Kostenbewertung der Anpassung zentraler Abwasserentsorgungssysteme bei Bevölkerungsrückgang

Band 51 IÖR-Schriften

Georg Schiller

Kurzübersicht

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ISBN: 978-3-941216-70-9
Veröffentlicht: Dezember 2010, 1.. Auflage, Einband: Broschur, Abbildung und Tabellen: zahlr. z.T. farbig, Seiten 256, Format 168 x 240, Gewicht 0.5 kg
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45,80 €

Kostenbewertung der Anpassung  zentraler Abwasserentsorgungssysteme bei Bevölkerungsrückgang

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Georg Schiller

Kostenbewertung der Anpassung zentraler Abwasserentsorgungssysteme bei Bevölkerungsrückgang

IÖR Schriften . Band 51 · 2010

256 Seiten, Format 168x240 mm, Broschur.
Zahlr. Abb. und Tabbellen, z.T. farbig,
Preis: 45,80 Euro. ISBN: 978-3-941216-70-9.
RHOMBOS-VERLAG, Berlin 2010

Reihe "IÖR Schriften", herausgegeben vom
Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e. V. (IÖR)
Direktor: Prof. Dr. Dr. h. c. Bernhard Müller
Weberplatz 1,  01217 Dresden
Tel.: (0351) 4679-0, Fax.: (0351) 4679-212
E-Mail: info@ioer.de, Homepage: http://www.ioer.de


 
Rückläufige Bevölkerungszahlen und Siedlungsflächenwachstum führen zu einem Anstieg der Kosten für leitungsgebundene Infrastrukturen. Dies gilt in besonderer Weise für die Abwasserentsorgung, die in Deutschland überwiegend über die öffentliche Kanalisation erfolgt. Bei Neuerschließung können im Falle geringer Siedlungsdichten dezentrale Abwassersysteme Kostenvorteile gegenüber zentralen Systemen aufweisen. Lassen sich aber durch Dezentralisierung auch Kosten im bereits erschlossenen, von Schrumpfung betroffenen Siedlungsbestand reduzieren?
Um hierauf Antworten zu geben, werden in der vorliegenden Arbeit Kosten der Transformation zentraler Abwassersysteme hin zu stärker dezentral angelegten Strukturen berechnet. Am Beispiel eines realen Abwasser-Entsorgungsgebietes wird ein Verfahren entwickelt, das eine Kostenbewertung der schrittweisen Dezentralisierung technischer Abwassersysteme ermöglicht.

Declining populations and an expansion in settlement areas have led to a rise in the cost of pipeline networks for household supply and waste removal. This is particularly true of waste-water removal, which in Germany is primarily managed using public sewage systems. The work at hand tries to give answer to the question, if decentralisation can lower costs in the building stock affected by shrinkage, which is already connected to the waste-water network.


Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung  ... 13
Summary  . 15
Kurzfassung . 17

1 Einführung    .. 27
1.1 Hintergrund   27
1.1.1 Demografische Entwicklung in Deutschland ... 27
1.1.2 Konsequenzen für die Abwasserentsorgung  . 29
1.1.3 Mögliche Handlungsansätze 32
1.2 Problemaufriss 34
1.3 Ziel, Forschungsfragen und Hypothese  ... 36
1.4 Forschungskonzept   . 36
1.4.1 Einordnung und Abgrenzung    36
1.4.2 Konzeption des Bewertungsverfahren    .. 38
1.4.3 Einbindung des Bewertungsverfahrens in das Gesamtvorhaben  ... 39
1.5 Aufbau der Arbeit   ... 41

A Grundlagen 45
2 Abwasserentsorgung – Begriffe und Strukturdaten .. 45
2.1 Abwasserarten  45
2.2 Abwasserbeseitigung  . 46
2.3 Abwasserströme    . 46
2.4 Anschlussgrad  48
2.5 Spezifische Kanallängen und Altersstruktur der Kanalisation   . 49

3 Zentral oder Dezentral 53
3.1 Stellung dezentraler Entwässerungssysteme in der Abwasserwirtschaft   . 53
3.2 Begriffliche Abgrenzung von zentraler und dezentraler Entwässerung   ... 56
3.2.1 Vorbemerkung . 56
3.2.2 Räumliche Dimension der Zentralisierung  ... 57
3.2.3 Konzepte der Stoffstromtrennung   58
3.2.4 Dezentrale Kreislaufführung 58

4     Kostenwirkungen des Nachfragerückgangs im System der zentralen Abwasserentsorgung    ... 61
4.1 Aspekte des Nachfragerückgangs .. 61
4.1.1 Mengeneffekt .. 61
4.1.2 Dichte- und Flächeneffekt    ... 63
4.2 Funktionale Beeinträchtigungen   65
4.3 Kosteneffekte . 65
4.3.1 Skaleneffekt   65
4.3.2 Remanenzeffekt    .. 67
4.3.3 Redundanzen .. 68
4.3.4 Einnahmeeffekte und finanzieller Handlungsspielraum ... 69

B     Entwicklung des Bewertungsverfahrens . 71
5     Untersuchungsgebiet    .. 71
5.1 Lage    ... 71
5.2 Struktur   .. 72

6 Siedlungsmodell .. 75
6.1 Stadtstrukturtypenansatz    ... 75
6.2 Strukturtypenkartierung . 81
6.2.1 Ausgangsdaten  81
6.2.2 Automatische Gebäudeextraktion und Attributierung  . 82
6.2.3 Fehlerkorrektur durch manuelle Nachkartierung    .. 83
6.3 Nachfrageparameter  ... 85
6.3.1 Abbildung der kleinräumigen Wohnungsverteilung   . 89
6.3.2 Abbildung der kleinräumigen Einwohnerverteilung   . 99
6.3.3 Abbildung der Gebäudeverteilung und der Gebäudebelegung  .. 103

7     Infrastrukturmodell    ... 107
7.1 Kanalnetz  . 108
7.1.1 Datenerhebung und -aufbereitung  108
7.1.2 Kostenrelevante Merkmale    110
7.2 Zentrale Behandlungsanlage   116
7.3 Dezentrale Behandlungsanlagen .. 117
7.4 Einwohnergleichwerte .. 121
8 Bezugsmodell   123
8.1 Konzeption ... 123
8.1.1     Räumliche Überlagerung von Siedlungsflächen mit Kanälen   .. 124
8.1.2     Räumliche Zuordnung von Siedlungsflächen und Kanälen zu Rasterzellen ... 126
8.1.3     Herstellung des Bezugs von Siedlungsflächen zu Kanälen unter Berücksichtigung funktionaler Bezüge   ... 127
8.2 Abgrenzen des Entwässerungsgebietes .. 130
8.3 Aufteilen des Entwässerungsgebietes in Teilgebiete .. 132
8.4 Funktionale Bezüge zwischen Entsorgungseinheiten .. 134

9 Sequenzanalyse   137
9.1 Kostenentlastungshypothesen   137
9.2 Kriterien zur Festlegung von Dezentralisierungsabfolgen   ... 138
9.2.1     Netzende  ... 139
9.2.2     Kanalaufwand 140
9.2.3     Baualter   . 143
9.2.4     Lokales Kosteneinsparpotenzial  . 144
9.3 Transformationssequenzen   ... 146

10 Kostenmodell ... 151
10.1 Vorüberlegungen    151
10.1.1     Allgemeine Anforderungen 151
10.1.2     Vergleichbarkeit von Zahlungsströmen   .. 152
10.2 Kostenbegriff    .. 153
10.2.1     Verwendeter Kostenbegriff 153
10.2.2     Grenzkostenbetrachtung  153
10.2.3     Abgrenzung zur Kostenermittlung der Gebührenkalkulation   .. 154
10.2.4     Abgrenzung zum Kostenbegriff der Kameralistik 154
10.3 Kostenarten  155
10.3.1     Laufende Kosten 155
10.3.2     Kapitalkosten . 156
10.3.3     Einmalig auftretende Zahlungen   156
10.3.4     Wertverlust und sunk costs 157
10.4 Relevante Kostenarten für das Bewertungsverfahren . 159
10.4.1     Zusatzkosten (Transformationskosten)  ... 159
10.4.2     Kostenentlastungen  ... 160
10.5 Kostenkennwerte  ... 161
10.5.1     Kostenkennwerte - Transformationskosten  162
10.5.2     Kostenkennwerte – Kostenentlastung 165
10.6 Bewertungsdimensionen   ... 168
10.6.1     Kostenentlastungspotenzial   ... 168
10.6.2     Maximaler Dezentralisierungsgrad mit positivem Kostenentlastungspotenzial   ... 169
10.6.3     Maximales Kostenentlastungspotenzial  . 170

C Modellrechnungen    ... 171
11 Zukunftsprojektion Siedlungsmodell  .. 171
11.1 Betrachtungshorizont . 171
11.2 Bevölkerungsentwicklung   .. 171
11.2.1     Gesamtentwicklung im Untersuchungsgebiet  172
11.2.2     Räumliche Ausdifferenzierung der Entwicklungsdynamik innerhalb des Entsorgungsgebietes  173
11.3 Siedlungsentwicklung  175
11.3.1     Neubau   . 175
11.3.2     Rückbau    176

12 Kostenrechnung ... 179
12.1 Kosten alternativer Pfadausrichtungen  .. 179
12.2 Sensitivitätsbetrachtungen   . 185
12.2.1     Wirkungsweise der Einzelparameter    .. 186
12.2.2     Wirkung der Einzelparameter    193
12.3 Formulierung von Extrembildern  198

D Interpretation und Ergebnisse    .. 203
13 Auswertung und Interpretation    . 203
13.1 Überprüfung der Ausgangshypothese    203
13.1.1     Kostenbegriff . 204
13.1.2     Räumliche Systemabgrenzung  ... 204
13.1.3     Fokussierung auf das technische System der Abwasserentsorgung  . 205
13.1.4     Eingrenzung auf den Bereich Schmutzwasser  205
13.1.5     Unterauslastungsbedingte Kanalbetriebskosten im verbleibenden Netz  ... 206
13.1.6     Kosteneffekte im Bereich der zentralen Behandlungsanlage  .. 209
13.1.7     Bilanzierungszeitpunkt und Baualter    . 209
13.1.8     Kosteneinsparpotenzial bezogen auf die Gesamtkosten  212
13.2 Eignung des Bewertungsverfahrens 213
13.2.1 Abbildungsaufgabe    214
13.2.2 Entwurfsaufgabe 218
13.2.3 Bewertungsaufgabe  ... 218

14 Ergebnisse und Fazit    . 221
14.1 Quantifizierung   .. 221
14.2 Bewertungsverfahren . 225
14.3 Nutzen für den strategische Planungsprozess 228

15 Forschungs- und Entwicklungsbedarf   231
Literatur   235
Abbildungsverzeichnis    ... 247
Tabellenverzeichnis   251
Anlage Kostenkennwerte   ... 253

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