Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2232
Main Title: Essays in Road Pricing – Modeling, Evaluation and Case Studies
Translated Title: Aufsätze zu Road Pricing - Modellierung, Evaluation und Fallstudien
Author(s): Winter, Martin
Advisor(s): Hirschhausen, Christian von
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät VII - Wirtschaft und Management
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Die Dissertation beschäftigt sich zum einen mit der Simulation und wohlfahrtsökonomischen Bewertung urbaner Road-Pricing-Lösungen (Kapitel 2-4), zum anderen mit den Auswirkungen hoher bzw. volatiler Rohölpreise auf den Verkehrssektor in Deutschland (Kapitel 5). Nach einer kurzen Einführung in Kapitel 1 widmet sich Kapitel 2 den theoretischen Grundlagen und der übergreifenden Methodik der Arbeit. Zunächst werden externe Effekte des innerstädtischen Straßenverkehrs kategorisiert und Charakteristika für diese Kostenkategorien herausgearbeitet. Es folgt eine Beschreibung der verwendeten Simulationsmethodik, die auch eigens entwickelte Prozeduren zur Berücksichtigung einer elastischen Verkehrsnachfrage enthält. Darüber hinaus wird die Methodik für die wohlfahrtsökonomische Bewertung der Nutzen von Mautlösungen vorgestellt. Kapitel 3 umfasst eine Fallstudie zu einer ökologisch orientierten Lkw-Maut für Berlin. Untersucht wurde die Wirkung eines umfassenden distanzbasierten Mautsystems, dessen zeitlich differenzierte Mautsätze sich an Schätzungen zu externen Luftschadstoff- und Lärmkosten orientieren. Als Ergebnis wird festgehalten, dass die erzielbaren Nutzen in Form von verringerten externen Luftschadstoff- und Lärmkosten von ca. 14,7 – 17,4 Mill. € p.a. die Errichtung eines solchen Systems aller Wahrschein-lichkeit nach nicht rechtfertigen. Die Fallstudie in Kapitel 4 beschäftigt sich mit einem Vergleich verschiedener Mautsysteme für die beiden strukturell unterschiedlichen Agglomerationen Berlin und Stuttgart. Hier wurde auch der Pkw-Verkehr in die Bepreisung einbezogen, das Zielsystem der Maut wurde an einer Verbesserung der Kapazitätsauslastung orientiert. In 7 von 10 verschiedenen Simulationsszenarien konnten – ohne Berücksichtigung von Kosten für Bau und Betrieb der jeweiligen Mautlösung – kleine bis mittlere Wohlfahrtsteigerungen erreicht werden. Unter Einbezug dieser Kosten dürfte jedoch keines der untersuchten Systeme zu einem Wohlfahrtsgewinn führen. In Kapitel 5 werden mögliche Auswirkungen hoher Ölpreise auf den deutschen Verkehrssektor analysiert. Mit Hilfe bekannter Kraftstoffelastizitäten und Annahmen über Rohölpreise und Wechselkurse werden Bottom-up-Rechnungen durchgeführt, welche Mengenreaktionen des Sektors auf Rohölpreisänderungen abbilden. Wie sich zeigt, würden selbst drastische, kurzfristige Rohölpreissteigerungen nicht zu einem Zusammenbruch des Straßenverkehrs in Deutschland führen. Allerdings können dauerhaft hohe Ölpreise Substitutionsprozesse zu alternativen fossilen Treibstoffen aus Kohle oder Erdgas auslösen, deren Herstellung mit höheren CO2-Emissionen verbunden ist als im Falle ölbasierter Kraftstoffe. Hierfür sind Regulierungseingriffe geboten.
This thesis deals with potential welfare effects of different urban road pricing schemes (chapter 2, 3 and 4) and the potential impacts of different oil price scenarios on road transport (chapter 5) in Germany. Chapter 2 provides an overview of the characteristics of external cost categories and presents methods of modeling and assessing the effects of urban road pricing schemes. In general, the static transport modeling suite VISUM was used, plus some own procedures to include price-sensitive transport demand in the simulations. The description of the cost-benefit framework for the evaluation of reduced externalities due to road pricing schemes is also part of chapter 2. Chapter 3 analyzes the effects of environmental-oriented road charging schemes exclusively for trucks in Berlin. The simulation approach takes into account the interdependency of the two demand segments, truck and passenger car traffic. The positive effects of reduced air pollution, noise reduction, optimized capacity utilization and the total welfare effects are quantified. The analyzed road charging system for trucks may achieve total benefits between 14.7 and 17.2 million € per year. In comparison to the installation and operational costs of a toll collection system these potential welfare seem to be rather small. Chapter 4 is a case study about the effects of a toll for cars and trucks in structurally differing agglomerations, i.e. the metropolitan areas of Berlin and Stuttgart. In seven of the ten scenarios analyzed positive welfare effects due to a more efficient use of capacity and a reduction of negative external environmental effects are likely to occur. However, these potential benefits are apparently too small to justify the installation and operating costs for a toll collection system. In chapter 5 the potential impacts of high crude oil prices on the transport sector are analyzed. Using assumptions about possible crude oil prices and exchange rates as well as empirical fuel price elasticities, the implications of different short-term oil price scenarios for the German road transport sector are estimated. As shown by the calculations, even considerable fuel price increases will not lead to a breakdown of the road transport sector in Germany. Beside their direct, reducing effect on demand, high oil prices also may induce increased CO2 emissions by stimulating substitution processes from oil to alternative fossil based fuels (e.g. coal). Hence, the further development of the appropriate framework conditions and sector specific instruments should be promoted.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-23139
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2529
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2232
Exam Date: 26-Feb-2009
Issue Date: 15-Sep-2009
Date Available: 15-Sep-2009
DDC Class: 330 Wirtschaft
Subject(s): Kosten-Nutzen-Analyse
Maut
Straßenbenutzungsgebühr
Straßenverkehr
Verkehrssimulation
Cost-Benefit Analysis
Road Pricing
Road Transport
Traffic Simulation
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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