ( Mio. USD) Modellierte WKP 2) Ereignis Gefahr Jahr Opfer Betroffenes Land Hurrikan Katrina Hurrikan USA Tohoku-Erdbeben Erdbeben ,416 Japan ca ca. 60 Hurrikan Andrew Hurrikan USA, Karibik Hurrikan Ike Hurrikan USA, Karibik Northridge Erdbeben Erdbeben USA Hurrikan Ivan Hurrikan USA, Karibik Hurrikan Wilma Hurrikan USA, Mexico, Karibik Hurrikan Rita Hurrikan USA, Mexico, Karibik Hurrikan Charley Hurrikan USA, Karibik Chile Erdbeben Erdbeben Chile Flut Europa Flut D,A,CH, CZ, H, MD, SLO ? Flut Europa Flut D,A,CH, F, H, SLO ? Flut Europa Flut D,A, CZ, PL, SK ? Flut Europa Flut D, NL, F, B, L ? Flut Europa Flut D, F, NL, B, L ? Flut Europa Flut Italien ? 1) Inflationiert, Quelle: NatCatSERVICE Munich Re, Geo Risks Research, Inflationsannahmen 2) In Jahren, bezogen auf das betroffen Hauptland und die Gefahr, Quelle: AIR v Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

6 Naturkatastrophen Voraussetzungen für die Versicherbarkeit Bewertbarkeit / Währung Ereignisfrequenz und Ereignisintensität müssen mit hinreichender Genauigkeit "objektiv unabhängig" einschätzbar sein Risikogerechte Prämien Die Prämien müssen ausreichen, um den technischen Schadenbedarf plus Unsicherheiten, Kapitalbedienung und Verwaltungskosten zu decken Risikomanagement Die von den Marktteilnehmern bereitgestellten Kapazitäten (Haftungen) dürfen ihre Risikotragfähigkeit nicht übersteigen (ausreichendes Solvenzkapital) Datenverfügbarkeit Höchste Transparenz über die zwischen den Marktteilnehmern zu transferierenden Risiken ist gerade für die Gefahr Flut Voraussetzung 6 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

7 Besondere Herausforderungen in der Bewertung... der Gefahr Flut Europäische Ereignisse erfordern eine länderübergreifende Beurteilung und Risikomanagement Fluten und Überschwemmungen haben unterschiedliche Ursachen Sturmflut, Starkregen, extreme Winter mit Schneeschmelze (Temperaturanstieg) Topographie als eine weitere Dimension Hochauflösende digitale Geländemodelle (DTM) müssen zur Beurteilung der Höhenlage der zu versichernden Objekte eingesetzt werden Berücksichtigung von Schutzmaßnahmen Deiche, Schutzwälle, -mauern (mobil, immobil), Ad Hoc-Maßnahmen Versicherungsdichte: Unterschiede pro Land, Privat vs. Gewerbe / Industrie Datenverfügbarkeit Höchste Transparenz über die zwischen den Marktteilnehmern zu transferierenden Risiken ist gerade für die Gefahr Flut Voraussetzung (detaillierteste Geokodierung) 7 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

8 Risikomanagement für Naturkatastrophen Problemstellung: Bewertbarkeit Die "geringe" Anzahl an historischen Ereignissen liefert keine Basis für die Anwendung von mathematisch-statistischen Methoden für Prämienberechnung und Risikomanagement Die Ereignishistorie erlaubt keine verlässlichen Aussagen / Hochrechnungen zur Ereignisfrequenz (Wiederkehrperiode) Die Ereignishistorie ist nicht repräsentativ bezüglich möglicher Ereignisintensitäten Die geographische Betroffenheit von Regionen durch eingetretene historische Ereignisse ist nicht repräsentativ Änderungen der Exponierung, z.b. in der Bebauungsdichte, können nicht berücksichtigt werden Änderungen der Vulnerablitäten, z.b. durch geänderte Bauweisen können in mathematisch-statistischen Methoden nicht berücksichtigt werden Wissenschaftliche Naturkatastrophensimulationsmodelle für EV/RV 8 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

9 Hersteller von Naturgefahrensimulationsmodellen und weitere Initiativen von Marktteilnehmern AIR Worldwide Corporation (Applied Insurance Research) RMS, Inc. (Risk Management Solutions, Inc.) EQECAT, Inc. OECD-Initiative "Global Earthquake Model" (GEM) Universitäten, Forschungseinrichtungen fokussiert auf nationale Modellentwicklungen Modellentwicklungen der großen Rückversicherungsmakler AON Benfield, Guy Carpenter, Willis u.a. Eigenentwicklung von Modellen bei Rückversicherern wie z.b. ESHagelt und ESFlutet der E+S Rück 9 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

10 Komponenten eines Naturgefahrensimulationsmodells Naturgefahren Ereignis- Generierung Vulnerabilitäten Abschätzung des monetären Schadens Frequenz Intensität Berechnung lokaler Intensitäten Exposure- Datenbanken Schaden- Abschätzung Vertrags- Konditionen Berechnung der versicherten Schäden Validierung 10 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

11 Interdisziplinäres Vorgehen erforderlich Qualifikation bei den Modellentwicklern Expertisen bei Modellhersteller und entwickelnden Marktteilnehmern Geophysiker Seismologen Meteorologen Hydrologen (Bau-) Ingenieure Mathematiker, Statistiker Informatiker, Programmierer Wirtschaftswissenschaftler Erst- und Rückversicherungsexperten 11 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

12 Meteorologische und Hydrologische Gefahren Numerische Wettervorhersage-Modelle (NWP) Die globalen physikalischen Gesetzmäßigkeiten und Änderungen des atmosphärischen Geschehens werden durch "nicht lineare partielle Differenzialgleichungen" beschrieben Der NWP-Modellierungsprozess: Globale Datenerhebung Physikalische Prozesse Numerische Prozeduren begrenzt durch Rechenleistung 12 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

13 Numerische Wettervorhersage-Modelle (NWP) Umfangreiche Berücksichtigung der realen lokalen Verhältnisse Vertikale Elemente innerhalb eines Sturmes beeinflussen die oberflächennahen Windverhältnisse NWP-Modelle bilden die Basis für die Modellierung von Starkregen Tropopause Troposphäre Planetare Grenzschicht Oberfläche 13 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

14 AIR: General Circulation (GCM) und NWP-Modelle kombiniert Die Modellhersteller berücksichtigen die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse, um die Gefahren möglichst realistisch abzubilden die Korrelationen sämtlicher meteorologischer Parameter zu berücksichtigen die Unsicherheiten der Naturgefahrensimulation aufzuzeigen und zu reduzieren 14 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

15 Fortschrittliche "Downscaling"-Ansätze...liefern realistische Niederschlagsmuster 15 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

16 Vorteile der Nutzung einer Kombination von GCM und NWP AIR hat erstmalig einen physikalisch basierten Ereigniskatalog im großen Maßstab entwickelt mit ausreichend hoher Auflösung Separierte Ergebnisausgabe erlaubt die Modellierung weiterer "Wetter"-Gefahren Korrelationen der Gefahren können physikalisch modelliert werden 16 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

17 Details zum AIR Flut-Modell für Europa Erste Version für Deutschland ab Juli 2011 verfügbar Basiert auf einem globalen Klimamodell gekoppelt mit einem numerischen Wettervorhersagemodell über Europa Technische Spezifikationen Auflösung vom Niederschlag: 8 x 8km Auflösung des "Digital Terrain Models": 25m Flussnetzwerk: km incl. Zuflüssen aus dem Ausland Beinhaltet Vb-Wetterlagen Beinhaltet Korrelationen zwischen Niederschlag und Schneeschmelze Berücksichtigt ortspezifische Dammhöhen Modellierbare Branchen: Privat- und Gewerbe, Industrie, Landwirtschaftliche Risiken, KFZ-Kasko Modellierung von Gebäuden, Inhalt und Betriebsunterbrechung Diverse flutspezifische Modifikatoren 17 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

18 Naturgefahrenmodellierung und Solvency II Herausforderung: Transparenz Das Solvency II-Standardmodell ist für die Bestimmung der Risikokapitalbindung für Naturgefahrenrisiken von Rückversicherungsunternehmen kaum geeignet => Solvency II wird die Nachfrage nach lizensierbaren Naturgefahrenmodellen weiter erhöhen Artikel 126 RL SII fordert für externe Modelle die gleichen Anforderungen an die Modelltransparenz wie für intern entwickelte Modelle Die Modellhersteller haben sich verpflichtet, sämtliche Annahmen transparent zu dokumentieren und geforderte Modellvalidierungen durch den Lizenznehmer aktiv zu unterstützen 21 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung

19 Ich sehe was, das Du nicht siehst... Kennen Sie das? Wir nennen es Black-Box 22 Überschwemmungsrisiken

20 Von der Europäischen Gesamtsicht zum Detail Das interne Flutmodell für Deutschland ES FluteT Warum ein intern entwickeltes Flut-Modell? Volle Transparenz über wissenschaftliche Annahmen und Parametersetzungen Bisher keine vollständige Zufriedenheit mit den vorhandenen Modellen Einholen einer zweiten Meinung Vollständig anderes konzeptionelles Vorgehen E+S verfolgt im Deutschen Markt eine Service-Strategie Keinerlei Lizenzproblematik 23 Überschwemmungsrisiken

21 Von der Europäischen Gesamtsicht ins Detail Das interne Flutmodell für Deutschland ES FluteT ES FluteT basiert auf den hydraulisch/hydrologischen Modellierungen, die auch Grundlage des HQ Kumul Projektes sind Eng angelehnt an ZÜRS Es werden Pegelstatistiken verwendet und über geostatistische Methoden in den Raum übertragen Simulation von Ereignisjahren Berechnung auf PLZ-Basis möglich Berücksichtigung der Gefährdungsklassen gegeben Disaggregierung der Versicherungssummen auf bebaute Flächen Im nächsten Update separate Betrachtung von Starkregen möglich 24 Überschwemmungsrisiken

22 Von der Europäischen Gesamtsicht ins Detail Das interne Flutmodell für Deutschland ES FluteT ES FluteT wurde speziell für den deutschen Markt entwickelt Berücksichtigung der Marktgegebenheiten ( Amerikanischer Ansatz) Betrachtung von VGV-Risiken (für die Berechnung von VHV-Risiken liegen keine ausreichenden Daten vor) Modell ist nicht länderübergreifend Dadurch keine Notwendigkeit, globales Klimamodell zu verwenden Analyse der Gefahr Starkregen über Radardaten in 5-minütiger Auflösung Auflösung 1 km x 1 km, bzw. 4 km x 4 km Für größere Gebiete ist diese Möglichkeit kaum gegeben Kein Downscaling von 90 km x 90 km auf 8 km x 8 km nötig Augenmerk liegt auf Kundenservice Durch Solvency II Bedürfnis hoch, sich eine Zweitmeinung einzuholen 25 Überschwemmungsrisiken

23 Von der Europäischen Gesamtsicht ins Detail Das interne Flutmodell für Deutschland ES FluteT Spätestens seit ZÜRS sind Überschwemmungsflächen in Gesamt-Deutschland ausgewiesen Vorher bereits an ausgewählten Flüssen, z.b. Rheinatlas Keine Baugenehmigung mehr in hohen Gefährdungsklassen Versicherungen orientieren sich an den Gefährdungsklassen Starkregenzellen orientieren sich nicht an Grenzen Theoretisch ist jedes Gebäude gefährdet Bisherige Starkregenanalysen beziehen sich auf Punktstatistiken KOSTRA (Koordinierte StarkregenRegionalisierungsAnalyse) 26 Überschwemmungsrisiken

24 Begriffserläuterung Fluvial und pluvial Es gibt zwei Arten von Überschwemmungen: Stehende oder fließende Gewässer treten über die Ufer Auslöser lang anhaltende Niederschläge mit mittlerer Intensität fluvial Gefährdete Risiken befinden sich in der Nähe eines Gewässers Witterungsniederschläge sind so stark, dass der Untergrund die Niederschlagsmengen nicht aufnehmen kann Auslöser meist kurze lokale Starkniederschläge potentiell ist jedes Risiko gefährdet pluvial 27 Überschwemmungsrisiken

25 Berücksichtigung von Starkregen Anzahl gemeldeter Schäden entweder pluvial heavy precipitation Starkregen oder fluvial river flooding Überflutung Untersuchung an 935 Tagen zwischen 2002 und 2009 Starkregen häufiger, dafür wesentlich lokaler und weniger teuer (Ø Euro) Überschwemmungen: größere Anzahl an Schäden und teurer (Ø Euro) 28 Überschwemmungsrisiken

26 KOSTRA Koordinierte Starkregen Regionalisierungs-Analyse 15 Minuten und 24 Stunden Niederschlag, Jährlichkeit 1 mm Regen wenig viel 29 Überschwemmungsrisiken

27 KOSTRA stark an Topographie orientiert Minuten Stunden Basiert auf Punktstatistiken Es können keine Ereignissen abgeleitet werden! mm Regen wenig viel 30 Überschwemmungsrisiken

28 Das Gefahrenmodul realitätsnahe Abbildung möglicher Ereignisse Analyse historischer Ereignisse Ableitung von Gesetzmäßigkeiten Berücksichtigung von Abhängigkeiten Simulation synthetischer Ereignisse 31 Überschwemmungsrisiken

29 Extraktion von Niederschlagszellen aus Radarbildern Zentroid und Orientierung jeder Zelle wurde extrahiert Algorithmus angewandt, um Zellen als Ellipsen zu approximieren Lange und kurze Halbachse so gewählt, dass die Ausdehnung der Zelle flächentreu bleibt Import der Ellipsen in ein Geographisches Informationessystem zur Weiterverarbeitung 1. Mai

30 Auswertung der Muster Anpassen von Verteilungsfunktionen Musteranalyse täglich monatlich pro Saison jährlich Vorherrschende Windrichtung # der Ereignisse und IED Anpassung von Verteilungsfunktionen an: Niederschlagsvolumen Dauer Zuggeschwindigkeit Vorherrschende Windrichtung Einsetzen der Maximalintensität u.v.m. 33

31 Berücksichtigung der Abhängigkeiten nahezu nie linear Z. B. abhängige Parameter: Dauer (x) und Niederschlagsmenge (y) Visualisiert durch eine empirische Copula 34

32 Simulation von Einzelereignissen Simulation synthetischer Ereignisse Große Anzahl notwendig, um Deutschland komplett abzudecken und, um alle möglichen Realisationen zu erfassen 35

33 Vulnerabilitätsmodul vom Naturereignis auf den Schaden schließen Bestimmung der schadenbeeinflussenden Faktoren Individuelle Berechnung für das jeweiligen Zedentenportfolio 36 Überschwemmungsrisiken

34 Berechnung der Schäden unter Berücksichtigung der lokalen Beschaffenheiten Schadenbeeinflussende Faktoren: Wiederkehrzeit des Niederschlages Abhäng. Intensität, Dauer, Ausdehnung etc. Dimensionierung des Kanalsystems Hangneigung, Bodenbeschaffenheit Siedlungsfläche u.v.m. Hintergrundkarte KOSTRA Jährlichkeit einer Niederschlagsmenge von 33,7mm in 2 h Raum München: kein Extremereignis Ruhrgebiet: seltener als alle 50 Jahre WKP 37

35 Das aktuarische Modul Berechnung der Überschreitungswahrscheinlichkeitskurve b unter Hinzunahme der Vertragskondition Berechnung des versicherten Schadens Berücksichtigung von Selbstbehalten Ermittlung einer Schadenüberschreitungswahrscheinlichkeitskurve (EP-Curve) diese geht in das hausweite Risikomanagement ein 38 Überschwemmungsrisiken

36 Das Resultat die Überschreitungswahrscheinlichkeitskurve (EP-Kurve) Gibt Auskunft über den zu erwartenden Schaden innerhalb einer gewählten Wiederkehrzeit Verwendung dieser Information bei der Preisfindung und im Risikomanagement 39

37 Zusammenfassung und Fazit Der Einsatz von probabilistischen Naturgefahrensimulationsmodellen im Risikomanagement (Quotierung und Aggregatkontrolle) von Erst- und Rückversicherern ist "State of the Art" Insbesondere Rückversicherungsunternehmen benötigen ein länderübergreifendes Risikomanagement für alle Branchen und alle Gefahren inklusive der Berücksichtigung von Korrelationen Das Aufbrechen der Strukturen bis ins Detail, die Einbringung/Aneignung von Know-How für aktuelle Problemstellungen und ständige Weiterentwicklungen sorgen für optimierten Kundenservice. Je intensiver wir uns mit einer Gefahr auseinandersetzen, desto besser können wir deren Auswirkung auf Zedentenportfolios und letztendlich unsere Bücher bewerten 40 Überschwemmungsrisiken

38 Überschwemmungen und Fluten: Gefahreneinschätzung und Risikomanagement durch Rückversicherung Jörg Steffensen, Group Risk Management - Modelling Stefanie Busch, Technisches Underwriting - MB 51 Hannover Forum Hannover, 21. Juni 2011