Beschreibung

Der Straßengüterverkehr ist überproportional an den durch den Straßenverkehr verursachten Umweltbelastungen beteiligt. Besonders deutlich tritt dies in den Ballungsräumen zu Tage. So betrug z. B. im Stadtgebiet Stuttgart 1990 der Anteil des Straßengüterverkehrs an der Fahrleistung aller Kfz nur 8 %, er trug aber zu den NOX-Emissionen zu 50 % und zu den VOC-Emissionen zu 12 % bei /Hitzler, 1995/. 1995 betrug der Anteil der Emissionen des Güterverkehrs an den gesamten Emissionen des motorisierten Straßenverkehrs in der Region Stuttgart bei den Stickoxiden (NOX) 37 % und bei den Kohlenwasserstoffen (VOC) 18 % /VRS, 1997/.

Auch die Autobahnen lassen sich anhand von Immissionskatastern eindeutig als Emissions-Schwerpunkte erkennen /John u.a., 1997/. Wiederum trägt der Lkw überproportional zu den Emissionen bei. Alle gängigen Prognosen der weiteren Verkehrsentwicklung zeigen, dass für die Zukunft mit einem weiteren Wachstum des Straßengüterverkehrs zu rechnen ist. So geht die Bundesverkehrswegeplanung /BMV, 1992/ von einem Anstieg der Verkehrsleistung im Straßengüterfernverkehr von 1991 bis 2010 um 46 % aus. Der Generalverkehrsplan des Landes Baden-Württemberg /VMBW, 1995/ prognostiziert für den Zeitraum von 1990 bis 2010 in seinem Gestaltungsszenario, das den Anforderungen an eine dauerhaft umweltgerechte Mobilität genügen soll, einen Anstieg der Straßengüterverkehrsleistung im Nah- und Fernverkehr um 23 %. Der Generalverkehrsplan Baden-Württemberg geht dabei trotz dieser absoluten Erhöhung der prognostizierten Güterverkehrsleistung von einer Verringerung des Anteils des Straßengüterverkehrs an der gesamten Güterverkehrsleistung aus, da für die Bahn im gleichen Zeitraum ein Anstieg der Güterverkehrsleistung um 134 % von 9.160 Mio tkm auf 21.390 Mio tkm unterstellt wird.

Die tatsächliche Entwicklung der letzten Jahre hat den prognostizierten Anstieg der Güterverkehrsleistung allerdings noch übertroffen. 1995 wurde bundesweit im Straßengüterfernverkehr eine Verkehrsleistung von 200,1 Mrd tkm erbracht /BMV, 1996/. Damit waren bereits 1995 50 % des in der Bundesverkehrswegeplanung /BMV, 1992/ von 1991 bis 2010 erwarteten Zuwachses erreicht. Die mit diesem Anstieg des Güterverkehrs verbundene zu erwartende Erhöhung der Umweltbelastungen macht es erforderlich, geeignete Maßnahmen zur Begrenzung dieses Anstiegs bzw. - wenn möglich - gar zu einer Senkung der Umweltbelastungen zu finden. Dabei gilt neben der Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen durch motor- und fahrzeugtechnischen Maßnahmen sowie Maßnahmen zur Effizienzsteigerung innerhalb der Verkehrsmittel insbesondere die Verlagerung von Verkehrsanteilen von stärker umweltbelastenden auf weniger umweltbelastende Verkehrsmittel als eine zentrale Strategie zur Erreichung des genannten Ziels. Dabei wird im Bereich des Güterverkehrs stets davon ausgegangen gen, dass der Straßengüterverkehr besonders umweltbelastend ist, während die Bahn und das Binnenschiff als umweltfreundlich eingestuft werden. Allerdings stützt sich diese Aussage auf den Vergleich von auf die Verkehrsleistung bezogenen Emissionsfaktoren, die für die Beurteilung konkreter Verkehrsverlagerungen nicht herangezogen werden können, wie die Ergebnisse einiger Forschungsarbeiten zeigen /Steierwald, 1993; Fahl, 1994/.

In dem vorliegenden Forschungsvorhaben erfolgt eine Beurteilung der Umweltverträglichkeit für die Verkehrsmittel Lkw, Bahn und Binnenschiff anhand von konkreten Transportaufgaben, die beispielhaft für das Verkehrsgeschehen in Baden-Württemberg gelten können. Dieser Vergleich soll allerdings nicht mit Hilfe der kritisierten pauschalen, auf die Verkehrsleistung bezogenen Emissionsfaktoren, sondern auf der Basis einer möglichst exakten Berechnung des notwendigen Energieverbrauchs und der damit verbundenen Schadstoffemissionen für die genannten Verkehrsmittel erfolgen. Dies setzt insbesondere voraus, folgende, die Umweltbelastungen wesentlich bestimmende Faktoren zu berücksichtigen:

• unterschiedliche Transportentfernungen für die einzelnen Verkehrsmittel (Umwege),
• Vor- und Nachläufe bei gebrochenen Verkehren,
• unterschiedliche Auslastungsgrade,
• Differenzierung nach verschiedenen Fahrzeugen und unterschiedlichen Betriebsbedingungen
• innerhalb der einzelnen Verkehrsmittel,
• Zusammensetzung des Kraftwerkparks, der der Strombereitstellung zugrunde liegt sowie
• Berücksichtigung des nicht antriebsbedingten Energieverbrauchs z. B. für die Herstellung,
• Wartung und Entsorgung der Verkehrsmittel oder den Bau und die Unterhaltung der Verkehrswege.

Mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens wird ein wichtiger Beitrag zur Beurteilung verkehrstechnischer und verkehrsplanerischer Maßnahmen im Hinblick auf deren Umweltrelevanz geleistet. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Differenzierung nach lokal, regional und global wirkenden Umweltwirkungen, die eine Diskussion der Ergebnisse sowohl vor der lokalen Situation der einzelnen Transportaufgaben als auch vor dem übergeordneten Hintergrund verkehrspolitischer Grundsatzentscheidungen zulässt.

• Zur Beantwortung dieser Fragen werden zunächst die drei Planungsaufgaben
• "Güterverkehr in Ballungsgebieten",
• "Transit-Güterverkehr durch Baden-Württemberg" und
• "Güterverkehr im ländlich strukturierten Raum"

definiert, die sich hinsichtlich ihrer verkehrlichen und (güter-)strukturellen Randbedingungen unterscheiden. Jede dieser Planungsaufgaben repräsentiert einen Ausschnitt des gesamten Güterverkehrs in Baden-Württemberg, der jeweils eine spezifische Problemlage repräsentiert.

Innerhalb der Planungsaufgabe "Güterverkehr in Ballungsgebieten" werden die vier Beispiel-Räume

• "Stuttgart",
• "Karlsruhe",
• "Oberrhein (Freiburg)" und
• "Ulm"

untersucht.

Innerhalb der Planungsaufgabe "Transit-Güterverkehr durch Baden-Württemberg" werden folgende vier Relationen untersucht:

• "Mannheim - Karlsruhe - Basel",
• "Mannheim - Stuttgart - Ulm",
• "Ulm - Ravensburg - Lindau" und
• "Stuttgart - Rottweil - Tuttlingen - Singen".

Innerhalb der Planungsaufgabe "Güterverkehr im ländlich strukturierten Raum" werden die beiden Beispielräume

• "Oberschwaben (Ravensburg)" und
• "Schwarzwald (Villingen-Schwenningen)"

untersucht.

Da auch in den einzelnen Beispielräumen nicht das gesamte Güterverkehrsgeschehen abgebildet werden kann, müssen ausgewählte Transportaufgaben definiert werden, die geeignet sind, belastbare Aussagen zum Güterverkehrsgeschehen und insbesondere zur Umweltverträglichkeit der einzelnen Verkehrsmittel zu treffen. Dabei ist es angesichts der Vielfalt des Güterverkehrsgeschehens nicht möglich, charakteristische oder prototypische Fälle anzug-eben.

Vielmehr muss bei der Festlegung der Transportaufgaben versucht werden, markante Eckpfeiler abzubilden, die unterschiedliche Ausprägungen des Güterverkehrs abdecken. Dabei ist zu beachten, dass aufgrund der Sendungsstrukturen die einzelnen Gütertransporte in Abhängigkeit der örtlichen Randbedingungen in unterschiedlichem Maße für die einzelnen Verkehrsmittel geeignet sind. Auch dieser Aspekt spielt eine wesentliche Rolle bei der Festlegung der Transportaufgaben.

Im einzelnen werden die Transportaufgaben über folgende Eigenschaften definiert:

• Art und Gewicht des Transportguts,
• Relation und
• Zeitpunkt des Transports.

Um der Vielzahl der unterschiedlichen Güterarten gerecht zu werden, werden insgesamt vier Transportgüter festgelegt, die in der Untersuchung berücksichtigt werden sollen. Im einzelnen handelt es sich um folgende Transportgüter:

• "leichtes Stückgut",
• "schweres Stückgut",
• "Wagenladung" und
• "Massengut".

Im Rahmen der Transportaufgaben sind ferner die zu untersuchenden Relationen, die durch die Festlegung der Start- und Zielpunkte definiert werden, von wesentlicher Bedeutung für die Aussagekraft der Ergebnisse.

Wesentliches Kriterium für die Festlegung der Start- und Zielorte in den verschiedenen Planungsaufgaben ist die Verfügbarkeit der Verkehrsmittel. So sollte der Transport auf den Relationen möglichst mit allen in die Untersuchung einbezogenen Verkehrsmitteln möglich sein. Da dies für den Lkwimmer und mit dem Binnenschiff a priori nur auf den entsprechend ausgewählten Beziehungen zu erfüllen ist, stellt die Verfügbarkeit von Gleisanschlüssen für den Bahntransport das entscheidende Kriterium für die Auswahl der Start- und Zielorte dar. So soll der Bahntransport nicht nur im Hauptlauf, sondern auch bei den gfs. notwendigen Vor- und Nachläufen zu einem Güterverkehrszentrum oder einer Umschlaganlage möglich sein.

Um den Anspruch der Untersuchung einzulösen, eine möglichst realistische Abbildung des Verkehrsgeschehens vorzunehmen, ist es notwendig, den Zeitpunkt der Durchführung des Transports festzulegen. Dadurch ist es möglich, den jeweiligen Transportablauf bei den einzelnen Verkehrsmitteln sowie die jeweiligen Verkehrsverhältnisse im Straßenverkehr abzubilden. Es wird festgelegt, dass die Güter jeweils an einem Donnerstag um 10.00 Uhr beim Empfänger ankommen sollen.

Für die über einzelnen Transportaufgaben stehen nun die Verkehrsmittel Lkw, Bahn und Binnenschiff zur Verfügung. Bei der Bahn wird zusätzlich unterschieden in den heute üblichen, „konventionellen" Transport, den Transport mit Hilfe eines Containers sowie zwei fiktive Formen, die sich in unterschiedlichen Phasen der praktischen Erprobung befinden, den automatischen Einzelwagen und den Trailerzug.

Prinzipiell könnten alle Verkehrsmittel für den Transport aller Güter eingesetzt werden. Allerdings ergeben sich aufgrund der Eigenschaften der einzelnen Transportgüter und der einzelnen Verkehrsmittel Randbedingungen, die nicht alle Kombinationen aller Verkehrsmittel mit allen zu befördernden Güter sinnvoll erscheinen lassen. Unrealistische und unsinnige Kombinationen (z.B. leichtes Stückgut mit dem Binnenschiff), werden in der weiteren Untersuchung nicht berücksichtigt.

Die in der Forschungsarbeit durchgeführten Berechnungen basieren auf einer Vielzahl von Transportaufgaben und führen daher zu einer Fülle von Einzelergebnissen. Die auf die jeweilige Transportaufgaben bezogenen Ergebnisse im einzelnen zu diskutieren, würde den Rahmen dieses Berichts sprengen. Daher sind diese Einzelergebnisse auf der diesem Bericht beigefügten CD-ROM veröffentlicht. Im Bericht selbst erfolgt nur eine kursorische Diskussion der Ergebnisse. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens bestätigen den Untersuchungsansatz. Pauschale Aussagen, welches Verkehrsmittel in einer bestimmten Situation als besonders umwelt-freundlich oder sogar als "das umweltfreundlichste" bezeichnet werden kann, sind nicht möglich. Vielmehr hängt es tatsächlich von den aktuellen Randbedingungen ab, welchem Verkehrsmittel dieses Prädikat zugesprochen werden kann. Auch für einzelne planerische Ansätze kann nicht generell gesagt werden, welches Verkehrs-mittel konkret im Hinblick auf die Umweltwirkungen davon profitiert. Ein sehr augenfälliges Beispiel hierfür ist die Organisation des Stückgut-Transports über Güterverkehrszentren. Vom planerischen Ansatz einleuchtend, birgt diese Maßnahme ein hohes Bündelungspotenzial und damit ein hohes Potenzial zur Verringerung des notwendigen Energieaufwands und der Schadstoffemissionen. Die auf gegebene lokale Situationen aufbauende Untersuchung zeigt allerdings, dass durch die Bündelung der Transporte in den Güterverkehrszentren gegenüber der heute aktuellen Situation durchaus Mehrwege und daraus abgeleitet konterkarierende Effekte entstehen können. Generell kann gesagt werden, dass die Transportweiten insbesondere dann sehr stark variieren, wenn bei einzelnen Verkehrsmitteln gebrochene Verkehre auftreten.

Aber auch auf den langen Transitrouten durch Baden-Württemberg ohne Umschläge gibt es in Abhängigkeit von den örtlichen Randbedingungen beträchtlichere Unterschiede. Dies betrifft in erster Linie Mehrwege bei der Bahn und beim Binnenschiff. Die Energieaufwendungen des Umschlags und die damit verbundenen Emissionen spielen insbesondere beim Stückgut eine nennenswerte Rolle. Bei den anderen untersuchten Gütern spielt der Umschlag eine untergeordnete Rolle. Die Auslastung der einzelnen Verkehrsmittel ist von großer Bedeutung für die den einzelnen Transportgütern zuzurechnenden Energieaufwendungen und Emissionen. Der Einfluss der Berücksichtigung von Herstellung, Betrieb und Instandhaltung der Verkehrsinfrastruktur sowie der Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung der Verkehrsmittel ist bei den einzelnen Transportaufgaben und umweltrelevanten Wirkungskomponenten unter-schiedlich.

Dies bestätigt aber den Untersuchungsansatz, diese Komponenten zu berücksichtigen. Die untersuchten "neuartigen" Bahn-Alternativen Trailerzug, automatischer Einzelwagen und Massenguttransport mit Abrollcontainern zeigen in aller Regel keine Vorteile gegenüber den bekannten Verfahren des Bahntransports (Einzelwagen, Container), allerdings weisen sie meist günstigere Werte als der reine Lkw-Transport auf. Daher können sie in konkreten Entscheidungen des Einzelfalls durchaus eingebunden werden, da sie bei gegenüber dem konventionellen Bahntransport flexibleren Einsatzmöglichkeiten in aller Regel eine geringere Umweltbelastung als der reine Lkw-Transport bewirken. Die Berücksichtigung der EURO II - Abgas-Grenzwertstufe im Rahmen der Parametervariation erbrachte im Unterschied zu EURO III keine nennenswerten Veränderungen. Bei Berücksichtigung der Abgas-Grenzwertstufe EURO III ergeben sich Verbesserungen bei den CO-, NOx- und VOC-Emissionen der Lkw. Welche Wirkung dies auf die umweltrelevante Reihung der Verkehrsmittel hat, ist allerdings wiederum vom Einzelfall abhängig. Die fallweise Untersuchung eines Erdgas-Lkw zeigt für diesen höhere VOC-Emissionen als für den Diesel-Lkw. Auch hier hängt die weitere Wirkung auf die Reihung der Verkehrsmittel von den örtlichen Randbedingungen ab. Deutlich negativ für den Lkw wirkte sich die Untersuchung eines schlechteren Verkehrsablaufs auf den Bundesautobahnen aus. Deutlich wirkt sich auch stets die Umstellung der Dieseltraktion auf Elektrotraktion aus. Dabei zeigen sich eindeutig die Spezifika der Bereitstellung dieser beiden Energieträger. So bleibt der notwendige Energieaufwand zwar gleich, die CO2-, CO- und NOx-Emissionen reduzieren sich aber deutlich, während die VOC-Emissionen ansteigen. Die Umstellung des Bahnstrom-Mix auf den in Baden-Württemberg üblichen Strommix zeigte insgesamt keine nennenswerten Effekte.

Die Berücksichtigung im Emissionsverhalten verbesserter Diesellokomotiven zeigt nur bei den CO-Emissionen eine deutliche Wirkung. Die ebenfalls im Rahmen der Parametervariationen untersuchte Verringerung der Auslastung der Bahn führt wie zu erwarten zu einer Erhöhung deren notwendigen Energieverbrauchs und Schadstoffemissionen. Inwieweit dies die Reihung der Verkehrsmittel betrifft, hängt wiederum von den örtlichen Gegebenheiten ab. Wird der Energieaufwand untersucht, der notwendig wäre, wenn nur das jeweils untersuchte Transportgut transportiert würde ("Alleinfahrt"), also auf Bündelungseffekte verzichtet würde, zeigt sich der Lkw als das günstigste Verkehrsmittel, während das Binnenschiff er-wartungsgemäß mit großem Abstand am schlechtesten abschneidet. Bei Betrachtung der Grenzenergie verringern sich der notwendige Energieaufwand und die entsprechenden Schadstoffemissionen der Bahn geringfügig, während sie sich für das Binnenschiff geringfügig erhöhen. Die dritte untersuchte Berechnungsmethode, bei der die herstellungs-bedingten Aufwendungen für die Straße nicht berücksichtigt werden, zeigt insgesamt keine nennenswerten Effekte.