Wissenschaftliche Dienste Dokumentation Straßenbau und Verkehrsentwicklung © 2021 Deutscher Bundestag         WD 5 - 3000 - 044/21

Wissenschaftliche Dienste                Dokumentation                                                          Seite 2 WD 5 - 3000 - 044/21 Straßenbau und Verkehrsentwicklung Aktenzeichen:                      WD 5 - 3000 - 044/21 Abschluss der Arbeit:              01.06.2021 Fachbereich:                       WD 5 Wirtschaft und Verkehr, Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages unterstützen die Mitglieder des Deutschen Bundestages bei ihrer mandatsbezogenen Tätigkeit. Ihre Arbeiten geben nicht die Auffassung des Deutschen Bundestages, eines sei- ner Organe oder der Bundestagsverwaltung wieder. Vielmehr liegen sie in der fachlichen Verantwortung der Verfasse- rinnen und Verfasser sowie der Fachbereichsleitung. Arbeiten der Wissenschaftlichen Dienste geben nur den zum Zeit- punkt der Erstellung des Textes aktuellen Stand wieder und stellen eine individuelle Auftragsarbeit für einen Abge- ordneten des Bundestages dar. Die Arbeiten können der Geheimschutzordnung des Bundestages unterliegende, ge- schützte oder andere nicht zur Veröffentlichung geeignete Informationen enthalten. Eine beabsichtigte Weitergabe oder Veröffentlichung ist vorab dem jeweiligen Fachbereich anzuzeigen und nur mit Angabe der Quelle zulässig. Der Fach- bereich berät über die dabei zu berücksichtigenden Fragen.

Wissenschaftliche Dienste        Dokumentation                      Seite 3 WD 5 - 3000 - 044/21 Inhaltsverzeichnis 1.          Einleitung                                            4 2.          Determinanten des Straßenbaus                         4 3.          Die Wechselwirkung von Straßenbau und Verkehr in der Diskussion                                            8 4.          Weitere Literatur                                    16

Wissenschaftliche Dienste              Dokumentation                                                    Seite 4 WD 5 - 3000 - 044/21 1.    Einleitung Die vorliegende Arbeit setzt sich mit dem Zusammenhang von Straßenbau und der daraus resul- tierenden Verkehrsentwicklung auseinander. Hierzu werden überblicksartig Veröffentlichungen des federführenden Ministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) sowie weitere Studien und Presseartikel vorgestellt. Eine Betrachtung des Umweltaspekts erfolgt seitens des Fachbereichs WD 8 und ist somit nicht Teil der vorliegenden Ausführungen. 2.    Determinanten des Straßenbaus Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) beschreibt die ihr unterste- hende Verkehrsinfrastrukturplanung des Bundes über alle Verkehrsträger wie folgt :              1 „Der Bundesverkehrswegeplan (BVWP) 2030 stellt als wichtigstes Instrument der Ver- [2] kehrsinfrastrukturplanung des Bundes die verkehrspolitischen Weichen für die kommen- den 10 bis 15 Jahre. Er betrachtet dabei sowohl die Bestandsnetze als auch Aus- und Neu- bauprojekte im Bereich der Verkehrsträger Straße, Schiene und Wasserstraße. Die im neuen Bundesverkehrswegeplan bewerteten Vorhaben wurden einer Nutzen-Kos- ten-Analyse (NKA) unterzogen und zusätzlich umwelt- und naturschutzfachlich, raum- ordnerisch und städtebaulich beurteilt. Auf dieser Basis wurden sie in verschiedene Dringlichkeitskategorien eingruppiert. Kernanliegen des BVWP 2030 sind der Erhalt der Bestandsnetze und die Beseitigung von Engpässen auf Hauptachsen und in wichtigen Verkehrsknoten. Vom Gesamtvolumen des Plans von rd. 269,6 Mrd. € fließen allein bis 2030 rd. 141,6 Mrd. € in den Erhalt der Be- standsnetze. Für Aus- und Neubauprojekte sind rd. 98,3 Mrd. € vorgesehen. Die Umsetzung der Projekte des BVWP 2030 bedeutet konkret: Weniger Staus auf den Bundesfernstraßen, mehr Kapazität im Personen- und Güterverkehr auf der Schiene und wirtschaftlichere Transportmöglichkeiten auf den Wasserstraßen des Bundes.“ Das BMVI führt in einer gesonderten Veröffentlichung zum Bundesverkehrswegeplan (BVWP) 2030 im Einzelnen wie folgt aus :    3 1     https://www.bmvi.de/DE/Themen/Mobilitaet/Infrastrukturplanung-Investitionen/Bundesverkehrswegeplan- 2030/bundesverkehrswegeplan-2030.html. 2     Alle Hervorhebungen (Fettungen) dieser Arbeit erfolgten durch den Verfasser dieser Dokumentation. 3     BMVI, 2016, Bundeverkehrswegeplan 2030, S.59 ff. https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/G/bundesverkehrswegeplan-2030-gesamt- plan.pdf?__blob=publicationFile.

Wissenschaftliche Dienste             Dokumentation                                                   Seite 5 WD 5 - 3000 - 044/21 „Das zentrale Bewertungsmodul des BVWP 2030 stellt die Nutzen-Kosten-Analyse dar, die den Investitionskosten eines Vorhabens alle in Geldeinheiten darstellbaren positiven und negativen Projektauswirkungen gegenüberstellt . Tabelle 19 listet die 13 Komponen- 4 ten auf, in denen die Effekte der einzelnen Projektvorschläge des BVWP 2030 monetär be- wertet wurden. Quelle: https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/G/bundesverkehrswegeplan-2030-gesamt- plan.pdf?__blob=publicationFile. Die aufgelisteten Nutzen und Kosten wurden jeweils für die Jahre des sogenannten Be- trachtungszeitraums ermittelt. Der Betrachtungszeitraum besteht aus der Planungsphase, der Bauphase und der Betriebsphase eines Vorhabens und beginnt für alle Projekte der Verkehrsträger Straße und Schiene im Jahr 2015. Diese vereinfachende Festlegung impli- ziert, dass die weiteren Planungsarbeiten für alle Projekte einheitlich im Jahr 2015 starten. 4     Weitere Module können dem Methodenhandbuch zum Bewertungsverfahren des BVWP 2030 entnommen wer- den: https://www.bi-nordzulauf-ko.de/wp-content/uploads/2019/09/bvwp-2030-methodenhandbuch.pdf.

Wissenschaftliche Dienste             Dokumentation                                                  Seite 6 WD 5 - 3000 - 044/21 Sie ist dem Umstand geschuldet, dass zum Zeitpunkt der Projektbewertung tatsächliche Realisierungszeiträume und Inbetriebnahmezeitpunkte der betreffenden Projekte unbe- kannt sind. Sämtliche ermittelte Nutzen und Kosten wurden auf das Bezugsjahr 2015 abgezinst, d.h. diskontiert, um sie miteinander vergleichen zu können. Für den BVWP 2030 wurde ein einheitlicher Diskontierungszinssatz von 1,7 % p. a. gutachterlich ermittelt. Die Diskontie- rung wird vorgenommen aufgrund der Annahme, dass zukünftige Nutzen und Kosten aus heutiger Perspektive eine geringere Bedeutung haben als heute anfallende Nutzen und Kosten gleicher Höhe.“ Das im Auftrag des BMVI erstellte Methodenhandbuch zum Bundesverkehrswegeplan 2030 ver- weist auf die folgenden Nachfragewirkungen, die durch bewertete Verkehrsprojekte im Rahmen der Bundesverkehrswegeplanung ausgelöst werden können und dementsprechend berücksichtigt werden müssen :   5 „ Induzierter Verkehr (Erhöhung der Fahrtenhäufigkeit bzw. geänderte Zielwahl),  Verlagerungen zwischen konkurrierenden Verkehrsträgern (Verkehrsmittelwahl) und  Änderungen der Routenwahl/Umlegung. Eine Prognose der geänderten Routenwahl ist bei allen Verkehrsträgern standardmäßig er- forderlich und bildet die Grundlage der Ermittlung der Nachfragewirkungen. Bezüglich der Bewertungsrelevanz des induzierten und des verlagerten Verkehrs bestehen aber Un- terschiede bei den einzelnen Verkehrsträgern.“ In der weiteren Erörterung wird hier nur auf die Nachfragewirkungen Bezug genommen, die maßgeblich den Individualverkehr der Straße betreffen. Das o.g. Methodenhandbuch zum Bundesverkehrswegeplan führt hierzu wie folgt aus:             6 „Beim induzierten Verkehr ist zunächst zwischen primär und sekundär induziertem Ver- kehr zu unterscheiden. Hiervon wird bei den Prognosen der Nachfragewirkungen und der gesamtwirtschaftlichen Bewertung nur der primär induzierte Verkehr berücksichtigt. ‚Pri- mär induzierter Verkehr‘ bedeutet, dass durch die Verbesserungen der Verkehrsinfra- struktur im Planfall bei ansonsten unveränderten mobilitätsbestimmenden Einflussgrößen eine zusätzliche Nachfrage ausgelöst wird, die im Bezugsfall nicht entstanden wäre. ‚Se- kundär induzierter Verkehr‘ entsteht dann, wenn die Verbesserungen der Verkehrsinfra- struktur zu einer zusätzlichen Ansiedlung von Einwohnern und/oder Beschäftigten im Einzugsbereich der betreffenden Maßnahmen und einem hieraus resultierenden zusätzli- chen Verkehrsaufkommen führen. Das Entstehen von sekundär induziertem Verkehr ist 5     https://www.bi-nordzulauf-ko.de/wp-content/uploads/2019/09/bvwp-2030-methodenhandbuch.pdf, S 75 ff. 6     Ders.

Wissenschaftliche Dienste               Dokumentation                                                         Seite 7 WD 5 - 3000 - 044/21 nur als längerfristige Entwicklung zu verstehen. Im BVWP 2030 wird daher davon ausge- gangen, dass die nachfragebestimmenden sozioökonomischen und soziodemografischen Strukturdaten zwischen Planfall und Bezugsfall unverändert sind und sekundär indu- zierter Verkehr nicht Gegenstand der NKA ist. Primär induzierter Verkehr wird aus- schließlich im Personenverkehr berücksichtigt. Im Güterverkehr sowie im kleinräumigen Personen- und Güterwirtschaftsverkehr haben verbesserte Transportwege erst mit langem zeitlichen Versatz Einfluss auf Produktions- und Lagerstrukturen und können daher ver- nachlässigt werden. Primär induzierter Personenverkehr kann in Form einer geänderten Zielwahl und/oder einer erhöhten Fahrtenhäufigkeit entstehen.“(…) „Beim motorisierten Individualverkehr (MIV) als aufnehmendem Verkehrsmittel wer- den Verlagerungswirkungen vom Schienenpersonenverkehr (SPV) nur bei den Projek- ten berücksichtigt, für die die Verbindungsfunktionsstufen 0 und 1 gemäß RIN (Richtli- nien für integrierte Netzgestaltung) maßgebend sind. Diese Stufen sind wie folgt defi- [7] niert:8  Verbindungsfunktionsstufe 0: kontinental – Verbindung zwischen Metropolregionen  Verbindungsfunktionsstufe 1: großräumig – Verbindung von Oberzentren zu Metropolre- gionen und zwischen Oberzentren Bei diesen Projekten mit überregionaler Bedeutung sind Nutzenbeiträge aus dem Fernver- kehr zu erwarten. Da der SPV und der MIV im Fernverkehr konkurrierende Verkehrsmittel sind, werden entsprechende Nachfrageverlagerungen mit Hilfe eines Verkehrsmittelwahl- modells ermittelt. Nachfrageverlagerungen vom öffentlichem Straßenpersonenverkehr (ÖSPV) auf den MIV werden nicht als bewertungsrelevant betrachtet, da Aus- und Neu- baumaßnahmen im Straßennetz sowohl dem MIV als auch dem ÖSPV zugutekommen. Bei Projekten mit regionaler/lokaler Bedeutung beruht der bei weitem überwiegende Teil der gesamtwirtschaftlichen Nutzen auf dem Nahverkehr. Hier sind der ÖSPV und der Schienenpersonennahverkehr (SPNV) komplementäre Verkehrsmittel, d. h. es besteht ein integriertes ÖPNV-Angebot, das sich aus ÖSPV und SPNV zusammensetzt. Untersuchun- gen von Infrastrukturprojekten mit regionaler/lokaler Bedeutung haben ergeben, dass Ver- lagerungen vom ÖPNV auf den MIV in der Regel keine bewertungsrelevante Größen- ordnung haben. Daher werden bei Projekten, die nicht den Verbindungsfunktionsstufen 0 7     Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, FGSV (2008): Richtlinien für integrierte Netzgestaltung (RIN), Köln, https://www.fgsv-verlag.de/rin. 8     https://www.bi-nordzulauf-ko.de/wp-content/uploads/2019/09/bvwp-2030-methodenhandbuch.pdf, S. 77

Wissenschaftliche Dienste             Dokumentation                                                           Seite 8 WD 5 - 3000 - 044/21 und 1 gemäß RIN entsprechen, im BVWP 2030 keine solchen Verlagerungswirkungen be- rücksichtigt. Verlagerungen vom Luftverkehr auf den MIV sind aufgrund der unterschied- lichen Reiseweitenstrukturen nicht bewertungsrelevant.“ (…) „Bei der Routenwahl werden in den Verkehrsmodellen je Quelle-Ziel-Relation die jeweils [9] günstigsten Routen unter Berücksichtigung der für die einzelnen Streckenabschnitte maß- gebenden Widerstände ermittelt. Die im Planfall gegenüber dem Bezugsfall geänderte Rou- tenwahl stellt beim Verkehrsträger Straße die größte Wirkung bei den meisten Verkehrs- projekten dar. Zudem hat die Routenwahl Einfluss auf die bewertungsrelevanten Aus- gangsgrößen (z. B. Tür-zu-Tür-Reisezeiten, Nutzerkosten, Bedienungshäufigkeiten und Umsteigehäufigkeiten bei fahrplanbasierten Verkehrsmitteln) für die Ermittlung der Nach- fragewirkungen (induzierter und verlagerter Verkehr). Liegen in einer Relation mehrere relevante Alternativrouten vor, erfolgt noch eine Aufteilung des betreffenden Verkehrsauf- kommens auf diese Routen. Umlegungsrechnungen in der Straße werden in der Regel auf Stunden- oder Tagesbasis durchgeführt. Für die Ermittlung der jahresweiten stündlichen Kennwerte sind Umlegungsrechnungen für mehrere Zeitintervalle und/oder eine strecken- typenspezifische und regionale Hochrechnung erforderlich. Umlegungen der Nachfrage- matrix des Schienenpersonenverkehrs werden auf Jahresbasis durchgeführt. Die Umle- gung der SPV- und SGV-Züge erfolgt auf der Basis von Durchschnittswerktagen.“ Eine kurze Zusammenfassung des Methodenhandbuchs zum Bundesverkehrswegeplan 2030, bzw. die methodischen Unterschiede zum Bundesverkehrswegeplan 2003, ist den Seiten 340 ff. der o.g. Quelle zu entnehmen. 3.    Die Wechselwirkung von Straßenbau und Verkehr in der Diskussion Dem gestiegenen Verkehrsaufkommen mit einem gesteigerten Ausbau der Straßeninfrastruktur zu begegnen wird in den folgenden vorgestellten Veröffentlichungen diskutiert. Trotz verschiedener Rechercheansätze konnten jedoch keine Studien gefunden werden, die den zusätzlichen Straßen- bau als grundsätzliche Stauvermeidung vorbehaltlos untermauern sondern bestenfalls nur als eine temporäre Entlastung sehen. Die PTV Group/ Fraunhofer ISI/ M-FIVE führen in einer Studie im Auftrag des BMVI zu indu- zierten Verkehr wie folgt aus:    10 9     https://www.bi-nordzulauf-ko.de/wp-content/uploads/2019/09/bvwp-2030-methodenhandbuch.pdf, S. 80 10    PTV Group, Fraunhofer ISI, M-FIVE, Verlagerungswirkungen und Umwelteffekte veränderter Mobilitätskon- zepte im Personenverkehr, Wissenschaftliche Beratung des BMVI zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie, Studie im Auftrag des Bundeministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), Karlsruhe, November 2019, S. 147 f.. https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Anlage/G/MKS/studie-verlagerungswirkungen-umwelteffekte-mobili- taetskonzepte.pdf?__blob=publicationFile.

Wissenschaftliche Dienste             Dokumentation                                                 Seite 9 WD 5 - 3000 - 044/21 „Es gibt eine Reihe von Faktoren, die zusätzlichen Verkehr induzieren, das heißt. „auslö- sen“ oder „einleiten“, können. Ein anderer Ausdruck für den induzierten Verkehr lautet „Neuverkehr“. Im Wesentlichen werden markttheoretische von planungstheoretischen Faktoren unterschieden (Verron et al. 2005, S. 46). Aus der Perspektive der Markttheorie lösen vor allem sinkende Preise einen Anstieg der Nachfrage nach Verkehrsdienstleistun- gen aus, was zusätzlichen Verkehr verursacht. Dabei können die Preise neben den monetä- ren Kosten auch aus Zeitaufwänden bestehen. Wird ein Angebot aufgrund sinkender Kos- ten oder Zeitaufwänden attraktiver als zuvor, steigt die Nachfrage und der dadurch indu- zierte Verkehr. Aus Sicht der Planungstheorie (Raum- und Verkehrsplanung) entsteht in- duzierter Verkehr vorwiegend durch die Senkung des sogenannten Raumwiderstandes, womit die erleichterte Erreichbarkeit eines bestimmten Zieles von einem konkreten Aus- gangspunkt gemeint ist. Dies ist oftmals mit dem Grad der Verkehrsinfrastruktur ver- knüpft. Beispielsweise kann der Neu- oder Ausbau einer Straßen- oder Schienenverbin- dung an einem Ausgangspunkt die benötigte Fahrzeit zu nunmehr besser angebundenen Zielen reduzieren. Dies regt Personen dazu an, Ziele aufzusuchen, die vorher außerhalb ihrer üblichen Wege lagen. Wenn diese Ziele aufgrund der Fahrzeitverkürzung zusätzlich zu bisherigen Zielen aufgesucht werden (oder weiter entfernt liegen als bisherige Ziele), entsteht induzierter Verkehr. „Beide Theorien sagen damit eindeutig aus, dass eine Ver- besserung der Infrastruktur zusätzlichen Verkehr zur Folge hat, soweit damit eine Verbes- serung der Erreichbarkeit (Senkung der Reisezeiten und damit der Transportkosten) ein- hergeht“ (Verron et al. 2005, S. 46).“ Quelle: https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Anlage/G/MKS/studie-verlagerungswirkungen-umwelteffekte- mobilitaetskonzepte.pdf?__blob=publicationFile.

Wissenschaftliche Dienste              Dokumentation                                                   Seite 10 WD 5 - 3000 - 044/21 Gilles Duranton und Matthew Turner haben in einer Studie die amerikanische Verkehrsentwick- lung der Jahre 1983 bis 2003 analysiert und gelangen zu folgender Einschätzung:            11 „This paper analyzes new data describing city level traffic in the continental US between 1983 and 2003. By exploiting the fact that our data describe urbanized and non-urbanized area interstates along with urban roads, we not only confirm the ‘fundamental law of high- way congestion’ suggested by Downs (1962), but also provide evidence that this law ex- tends beyond urban highways. That is, our data suggests a ‘fundamental law of road con- gestion’ where the extension of most major roads is met with a proportional increase in traffic. Not only do we provide direct evidence for this law, but also show find evidence that three implications of this law; near flat demand curve for the relationship between interstate highways and highway vehicle kilometers traveled (vkt), convergence of traffic levels, and no effect of public transit on traffic levels. We also consider the sources of new traffic elicited by extensions to the interstate network. We find that changes to individual driving behavior and increases in trucking are most important. Migration is somewhat less important. Surprisingly, diversion of traffic from other road networks does not appear to play a large role. Importantly, our data provide little evidence that extensions of public transit will reduce traffic. High levels of induced demand do not necessarily imply that improvements to the highway system are not in the public interest. However, our calcula- tions suggest that an average extension of the interstate network does not result in suffi- cient travel time improvements to justify its cost. Two caveats apply here. First, our wel- fare calculation excludes some possible external benefits unrelated to travel time savings. Second, certain specific improvements of the system, for example inexpensive improve- ments to bottlenecks, may well be justified even if an across the board expansions are not. A similar comment applies to public transit. The fact that increases in public transit do not reduce traffic does not imply that such improvements are not in the public interest. While we are not able to perform a welfare calculation to evaluate extensions to bus based public transit, we suspect on the basis of earlier research (Kain, 1999, Duranton and Turner, 2008) that improvements to bus-based public transit are often welfare improving. We make two final remarks in closing. First, throughout our analysis we find that our in- strumental variables estimations show find a similar relationship between roads and traf- fic as does ordinary least squares (ols). Positing the validity of our instruments, this sug- gest that the assignment of roads to metroulated statistical areas (msas) is unrelated to traf- fic (conditional on control variables). If true, this almost certainly results in lower welfare than would assigning roads to places with higher traffic levels. Second, we note that this research eliminates both capacity expansions and extensions to public transit as policies 11    Gilles Duranton /Matthew A. Turner, The Fundamental Law of Road Congestion: Evidence from US Cities, Na- tional Bureau of economic Research, 1050 Massachusetts Avenue Cambridge, MA 02138 September 2009, Work- ing Paper 15376, S. 42 f.. https://www.nber.org/system/files/working_papers/w15376/w15376.pdf.