Modellierung dynamischer Güterflüsse zur Analyse von Risiken in der Lebensmittelversorgung

Die zuverlässige Versorgung mit Lebensmitteln ist ein wesentlicher Teil der Daseinsvorsorge. In Deutschland wird diese herausfordernde Aufgabe durch die Zusammenarbeit einer Vielzahl privatwirtschaftlicher Akteure bewältigt. Grundvoraussetzungen für eine zuverlässige Versorgung sind dabei die Funktionstüchtigkeit von Infrastrukturen sowie die Verfügbarkeit von Gütern und Dienstleistungen weiterer Sektoren. Extreme Ereignisse wie Stromausfälle, Hitzewellen oder Pandemien stellen Gefahren dar, deren Eintritt dieses komplexe und dynamische System der Lebensmittelversorgung signifikant beeinträchtigen kann, mit entsprechend schwerwiegenden Folgen für die Bevölkerung. Die bestehenden Notfallkonzepte staatlicher wie privatwirtschaftliche Akteure sind derzeit nicht darauf ausgelegt, durch frühzeitige Eingriffe die Auswirkungen extremer Ereignisse auf die Lebensmittelversorgung abzumildern, um beispielsweise schwerwiegende Arbeitskräftemängel oder großflächige, anhaltende Ausfälle technischer Basisinfrastrukturen überbrücken zu können. Derartige Planungen erfordern quantitative Analysen, welche die wirtschaftliche Verflechtung, räumliche Struktur und zeitliche Dynamik des Lebensmittelversorgungssystems hinreichend berücksichtigen. Rein statische Analysen bestehender Statistiken genügen für solch eine integrierte Betrachtung nicht. Um mögliche Risiken aufzudecken, müssen aussagekräftige Indikatoren, wie zum Beispiel Bestandsentwicklungen und erforderliche Transportkapazitäten, bestimmt werden. Hierzu ist ein quantitatives Modell erforderlich, das die Lebensmittelversorgung simuliert und dabei die Abhängigkeiten, die sich aus dem wirtschaftlichen, räumlichen und zeitlichen Kontext von Produktion, Lagerung, Transport, Handel und Konsum ergeben, wirklichkeitsnah auf Basis von Realdaten abbildet. Die bestehenden Forschungsarbeiten in diesem Bereich fokussieren auf qualitative Risikoanalysen oder beschränken die Betrachtung auf abgegrenzte Subsysteme, wie einzelne Unternehmen, spezifische Lieferketten oder ausgewählte Räume. Risiken, die aus der Dynamik und Komplexität des gesamten Lebensmittelversorgungssystems entstehen, können bisher nicht umfassend analysiert werden. Die vorliegende Arbeit adressiert diesen Forschungsbedarf, indem ein makroskopisches und gleichzeitig detailliertes, dynamisches Güterverkehrsnachfragemodell der deutschen Lebensmittelversorgung entwickelt wird. Das Modell namens FOODFLOW unterscheidet 51 Gütergruppen in drei Temperaturbereichen. Die wirtschaftlichen Verflechtungen dieser Gütergruppen werden im Rahmen einer Input-Output-Analyse identifiziert. Das daraus entstehende sektorale, physische Input-Output-Modell wird mittels räumlichen Verflechtungen zu einem MSMRIO-Modell erweitert. Dafür werden zuerst Güteraufkommen und Nachfrage auf 402 Regionen innerhalb Deutschlands sowie die 50 wichtigsten internationalen Handelspartner verteilt. Dabei wird das gesamte Versorgungssystem inklusive Landwirtschaft, Lebensmittelverarbeitung, Großhandel, Lebensmitteleinzelhandel sowie Endkonsumenten abgedeckt. Durch Kalibrierung an Daten der Bundesverkehrswegeplanung werden realistische Ergebnisse gewährleistet. Das dafür entwickelte Kalibrierungsverfahren kombiniert Gravitations- und Optimierungsmodelle. Auf dieser Basis werden die Verläufe der Bestände und benötigten Transportkapazitäten aller Gütergruppen, Akteursgruppen und Regionen simuliert. Basisjahr für die Modellanwendung ist 2012 mit einer tagesgenauen Auflösung. Die resultierenden Anwendungsmöglichkeiten werden an vier Beispielen verdeutlicht: Zuerst wird mit FOODFLOW die Vulnerabilität der deutschen Regionen anhand verschiedener Indikatoren veranschaulicht. Anschließend wird am Beispiel des EHEC-Ausbruchs von 2011 gezeigt, wie die kalibrierten räumlich-wirtschaftlichen Verflechtungen zur Verfolgung von lebensmittelbezogenen Krankheitsausbrüchen genutzt werden können. Neben diesen statischen Anwendungen ist es mit FOODFLOW erstmals möglich, die Ausbreitung von Störungen in der Lebensmittelversorgung räumlich und zeitlich nachzuvollziehen und dadurch die Auswirkungen für die Endkonsumenten abzuschätzen. Diese Funktionalität wird anhand der Szenarien der Sperrung des Hamburger Hafens sowie einer extremen Steigerung der Getränkenachfrage im Großraum Berlin veranschaulicht. Mit der Implementierung von FOODFLOW wird gezeigt, dass es möglich ist, ein dynamisches Güterflussmodell der Lebensmittelversorgung durch Kombination und Interpretation verfügbarer Daten zu entwickeln. Die hohe räumliche Auflösung sowie die akteursgruppen- und tagesgenaue Abbildung der Systemdynamik erlauben es, auch unterjährige Entwicklungen und Abhängigkeiten zu identifizieren. Damit ermöglicht FOODFLOW erstmals eine umfassende Analyse der Vulnerabilität der deutschen Lebensmittelversorgung sowie der Störungsauswirkungen für die betroffene Bevölkerung. Außerdem kann der Umfang bestimmter reaktiver Maßnahmen, etwa die zusätzlich entstehende Güterverkehrsnachfrage, sowie der Einfluss bestimmter präventiver Maßnahmen prognostiziert werden. Diese Ergebnisse erhöhen die Transparenz des Lebensmittelversorgungssystems und ermöglichen eine verbesserte Krisenprävention auf nationaler Ebene. Die vorliegende Arbeit leistet damit sowohl einen Beitrag zur Forschung als auch zur Sicherung der Lebensmittelversorgung

Verkehrsinfrastrukturpolitik in der Marktwirtschaft

Die Entscheidung über das Angebot großräumiger Verkehrsinfrastrukturnetze ist mit besonderen Problemen behaftet, weil sich die Vorteile einer Angebotserweiterung innerhalb eines großen Raumes über vielfältige, komplexe Interdependenzen auf viele Individuen verteilen, während die negativen Konsequenzen neben großräumigen Ökosystemen vorrangig Anwohner entlang der Einzeltrassen betreffen. Werden die potentiell negativ Betroffenen nicht für die ihnen entstehenden Belastungen entschädigt oder betrachten sie ihre Schäden als nicht ausgleichbar, wird es für sie rational, eine Trassenrealisierung in ihrer Nähe abzulehnen und statt dessen höhere Transportkosten bis zum nächsten Netzanschluß in Kauf zu nehmen. Als Folgen sind langwierige Planungsverfahren, psychisch und finanziell aufwendige Verhandlungen zwischen allen Beteiligten sowie eine Realisierung von Trassen zu konstatieren, die für ein europaweites Netz weniger Relevanz aufweisen als andere, deren Errichtung an fehlender politischer Akzeptanz scheitert. Die vorliegende Arbeit untersucht, welchen Beitrag institutionenökonomische Konzepte zur Bewältigung dieser Konflikte leisten können. Im Mittelpunkt stehen Fragen der Bestimmung von Entscheidungsträgern und der Gestaltung von Verfahren, die zur Planung, Finanzierung, Errichtung und Inbetriebnahme von Trassen führen. Die Analyse führt zu der Feststellung, daß - abgesehen von der Planungsentscheidung - weite Teile des Infrastrukturangebots über privatwirtschaftliche Markt- und Wettbewerbsverfahren erfolgen können, die es ermöglichen, alle relevanten individuellen Präferenzen ungeachtet einer politischen Einflußnahme miteinander zu koordinieren. Für den Bereich der Planung werden Ansätze aufgezeigt, wie durch die Akzeptanz der Verfahrensregeln auch im Einzelfall als individuell nachteilig angesehene Entscheidungen hingenommen werden könnten. Diese Überlegungen werden als Reformoptionen zu einer marktwirtschaftskonformen Gestaltung der deutschen bzw. europäischen Verkehrsinfrastrukturpolitik herangezogen

Stadtrand : ökologisch fundierte Stadtplanung in brasilianischen Mittelstädten ; planungsmethodische Ansätze zur Steuerung der Stadtentwicklung in Randbereichen nach freiraumplanerischen Grundlagen ; am Beispiel der Stadt Macapá

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Spiel-Räume – demokratisch basierte Landesplanung in Mitteldeutschland zwischen 1923 und 1932 sowie 1990 und 2000: Ein Beitrag zur Geschichte und Theorie strategischer, nicht-linearer Planung

Die Arbeit behandelt die Geschichte der Landesplanung in Mitteldeutschland und besteht aus zwei Teilen: den Zeiträumen der 1920 und 1990 Jahre. Dabei wird die Herausbildung der Landesplanung im mitteldeutschen Industriegebiet (um Merseburg) bzw. Thüringen behandelt. Die kognitiven, institutionellen und planerischen Grundlagen der Landesplanung werden herausgearbeitet. Dabei spielen die paradigmatischen Grundlagen (Dezentralisierung) sowie die internationalen Beziehungen (insbes. zu den USA) eine besondere Rolle. Schließlich werden das Wirken von Schlüsselpersonen (u.a. Prager, Luthardt, Langen) und die Bezüge zum Bauhaus untersucht. Die Analyse des Planwerks für Mitteldeutschland (1932) wird umfassend geführt. In der Analyse der Entstehung können erste Ansätze nicht-linearer Planung herausgearbeitet werden. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich dem Industriellen Gartenreich, einem Projekt der Stiftung Bauhaus Dessau, das als Korrespondenzregion zur EXPO anerkannt worden war. Hier stehen das Gesamtkonzept, aber auch Projekte wie Ferropolis im Zentrum der Betrachtung. Die Analysen der Landesplanung werden in ihren Bezügen zur gesellschaftlichen und konkret wirtschaftlichen Entwicklung behandelt. Schließlich werden beide Entwicklungsphasen und deren landesplanerischen Resultate übergreifend bewertet und in einem Modell emergent-adaptiver Planung verortet und ein Ausblick auf die Entwicklung der Landesplanung als nicht-lineare Planung gegeben

Spiel-Räume – demokratisch basierte Landesplanung in Mitteldeutschland zwischen 1923 und 1932 sowie 1990 und 2000: Ein Beitrag zur Geschichte und Theorie strategischer, nicht-linearer Planung

Die Arbeit behandelt die Geschichte der Landesplanung in Mitteldeutschland und besteht aus zwei Teilen: den Zeiträumen der 1920 und 1990 Jahre. Dabei wird die Herausbildung der Landesplanung im mitteldeutschen Industriegebiet (um Merseburg) bzw. Thüringen behandelt. Die kognitiven, institutionellen und planerischen Grundlagen der Landesplanung werden herausgearbeitet. Dabei spielen die paradigmatischen Grundlagen (Dezentralisierung) sowie die internationalen Beziehungen (insbes. zu den USA) eine besondere Rolle. Schließlich werden das Wirken von Schlüsselpersonen (u.a. Prager, Luthardt, Langen) und die Bezüge zum Bauhaus untersucht. Die Analyse des Planwerks für Mitteldeutschland (1932) wird umfassend geführt. In der Analyse der Entstehung können erste Ansätze nicht-linearer Planung herausgearbeitet werden. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich dem Industriellen Gartenreich, einem Projekt der Stiftung Bauhaus Dessau, das als Korrespondenzregion zur EXPO anerkannt worden war. Hier stehen das Gesamtkonzept, aber auch Projekte wie Ferropolis im Zentrum der Betrachtung. Die Analysen der Landesplanung werden in ihren Bezügen zur gesellschaftlichen und konkret wirtschaftlichen Entwicklung behandelt. Schließlich werden beide Entwicklungsphasen und deren landesplanerischen Resultate übergreifend bewertet und in einem Modell emergent-adaptiver Planung verortet und ein Ausblick auf die Entwicklung der Landesplanung als nicht-lineare Planung gegeben

Energieforschung Teil 1 und 2: Manuskripte der Vorlesungen des 2. Jülicher Ferienkurses "Energieforschung" vom 22. September bis 2. Oktober 1996 im Forschungszentrum Jülich

Mit dem 2. Ferienkurs $\textit{Energieforschung}$ wenden sich die Veranstalter erneut an Studierende und jüngere WissenschaftlerInnen auf dem Gebiet $\textit{Energieforschung}$. Der Ferienkurs vemittelt Kenntnisse im Umfeld von Technik, Wirtschaft und Wissenschaft. Im Vordergrund steht die ganzheitliche Betrachtung energietechnischer und energiewirtschaftlicher Systeme mit ihren Auswirkungen auf die Umwelt. In Anbetracht der Komplexität der zu betrachtenden Systeme kann dies nur an Hand ausgewählter Beispiele erfolgen. Ein Blick auf Themen, die in der (deutschen) Energiewirtschaft gegenwärtig diskutiert werden, zeigt, daß zum Teil beachtliche Fortschritte zu verzeichnen sind: • Die Modernisierung des Kraftwerkparks, insbesondere in den neuen Bundesländern, schreitet weiter voran. Hier sei beispielhaft das Braunkohlen-Großkraftwerk in Schkopau genannt, das 1996 in Betrieb genommen wurde. Fortschritte sind nicht nur auf dem Gebiet der konventionellen Kraftwerkstechnik zu verzeichnen, sondern auch bei zukünftigen Optionen. Das Fusionsexperiment WENDEL STEIN 7-X erhielt eine Finanzierungszusage der Kommission der EG über Investitionen von 320 Mio. DM. • Die regenerativen Energiequellen werden zunehmend stärker auch bei größeren Demonstrationsvorhaben genutzt. Das in Betrieb genommene Solarkraftwerk des Wissenschaftspark Gelsenkirchen besitzt die derzeit größte, auf einem Dach errichtete Solaranlage der Welt. Die Betreiber rechnen mit 190000 kWh Solarstrom pro Jahr. Die Rolle der regenerativen Energiequellen und ihr Beitrag zur Stromversorgung in Deutschland wird gegenwärtig am Stromeinspeisegesetz problematisiert. • Seit April 1995 gilt die Umweltaudit-Verordnung zur Verbesserung des betrieblichen Umweltschutzes in allen Mitgliedsstaaten der Europäischen Union. Die Gas-, Elektrizitätsund Wasserwerke Köln AG ist das erste Energieversorgungsunternehmen in Deutschland, das eine validierte Umwelterkiärung abgegeben hat und in das EG-Verzeichnis der eingetragenen Standorte aufgenommen wurde. • Die energiepolitische Komponente der Diskussion um den Standort Deutschland geht von einem stagnierenden Primärenergiebedarf sowie einer zunehmenden Integration in den europäischen Energiemarkt aus. Innerhalb der EU zeichnet sich ein Kompromiß über die Gestaltung der ersten Schritte zu einem Binnenmarkt ab. Die leitungsgebundene Energiewirtschaft steht in diesem Zusammenhang mit der zu erwartenden Änderung des Energiewirtschafts- und Kartellgesetzes vor großen Veränderungen, die bis in die Organisationsstruicturen der Unternehmen ausstrahlen. • Die internationale Situation läßt sich zum einen durch eine voraussichtlich auf längere Sicht weiter steigende Nachfrage nach Primärenergie und auf der anderen Seite durch Maßnahmen zum Klimaschutz charakterisieren. Die Wechselwirkungen und Implikationen dieser beiden zum Teil gegenläufigen Trends waren Gegenstand der Weltenergiekonferenz in Tokio. Joint Implementation scheint als Instrument geeignet, einen Kompromiß zwischen technischen Möglichkeiten in den hochindustrialisierten Ländern und einer wachsenden Nachfrage nach Energie in den weniger entwickelten Ländern mit hohem Wirtschaftswachstum zu bieten. Die im Sommer 1996 publizierten Ergebnisse des Intergovemmental Panel on Climate Change (IPCC) bestätigen und präzisieren die Kenntnisse über den anthropogenen Treibhauseffekt. Sie liefern die Grundlage rur eine Beratung von weitergehenden Maßnahmen zum Klimaschutz. [...