sectors currently not covered by Directive 97/68/EC ... · ignition (SI) gasoline-fuelled ... transposition from stage II to stage IIIA. ... engine (power) category, not exceed 20%

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Executive summary (English, French, German) Study of the impacts on possible inclusion of the flexibility scheme for sectors currently not covered by Directive 97/68/EC (railcars, locomotives and inland waterway vessels) European Commission, DG ENT Project number – 11/005092 | Version A | 31-05-2009

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Extension flexibility scheme NRMM Directive: executive summary

CLIENT

European Commission DG Enterprise and industry B – 1049 Brussels Contact Mr Chrysafidis Telephone nr. (32) 2 2988224

PROJECTDESCRIPTION Study of the impacts on possible inclusion of the flexibility scheme for sectors currently not covered by Directive 97/68/EC (railcars, locomotives and inland waterway vessels)

STUDY

ARCADIS Belgium nv Clara Snellingsstraat 27 2100 Deurne – Antwerp VAT BE 0426.682.709 RPR ANTWERPEN ING 320-0687053-72 IBAN BE 38 3200 6870 5372 BIC BBRUBEBB

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TABLE OF CONTENTS

1 Executive summary ..................................................................................................... 5

1.1 Background.................................................................................................................... 5

1.2 Objectives ...................................................................................................................... 6

1.3 General approach and common assumptions ................................................................ 6

1.4 Railcars and locomotives ............................................................................................... 6

1.5 Inland waterways ......................................................................................................... 11

1.5.1 Option 1: CCNR proposal.......................................................................................................... 12

1.5.2 Option 2: the Euromot proposal................................................................................................. 12

1.5.3 Summary for inland waterways ................................................................................................. 12

2 Document de synthèse .............................................................................................. 16

2.1 Toile de fond ................................................................................................................ 16

2.2 Objectifs....................................................................................................................... 17

2.3 Approche générale et hypothèses communes.............................................................. 17

2.4 Autorails et locomotives ............................................................................................... 17

2.5 Navigation fluviale ........................................................................................................ 23

2.5.1 Option 1: proposition de la CCNR ............................................................................................. 24

2.5.2 Option 2: la proposition Euromot ............................................................................................... 25

2.5.3 Résumé pour la navigation fluviale............................................................................................ 25

3 Zusammenfassung .................................................................................................... 29

3.1 Hintergrund .................................................................................................................. 29

3.2 Zielsetzungen............................................................................................................... 30

3.3 Allgemeine Vorgangsweise und gemeinsame Hypothesen .......................................... 30

3.4 Schienenfahrzeuge und Lokomotiven .......................................................................... 30

3.5 Binnengewässer .......................................................................................................... 36

3.5.1 Option 1: CCNR-Vorschlag ....................................................................................................... 37

3.5.2 Option 2: Der Euromot-Vorschlag. ............................................................................................ 38

3.5.3 Zusammenfassung für Binnengewässer ................................................................................... 38

LIST OF TABLES

Table 1-1: Average external costs (EUR/ton)..................................................................... 6

Table 1-2: Option 0b NPV of environmental gains compared to “no flex” .......................... 8

Table 1-3: Benefits of option 1 and option 2 compared to option 0 according to the IA

study.................................................................................................................................... 9

Table 1-4: Summary table for 1 year flexibility (railcars and locomotives) ....................... 10



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Table 1-7: costs and benefits for IWW according to the IA study..................................... 13

Table 1-8: summary table for 1 year flexibility (IWW)....................................................... 15

Table 1-9: summary table for 2 year flexibility (IWW)....................................................... 15

Table 1-10: summary table for 3 year flexibility (IWW)..................................................... 15

Tableau 2-1: Coûts externes moyens (EUR/tonne).......................................................... 17

Tableau 2-2: VAN des gains environnementaux de l’option 0b par rapport à l’option

“aucune flexibilité” ............................................................................................................. 20

Tableau 2-3: Gains de l’option 1 et de l’option 2 par rapport à l’option 0 selon l’étude IA 20

Tableau 2-4: Tableau récapitulatif de la flexibilité à un an (autorails et locomotives) ...... 22

Tableau 2-5: Tableau récapitulatif de la flexibilité à 2 ans (autorails et locomotives) ...... 22

Tableau 2-6: Tableau récapitulatif de la flexibilité à 3 ans (autorails et locomotives) ...... 22

Tableau 2-7: coûts et gains pour la navigation fluviale selon l’étude IA........................... 26

Tableau 2-8: Tableau récapitulatif pour une flexibilité à 1 an (navigation fluviale)........... 27

Tableau 2-9: Tableau récapitulatif pour une flexibilité à 2 ans (navigation fluviale) ......... 27

Tableau 2-10: Tableau récapitulatif pour une flexibilité à 2 ans (navigation fluviale)....... 27

Tabelle 3-1: Durchschnittliche externe Kosten (EUR/Tonne)........................................... 30

Tabelle 3-2: Option 0b NPV der Umweltgewinne im Vergleich zu “no flex” .................... 33

Tabelle 3-3: Vorteile von Option 1 und Option 2 im Vergleich zu Option 0 gemäß der IA-

Studie ................................................................................................................................ 33

Tabelle 3-4: Ergebnistabelle für 1 Jahr Flexibilität (Schienenfahrzeuge und Lokomotiven)

.......................................................................................................................................... 35

Tabelle 3-5: Ergebnistabelle für 2 Jahre Flexibilität (Schienenfahrzeuge und

Lokomotiven) .................................................................................................................... 35

Tabelle 3-6: Ergebnistabelle für 3 Jahre Flexibilität (Schienenfahrzeuge und

Lokomotiven) .................................................................................................................... 35

Tabelle 3-7: Kosten und Vorteile für IWW gemäß der IA-Studie...................................... 39

Tabelle 3-8: Ergebnistabelle für 1 Jahr / 2 Jahre / 3 Jahre Flexibilität (IWW) .................. 40

Tabelle 3-9: Ergebnistabelle für 2 Jahre Flexibilität (IWW) .............................................. 40

Tabelle 3-10: Ergebnistabelle für 3 Jahre Flexibilität (IWW) ............................................ 40

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1 Executive summary

1.1 Background

Directive 97/68/EC (hereafter ‘NRMM Directive’) recognizes as a fundamental principle

that all persons should be effectively protected against recognized health risks from air

pollution and that this necessitates in particular the control of emissions of NO2,

particulates (PT) – black smoke and other pollutants (CO, NOX, HC, e.a.). It also aims at

establishing the internal market by harmonizing the laws between Member States, with

the protection of environment and health as main objective.

The initial NRMM Directive adopted in 1997 covered only compression ignition (CI)

engines for land based applications only, and introduced emission limit STAGES I & II for

such engines.

The first amendment, Directive 2002/88/EC, enlarged the scope of application to spark

ignition (SI) gasoline-fuelled engines up to 18 kW, as they are commonly used in lawn

and garden machines (hedge trimmers, brush cutters, lawnmowers, garden tractors,

snow blowers, etc.), in light-duty industrial machines (generator sets, welders, pressure

washers, etc.) and in light logging machines (chainsaws, log splitters, shredders, etc.),

and introduced emission limit stages I & II for these engines.

With a second amendment, Directive 2004/26/EC, engines for Inland Waterway Vessels

(IWWV) and for railcars and locomotives were added to the scope of the Directive. That

amendment also introduced more stringent emission limit values of exhaust emissions

through new emission limit stages for engines already covered by the Directive, which

depending on the type of machinery are entering into force following different timetables,

the latest by the year 2014. These new emission limit stages are referred to as IIIA, IIIB

and IV.

The flexibility scheme was introduced in the amendment of 2004/26/EC, to facilitate the

transposition from stage II to stage IIIA.

The flexibility scheme is a procedure provided for in the NRMM Directive which allows an

original equipment manufacturer to place on the market, during the period between two

successive stages of limit values, a limited number of non-road mobile machinery which

is fitted with engines that still comply with the previous stage of emission limit values.

The flexibility scheme can be used to place on the market compression ignition (diesel)

engines used in construction and forestry machinery but not for propulsion of

locomotives, railcars or inland waterway vessels (Article 4, § 6).

The current stage of emission limits applicable for type approval of the majority of diesel

engines is referred to as Stage IIIA, but will be replaced by the more stringent Stage IIIB

entering into force as of 1st January 2010.

According to the existing provisions, a manufacturer can choose between two alternative

options for his decision to use the flexibility scheme:

Option 1 (percentage of annual sales)

The number of engines placed on the market under a flexibility scheme shall, in each

engine (power) category, not exceed 20% of the manufacturer's annual sales of

equipment with engines in that engine (power) category (calculated as the average of the

latest 5 years sales on the EU).

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Option 2 (fixed quantity)

As an optional alternative, the equipment manufacturer may seek permission for his

engine suppliers to place on the market a fixed number of engines under the flexibility

scheme. The fixed numbers of engines in each engine category that may be placed on

the market under this option are limited to maximum values which are specified in the

Directive.

1.2 Objectives

The aim of this study is to assess the impacts, in case of inclusion to the flexibility

scheme, of the propulsion engines presently excluded from the use of this measure,

being installed in railcars, locomotives and inland waterway vessel, either by the use of

the percentage or by the use of the fixed quantity from the OEM.

The “fixed quantity” option does not cover engines above 560 kW and has therefore not been explored further in this report.

1.3 General approach and common assumptions

All the scenarios analysed in this study share a series of common assumptions.

First, for the unit values of external costs, we use the average value for the EU provided

in the European Handbook on external costs (CE Delft, 2008) – this is consistent with the

approach used in the IA Study.

Table 1-1: Average external costs (EUR/ton)

5155 NOx

30625 PM

1171 HC

Second, all costs and benefits are discounted to 2007, at a discount rate of 4%.

Third, we evaluate three possible assumptions with respect to the time frame within which

the IIIA engines allowed under the flexibility mechanism are allowed on the market:

• All engines covered by the flexibility mechanism are put on the market in the first

year of stage IIIB (“one year flexibility”)


two years of stage IIIB, spread evenly over this period (“two year flexibility”).


three years of stage IIIB, spread evenly over this period (“three year flexibility”).

1.4 Railcars and locomotives

In the IA study, the following options have been considered:

• Option 0: no action or leaving the stage IIIB limit introduction in 2012 for both

railcars and locomotives

• Option 1: set the stage IIIb limit for all rail vehicles in 2016

• Option 2: set the stage IIIb limit for big railcars and locomotives (> 560 kW) in

2016; keep the stage IIIb limit for small railcars and locomotives (<560 kW) in

2012

For all engine types, we have taken the following approach:

• We calculate the difference in annual NOx and PM emission between an average

IIIA and an average IIIB engine for each power class, using the technical

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assumptions used in the IA study; these technical assumptions may depend on

the option under analysis.

• We combine these data with the unit external costs to obtain the annual

difference in external costs between an average IIIA and an average IIIB engine

for each power class.

• We combine the assumed engine lifetime expressed in hours with the average

hours of use per year, to obtain the expected engine lifetime in years.

• We estimate the average number of engines put yearly on the market in the 5

years preceding the beginning of stage IIIB (which may vary, depending on the

engine application and on the option under analysis)

• We combine this estimate with the allowed flexibility to obtain the number of IIIA

engines that can be put on the market in the first three years of stage IIIB; we

consider three possible scenarios for the distribution over time of the placing on

the market of these engines (see above).

• Compliance costs are calculated as the additional cost of a IIIB engine compared

to a IIIIA engine. Investment expenses are only incurred in the year the engine is

put on the market, while maintenance and user costs are incurred until the engine

is taken out of operation (this, until the end of the calculated lifetime). Saved

expenses are thus mainly concentrated at the beginning of IIIB.

• For all applications, more than one technical solution is possible to comply with

stage IIIB. We assume that the manufacturer will always choose the solution with

the lowest net present value of compliance costs. As the assumed solution does

not depend on the power of the engine, but only on the application, the same

solution will be chosen for each application, independently of the option and the

flexibility scheme under consideration.

• Additional external costs are directly proportional to the number of IIIA engines

that are in operation. They thus first increase until all IIIA engines allowed under

flexibility have been put on the market, and remain constant until the first batch of

IIIA engines are reaching the end of their economic life; total additional external

costs then decline.

• Finally, we calculate the net present value (NPV) of additional costs and benefits,

using the same discount rate as in the IA study.

As in the IA study, we have used the Rail Diesel Study for our projections of the

cumulative total number of post-2004 diesel rail engines. These projections are

differentiated according to the application (railcar, shunters and mainline locomotives),

but not according to power class. As some options under analysis depend on the power

of the engine, assumptions have been made on the distribution of these engines

according to their power class.

Table 1-4 to Table 1-6 give an overview of:

• Saved compliance costs

• Additional external costs

• Net benefits

for each option that has been taken into consideration in the IA study, and for each

possible version of the flexibility scheme.

In the interpretation of these gains and losses, it is important to keep in mind that they are

calculated relative to the option as analysed in the IA study, and not relative to option 0.

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A few points are immediately obvious:

• The net benefits of increased flexibility are always positive. This is not surprising,

as the IA study had already indicated that option 1 would lead to net benefits for

society, at least for the compliance costs reported on pp 180-182 of the IA study.

• The longer the flexibility period, the lower both the savings in compliance costs

and the increases in environmental costs. This is uniquely due to the fact that

part of these costs and benefits now accrue with a one year lag. Due to

discounting, they weigh less heavily in the calculation of the NPV.

• For each option, the highest benefits are always obtained for 1 year flexibility and

50% flexibility.

This does not however necessarily imply that the flexibility, if applied to railway

applications, should entirely be concentrated in the first year. Indeed, flexibility does not

only allow to decrease compliance costs by postponing compliance for part of the product

range. Flexibility also allows manufacturers to cope with capacity constraints, to realise

economies of scale for individual product series and to smooth out peaks in demand. For

this purpose, it might be better to spread flexibility over a longer period of time. These

benefits cannot be captured adequately with the data we have at hand, but could very

well be the most important benefits of flexibility.

Another point to keep in mind is that most of the analysis above was conducted under the

assumptions that meeting stage IIIB would actually be technically feasible.

However, during the IA study, the railway industry had raised the specific concern that no

IIIB locomotives might be available at all before 2016. In this case, sticking to option 0

would actually lead to negative environmental impacts, because very old engines would

be kept in operation, rather than being replaced by IIIA engines. We have therefore

explored this possibility, which we call “Option 0b”. Due to limitations in data availability,

our approach differs slightly from the approach used in the IA study.

We assume that the old engines that will remain in operation under option 0b would have

been placed on the market in the period 1990-2004. We have estimated the difference in

annual NOx and PM emissions between a typical locomotive put on the market in 1990-

2004 and a typical IIIA mainline locomotive. In this case, option 0 would lead to an

additional environmental cost, with a NPV of 218,098,023 EUR.

Under a flexibility scheme, part of these old engines would still be replaced by IIIA

engines. In this case, flexibility would thus allow a decrease in environmental costs.

Table 1-2 gives the NPV of these environmental gains

Table 1-2: Option 0b NPV of environmental gains compared to “no flex”

20% 35% 50%

1 year 53,342,966 65,411,322 77,479,677

2 year 51,605,222 62,370,270 73,135,319

3 year 49,912,036 59,407,195 68,902,354

These savings in environmental costs are an underestimation of the benefits of flexibility

under option 0b. Indeed, under option 0b, maintenance costs and fuel consumption for

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railway operators will increase as they keep older engines in operations. These

opportunity costs cannot be adequately captured with the data that are available.

When we compare the estimates of Table 1-4 to Table 1-6 with the results of Table 1-2,

we see that the saved compliance costs are slightly smaller the environmental benefits of

flexibility under option 0 in case no stage IIIB locomotives would be available before

2016. Thus, if it would be decided to stock to option 0, the most important benefit of

flexibility may well lie in smaller environmental costs rather than in smaller compliance

costs (at least, if it is not possible for the railway industry to comply with stage IIIB for

locomotives before 2016).

It is also enlightening to compare these results with those obtained in the IA study.

Table 1-3: Benefits of option 1 and option 2 compared to option 0 according to the IA

study

Option 1 Option 2

Decrease in compliance cost (million EUR) 1034 802

Increase in environmental costs (million EUR) 671 549

Net benefit (million EUR) 363 253

This shows that the NPV of increased flexibility is more than an order of magnitude

smaller than the NPV of moving to option 1 or option 2. This is true, both for the

(negative) environmental impacts as for the (positive) impacts on compliance costs.

We should also remind the reader that the IA study has concluded that a lot of uncertainty

surrounds actual compliance costs. The IA study has proposed an alternative estimate of

compliance costs that led to the conclusion that option 1 and 2 would actually lead to net

losses for society compared to option 0.

Therefore:

• With environmental costs and compliance costs that are roughly of the same

order of magnitude

• With significant uncertainty surrounding compliance costs

the most important benefit of flexibility is probably that it allows coping with the possibility

that complying with stage IIIB would be technically infeasible for mainline locomotives in

2012. If this is indeed the case, then flexibility brings clear net benefits to society.

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Table 1-4: Summary table for 1 year flexibility (railcars and locomotives)

Flexibility percentage 0.2 0.35 0.5 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2

Saved compliance costs 35,501,270 28,303,960 30,192,433 62,127,222 49,531,930

52,836,758 88,753,175 70,759,900

75,481,082

Increase in external costs 24,724,569 19,711,867 20,523,130 43,267,996 34,495,768

35,915,477 61,811,422 49,279,668

51,307,824

Net benefits 10,776,701 8,592,093 9,669,303 18,859,227 15,036,162 16,921,281 26,941,753 21,480,232

24,173,259


Flexibility percentage 0.2 0.35 0.5

Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2


51,820,666 87,046,383 69,399,132

74,029,523


35,224,794 60,622,741 48,331,982

50,321,135

Net benefits 10,569,457 8,426,860 9,483,355 18,496,549 14,747,005 16,595,872 26,423,642 21,067,150

23,708,388


Flexibility percentage 0.2 0.35 0.5 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2


50,830,628 85,383,355 68,073,256

72,615,183


34,551,822 59,464,539 47,408,596

49,359,746

Net benefits 10,367,526 8,265,864 9,302,175 18,143,171 14,465,262 16,278,806 25,918,816 20,664,661

23,255,438

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1.5 Inland waterways

The following options have been studied in the IA study:

• Option 0: no action or no introduction of new emission limits stage IIIB/IV

• Option 1: continue with the CCNR stage IIIB and stage IV proposal to strengthen

emission limits

• Option 2: continue with the Euromot stage IIIB and stage IV proposal to

strengthen emission limits

The approach we have used for inland waterways differs on some points to the approach

used for the railway applications.

The most important difference is that in the IA study, very little attention has been paid to

stage IIIB, as the bulk of increased compliance costs lies in the proposals for stage IV.

Therefore, for the purposes of this study, we had to introduce several assumptions with

respect to stage IIIB that have not been used in the IA study, and the comparability with

the results of the IA study is thus limited.

Emission limits for inland waterway vessels are differentiated according to swept volume

(expressed as L/Cyl), but are expressed as g/kWh. In order to obtain an estimate of

polluting emissions per new engine (expressed as tonnes per year), it is thus essential to

have an estimate of the kWh of work performed per year per engine. In order to do so, we

have used a correspondence table between swept volume and average maximum

power1.

For all engine types, we have assumed an annual usage of 3000 hours and a load factor

of 0.55 – this is consistent with the assumptions used in the IA study.

We calculate the difference in annual NOx and PM emission between an average IIIA

and an average IIIB engine for each power class, using the emission limits corresponding

to the Euromot and the CCNR proposal respectively. Note that under both proposals, the

year where the stage IIIB emission limits become applicable depends on the engine

class.

We combine these data with the unit external costs used in the IA study (see Table 1-1)

to obtain the annual difference in external costs between an average IIIA engines on the

one hand and an average IIIB engine for each option on the other hand. This calculation

is undertaken per engine class.

As in the IA study, we assume that an engine has a lifetime of 35 000 hours. Combining

the assumed engine lifetime expressed in hours with the average hours of use per year,

yields an expected engine lifetime in years of approximately 12 years.

As in the IA study, we assume that 270 new engines are put on the market annually in

the 5 years preceding the beginning of stage IIIB; for the distribution over engine classes,

we assume that they are distributed proportionally to the quantities contained in Table 6.7

of the JRC report.

We combine this estimate with the allowed flexibility to obtain the number of IIIA engines

that can be put on the market in the first three years of stage IIIB.

Compliance costs are calculated as the additional cost of a IIIB engine compared to a

IIIIA engine. Investment expenses are only incurred in the year the engine is put on the

1 Obtained from industry.

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market, while maintenance and user costs are incurred until the engine is taken out of

operation (this, until the end of the calculated lifetime). Saved expenses are thus mainly

concentrated at the beginning of IIIB. We assume that saved fixed costs are proportional

to the number of engines put on the market under the flexibility scheme. This is probably

overestimates actual savings, as part of these fixed costs are development costs that are

common to all engine classes.

Additional external costs are directly proportional to the number of IIIA engines that are in

operation. They thus first increase until all IIIA engines allowed under flexibility have been

put on the market, and remain constant until the first batch of IIIA engines are reaching

the end of their economic life; total additional external costs then decline.

Finally, we calculate the net present value (NPV) of additional costs and benefits, using

the same discount rate as in the IA study.

1.5.1 Option 1: CCNR proposal

Compliance costs for the stage IIIB CCNR proposal depend on whether or not SCR is

needed for compliance. In case no SCR is needed, variable compliance costs increase

by at most a few percentages compared to stage IIIA. In case SCR would be needed, the

increase in variable costs compared to stage IIIA would be comparable to the increase in

variable costs corresponding to the Stage IV Euromot proposal - however, this is a worst-

case scenario.

After some discussion with the industry, it was decided to assume the following annual

user and maintenance costs for CCNR stage IIIB:

• 2000-3000 EUR if no SCR is installed

• 7000-8000 EUR if SCR is installed; this figure includes urea consumption of 5000

EUR per year. With the low level of reduction required in stage IIIB, the engine

could be retuned to recover this cost in improved fuel economy. However, that

would involve the manufacturer carrying out the required test program for a re-

calibration which industry claims would not be justified by the sales volumes. If

an aftermarket SCR would be fitted by the dealer, the potential fuel saving would

not be realised.

On top of these increased operational costs, 7 million EUR development costs would be

incurred if all manufacturers were to run a development program to meet the CCNR stage

IIIB. Our contacts in industry reckon that many manufacturers would not do this but that

their dealers would apply an aftermarket SCR system and certify in their own name to

maintain their business. The total development cost would thus be less if some

manufacturers would decide to exit.

A lot of uncertainty thus surrounds the estimates of compliance costs.

1.5.2 Option 2: the Euromot proposal

For option 2, extra annual user and maintenance costs would lie between 1500 and 2000

EUR.

On top of this, certification costs of 20 000 EUR per engine family would be incurred, with

10 propulsion engine families and 15 auxiliary engine families on the European market.

We assume that these certification costs are spread evenly over the period during which

IIIA engines can be put on the market under the flexibility scheme.

1.5.3 Summary for inland waterways

Table 1-8 to Table 1-10 give an overview of:

• Saved compliance costs

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• Additional external costs

• Net costs,

for each option that has been undertaken in the IA study, and for each possible version of

the flexibility scheme. We only represent the upper and the lower bounds of the range of

compliance costs that we have considered.

We can make the following observations:

• The NPV of increased environmental costs is higher if flexibility is applied to the

CCNR proposal than when it is applied to the Euromot proposal. This is what we

should have expected, as the emission limits of the CCNR proposal are more

stringent than for the Euromot proposal. Moreover, the emission limits of the

CCNR proposal come into force earlier than the emission limits of the Euromot

proposal.

• It can be verified that, for both proposals, more than 80% of increased

environmental costs are due to the engines in the categories (3.5-7 Displacement

L/cyl) and (15- 20 Displacement L/cyl). This is not surprising, as these are the

categories with the highest market shares.

In the interpretation of these results, it is important to keep in mind that:

• They are calculated relative to the option as analysed in the IA study, and not

relative to option 0.

• Contrary to what we have found with the railways, increased flexibility always

entails net costs to society: the increased environmental costs always outweigh

the saved compliance costs by a significant margin.

Due to discounting, the changes in compliance costs and environmental costs are lower

when the flexibility period is extended. For both options, the lowest increase in net costs

is obtained for 20% and 3 year flexibility. The benefits and costs of spreading the

flexibility over a longer period of time are very small compared to the benefits and costs

of changes in the flexibility percentage.

We also see that the compliance costs for stage IIIB are small compared to the

compliance costs for stage IV, certainly in the case of the Euromot proposal. This is

mainly due to the fact that the development costs linked to Euromot stage IIIB are sunk,

because they are required for the US market anyway. It is still unclear whether

compliance with the CCNR stage IIIB limits would require SCR, but if it does not, then the

compliance costs for the CCNR proposal are quite close to the estimates for the Euromot

proposal (at least for stage IIIb).

The total costs and benefits of each option, as calculated in the IA study, are summarized

in Table 1-7. In the interpretation of this table, one has to keep in mind that the IA study

has not considered the compliance costs for stage IIIB, because they were thought to be

very small compared to the compliance costs for stage IV.

Table 1-7: costs and benefits for IWW according to the IA study

CCNR proposal Euromot proposal

Environmental benefits 2 804 million EUR 1 979 million EUR

Compliance costs (high estimate) 2 138 million EUR 1 145 million EUR

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Compliance costs (low estimate) 1 774 million EUR 780 million EUR

Net benefits (high compliance costs) 666 million EUR 834 million EUR

Net benefits (low compliance costs) 1 030 million EUR 1 199 million EUR

Even under a (1 year, 50%) flexibility scheme, we see that extended flexibility has a very

small effect on environmental costs, compliance costs and net costs, when compared to

the total costs and benefits of each policy option.

In general, we can conclude that flexibility will not change the fundamental issues related

to option 1 (high fixed compliance costs for a small market), which only occur in stage IV.

15/42 11/005092


Table 1-8: summary table for 1 year flexibility (IWW)

Flexibility percentage 0.20% 0.35% 0.50% CCNR Euromot CCNR Euromot CCNR Euromot

Lower limit saved compliance costs 1,141,420 760,948 1,997,485 1,331,657 2,853,550 1,902,368

Upper limit saved compliance costs 3,424,259 987,199 5,992,454 1,727,598 8,560,649 2,467,997

Increase in external costs 8,631,251 7,671,935 15,104,689 13,425,887 21,578,127 19,179,839

Lower limit net costs 5,206,992 6,684,736 9,112,235 11,698,289 13,017,478 16,711,842

Upper limit net costs 7,489,831 6,910,987 13,107,204 12,094,230 18,724,577 17,277,471



Lower limit saved compliance costs 1,119,469 746,314 1,959,072 1306049 2,798,674 1,865,784







Lower limit saved compliance costs 1,098,082 737,287 1,921,643 1,290,252 2,745,205 1,843,217





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2 Document de synthèse

2.1 Toile de fond

La directive 97/68/CE (ci-après ‘Directive EMNR’) reconnaît pour principe fondamental la

nécessité de protéger efficacement toutes les personnes contre les risques reconnus que

comporte la pollution atmosphérique pour la santé et que, à cet effet, il est nécessaire en

particulier de contrôler les émissions de NO2, de particules (PT) - fumées noires et

d'autres polluants (CO, NOX, HC, etc.). Elle veut également établir un marché intérieur en

harmonisant les lois des Etats membres, dans le but principal de protéger

l’environnement et la santé.

La première Directive EMNR adoptée en 1997 ne couvrait que les moteurs à allumage

par compression utilisés pour des applications terrestres et introduit des limites

d’émission de PHASES I & II pour ces moteurs.

Le premier amendement, la Directive 2002/88/CE, élargit le champ d’application aux

moteurs à allumage commandé à essence d’une puissance inférieure à 18 kW,

généralement utilisés dans les machines d’entretien des jardins et gazons (coupe-haies,

débroussailleuses, tondeuses à gazon, tracteurs de jardin, turbines à neige, etc.), dans

les engins industriels légers (générateurs, machines à souder, nettoyeurs haute pression,

etc.) ainsi que dans les engins forestiers légers (scies à chaîne, fendeuses de bûches,

déchiqueteuses, etc.) et introduit des limites d’émission de phases I & II pour ces

moteurs.

Le second amendement, la Directive 2004/26/CE, inclut dans le champ d’application de

la Directive les moteurs des bateaux de la navigation intérieure, autorails et locomotives.

Cet amendement introduit également des valeurs limites d’émission plus strictes pour les

émissions d’échappement par la fixation de nouvelles phases de valeurs limites

d’émission pour les moteurs déjà couverts par la Directive, entrant en vigueur à des

dates différentes en fonction du type d’équipement et au plus tard en 2014. Ces

nouvelles phases de limites d’émission sont dénommées IIIA, IIIB et IV.

Le mécanisme de flexibilité est introduit dans l’amendement 2004/26/CE pour faciliter la

transition de la phase II vers la phase IIIA.

Le mécanisme de flexibilité prévu par la Directive EMNR est une procédure permettant à

un fabricant d’équipements d’origine de mettre sur le marché, pendant la période

séparant deux phases de valeurs limites successives, un nombre limité de moteurs

destinés à être installés dans des engins mobiles non routiers qui ne respectent que les

valeurs limites d'émission de la phase antérieure.

Le mécanisme de flexibilité peut être utilisé pour commercialiser des moteurs à allumage

par compression (diesel) destinés aux engins de construction et forestiers mais pas à la

propulsion de locomotives, autorails ou bateaux de la navigation intérieure (Article 4, § 6).

La phase actuelle des limites d’émission applicable pour la réception par type de la

majorité des moteurs au diesel est dénommée Phase IIIA, mais elle sera remplacée par

la Phase IIIB, plus stricte, qui entrera en vigueur le 1er janvier 2010.

Conformément aux dispositions existantes, un fabricant peut choisir entre deux options

alternatives lorsqu’il décide d’avoir recours au mécanisme de flexibilité:

Option 1 (pourcentage des ventes annuelles)

Le nombre de moteurs commercialisés dans le cadre d’un mécanisme de flexibilité ne

pourra excéder, dans chaque catégorie (de puissance) de moteur, 20% des ventes

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annuelles d'équipements équipés de moteurs de la catégorie (de puissance) en question

réalisées par le fabricant (moyenne des 5 derniers exercices de vente dans l’UE).

Option 2 (quantité fixe)

A titre de variante optionnelle, le constructeur d'équipements peut demander l'autorisation

pour ses fournisseurs de moteurs de mettre sur le marché un nombre fixe de moteurs

dans le cadre du mécanisme de flexibilité. Le nombre fixe de moteurs de chaque

catégorie pouvant être commercialisé dans le cadre de cette option est limité aux valeurs

maximums spécifiées dans la Directive.

2.2 Objectifs

La présente étude a pour but d’évaluer les impacts, s’ils sont inclus dans le mécanisme

de flexibilité, des moteurs à propulsion actuellement exclus de cette mesure et destinés à

des autorails, des locomotives et des bateaux de la navigation intérieure, par application

d’un pourcentage ou d’une quantité fixe par équipementier.

L’option “quantité fixe” n’inclut pas les moteurs de plus de 560 kW et n’a donc pas été

examinée dans le cadre du présent rapport.

2.3 Approche générale et hypothèses communes

Tous les scénarios analysés dans cette étude se caractérisent par une série

d’hypothèses communes.

Premièrement, pour les valeurs unitaires des coûts externes, nous utilisons la valeur

moyenne pour l’UE définie dans le Manuel européen d’estimation des coûts externes (CE

Delft, 2008) – ce qui est cohérent avec l’approche utilisée dans l’étude IA.

Tableau 2-1: Coûts externes moyens (EUR/tonne)

5155 NOx

30625 PM

1171 HC

Deuxièmement, tous les coûts et gains sont escomptés à 2007, le taux d’escompte étant

de 4%.

Troisièmement, nous évaluons trois hypothèses possibles concernant le délai dans

lequel les moteurs de phase IIIA autorisés en vertu du mécanisme de flexibilité pourront

être mis sur le marché:

• Tous les moteurs couverts par le mécanisme de flexibilité sont mis sur le marché

au cours de la première année de la phase IIIB (“flexibilité à un an”).


au cours des deux premières années de la phase IIIB, avec une distribution

égale sur cette période (“flexibilité à deux ans”).


au cours des trois premières années de la phase IIIB, avec une distribution égale

sur cette période (“flexibilité à trois ans”).

2.4 Autorails et locomotives

Dans l’étude IA, les options suivantes ont été prises en considération:

• Option 0: aucune action ou maintien de l'introduction de la limite d'émission de la

phase IIIB en 2012 à la fois pour les locomotives et pour les autorails

• option 1: fixation des limites d'émission de la phase IIIB pour tous les véhicules

ferroviaires à 2016

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• option 2: fixation des limites d'émission de la phase IIIB pour les gros autorails et

locomotives (>560kW) à 2016; maintien des limites de la phase IIIB pour les

petits autorails et locomotives (<560kW) à 2012.

Pour tous les types de moteurs, nous avons adopté l’approche suivante:

• Nous calculons l’écart d’émissions annuelles de NOx et PM entre un moteur

moyen IIIA et un moteur moyen IIIB pour chaque classe de puissance, en

utilisant les hypothèses techniques posées dans l’étude IA. Ces hypothèses

techniques peuvent dépendre de l’option soumise à analyse.

• Nous combinons ces données aux coûts externes unitaires pour obtenir la

différence annuelle au niveau des coûts externes entre un moteur moyen IIIA et

un moteur moyen IIIB pour chaque classe de puissance.

• Nous combinons la durée de vie présumée du moteur exprimée en heures aux

heures moyennes d’utilisation par an, pour obtenir la durée de vie escomptée du

moteur en années.

• Nous estimons le nombre moyen de moteurs mis chaque année sur le marché

dans les 5 ans qui précèdent le début de la phase IIIB (variable en fonction de

l’application réservée au moteur et de l’option soumise à analyse)

• Nous combinons cette estimation à la flexibilité autorisée pour obtenir le nombre

de moteurs IIIA qui peuvent être mis sur le marché au cours des trois premières

années de la phase IIIB ; nous envisageons trois scénarios possibles relatifs à la

distribution dans le temps de la mise sur le marché de ces moteurs (voir ci-

dessus).

• Les coûts de mise en conformité sont calculés en tant que coûts additionnels

d’un moteur IIIB par rapport à un moteur IIIA. Les dépenses d’investissement ne

sont encourues que l’année durant laquelle le moteur est mis sur le marché, alors

que les coûts de maintenance et d’utilisation persistent jusqu’à ce que le moteur

ne soit plus en service (soit, jusqu’à la fin de sa durée de vie calculée).

L’économie est donc essentiellement concentrée au début de la phase IIIB.

• Pour toutes les applications, plus d’une solution technique est envisageable pour

une mise en conformité par rapport à la phase IIIB. Nous considérons que le

fabricant choisira toujours la solution présentant la valeur actuelle nette des coûts

de mise en conformité la plus basse. Vu que la solution considérée ne dépend

pas de la puissance du moteur mais uniquement de l’application, la même

solution sera retenue pour toutes les applications, indépendamment de l’option et

du mécanisme de flexibilité soumis à examen.

• Les coûts externes additionnels sont directement proportionnels au nombre de

moteurs IIIA en service. Ils augmentent donc jusqu’à ce que tous les moteurs IIIA

autorisés aux termes du mécanisme de flexibilité soient mis sur le marché et

demeurent constants jusqu’à ce que le premier lot de moteurs IIIA atteigne la fin

de sa vie économique. Les coûts externes additionnels totaux amorcent alors un

déclin.

• Enfin, nous calculons la valeur actuelle nette (VAN) des coûts et gains

additionnels, en appliquant le même taux d’escompte que dans l’étude IA.

Comme dans l’étude IA, nous avons utilisé l’étude Rail Diesel Study pour établir nos

projections du nombre total cumulé de moteurs ferroviaires diesel après 2004. Ces

projections sont différenciées en fonction de l’application (autorails, locomotives de

manœuvre et locomotives de ligne), mais pas par classe de puissance. Vu que certaines

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options soumises à analyse dépendent de la puissance du moteur, des hypothèses ont

été établies en fonction de la distribution de ces moteurs selon leur classe de puissance.

Les tableaux Table 1-4 à Table 1-6 donnent un aperçu de:

• Coûts de mise en conformité économisés

• Coûts externes additionnels

• Gains nets

pour chaque option analysée dans l’étude IA et pour chaque version possible du

mécanisme de flexibilité.

Il convient de garder à l’esprit, dans l’interprétation de ces gains et de ces pertes, le fait

que les calculs se rapportent à l’option analysée dans le cadre de l’étude IA et non à

l’option 0.

Quelques points apparaissent immédiatement:

• Les gains nets d’une flexibilité accrue sont toujours positifs. Cela n’a rien de

surprenant, vu que l’étude IA avait déjà indiqué que l’option 1 déboucherait sur

des gains nets pour la société, du moins pour les coûts de mise en conformité

repris aux pages 180-182 de l’étude IA.

• Plus la période de flexibilité est longue, moins les économies réalisées au niveau

des coûts de mise en conformité et l’augmentation des coûts environnementaux

sont élevées. Ceci est uniquement dû au fait qu’une partie de ces coûts et gains

sont enregistrés avec un an de retard. Vu l’escompte réalisé, ils pèsent moins

fortement dans le calcul de la VAN.

• Pour chaque option, les gains les plus élevés sont toujours obtenus pour une

flexibilité à un an et à 50%.

Ceci n’implique cependant pas nécessairement que, si elle est appliquée aux

applications ferroviaires, la flexibilité devrait être entièrement concentrée sur la première

année. En effet, la flexibilité ne permet pas seulement de réduire les coûts de mise en

conformité en postposant la mise en conformité d’une partie de la gamme de produits. La

flexibilité permet également aux fabricants de faire face aux contraintes de capacité, de

réaliser des économies d’échelle sur les différentes séries de produits et de lisser les pics

de demande. A cet effet, il pourrait être plus indiqué de distribuer la flexibilité sur une

période de temps plus longue. Ces gains ne peuvent être établis adéquatement au

moyen des données dont nous disposons, mais pourraient très bien constituer les

principaux avantages de la flexibilité.

Un autre point à prendre en considération réside dans le fait que la majeure partie de

l’analyse ci-dessus a été menée en partant de l’hypothèse selon laquelle la satisfaction

des critères de la phase IIIB serait techniquement faisable.

Cependant, lors de l’étude IA, l’industrie ferroviaire a exprimé la crainte spécifique

qu’aucune locomotive IIIB ne soit disponible avant 2016. Dans ce cas, le maintien de

l’option 0 entraînerait des impacts environnementaux négatifs étant donné que de très

vieux moteurs resteraient en usage, au lieu d’être remplacés par des moteurs IIIA. Nous

avons donc examiné cette possibilité, que nous avons appelée “Option 0b”. Vu les

données limitées dont nous disposons, notre approche diffère légèrement de celle

appliquée dans l’étude IA.

Nous considérons que les vieux moteurs qui resteront en service aux termes de l’option

0b ont été mis sur le marché au cours de la période 1990-2004. Nous avons estimé

l’écart d’émissions annuelles de NOx et de PM entre une locomotive typique mise sur le

marché en 1990-2004 et une locomotive de ligne typique IIIA. Dans ce cas, l’option 0

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entraînerait un coût environnemental additionnel, dont la VAN serait de 218.098.023

EUR.

Conformément au mécanisme de flexibilité, une partie de ces vieux moteurs serait

remplacée par des moteurs IIIA. Dans ce cas, la flexibilité déboucherait sur une

diminution des coûts environnementaux. Le Table 1-2 reprend la VAN de ces gains

environnementaux

Tableau 2-2: VAN des gains environnementaux de l’option 0b par rapport à l’option

“aucune flexibilité”

20% 35% 50%

1 an 53.342.966 65.411.322 77.479.677

2 an 51.605.222 62.370.270 73.135.319

3 an 49.912.036 59.407.195 68.902.354

Ces économies de coûts environnementaux constituent une sous-estimation des gains

de la flexibilité aux termes de l’option 0b. En effet, conformément à l’option 0b, les coûts

de maintenance et la consommation de carburant augmenteraient pour les opérateurs de

matériel ferroviaire si de vieux moteurs sont maintenus en service. Ces coûts

d’opportunité ne peuvent être adéquatement établis au moyen des données disponibles.

La comparaison des estimations des tableaux Table 1-4 à Table 1-6 aux résultats du

Table 1-2 fait apparaître que les coûts de mise en conformité économisés sont

légèrement inférieurs aux gains environnementaux de la flexibilité aux termes de l’option

0 si aucune locomotive de la phase IIIB n’est disponible avant 2016. Dès lors, si la

décision est prise de s’en tenir à l’option 0, le principal avantage de la flexibilité pourrait

très bien résider dans la réduction des coûts environnementaux plutôt que dans la

diminution des coûts de mise en conformité (du moins, si l’industrie ferroviaire ne peut se

conformer aux prescriptions applicables aux locomotives aux termes de la phase IIIB

avant 2016).

La comparaison de ces résultats à ceux obtenus dans l’étude IA est également

éclairante.

Tableau 2-3: Gains de l’option 1 et de l’option 2 par rapport à l’option 0 selon l’étude IA

Option 1 Option 2

Diminution des coûts de mise en conformité

(millions EUR)

1034 802

Augmentation des coûts environnementaux

(millions EUR)

671 549

Gain net (millions EUR) 363 253

Ceci montre que la VAN d’une flexibilité accrue est inférieure de plus d'un ordre de

grandeur à la VAN du passage à l’option 1 ou à l’option 2. C’est vrai aussi bien pour

les impacts environnementaux (négatifs) que pour les impacts (positifs) sur les coûts de

mise en conformité.

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Nous rappelons également au lecteur que l’étude IA a conclu au fait qu’il existe une

grande incertitude concernant les coûts de mise en conformité réels. L’étude IA a

proposé une estimation alternative des coûts de mise en conformité, ayant débouché sur

la conclusion selon laquelle les options 1 et 2 entraîneraient dans la pratique des pertes

nettes pour la société, comparé à l’option 0.

Donc:

• Si les coûts environnementaux et les coûts de mise en conformité sont

globalement du même ordre de grandeur

• Vu qu’il existe une incertitude significative concernant les coûts de mise en

conformité

le principal avantage de la flexibilité réside probablement dans le fait qu’elle permet de

gérer la possibilité que la satisfaction des prescriptions de la phase IIIB serait

techniquement infaisable pour les locomotives de ligne en 2012. Si tel est le cas dans la

pratique, la flexibilité apportera des gains nets évidents pour la société.

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Tableau 2-4: Tableau récapitulatif de la flexibilité à un an (autorails et locomotives)

Pourcentage de flexibilité 0.2 0.35 0.5 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Coûts de mise en conformité économisés 35.501.270 28.303.960 30.192.433 62.127.222 49.531.930

52.836.758 88.753.175 70.759.900

75.481.082

Augmentation des coûts externes 24.724.569 19.711.867 20.523.130 43.267.996 34.495.768

35.915.477 61.811.422 49.279.668

51.307.824

Gains nets 10.776.701 8.592.093 9.669.303 18.859.227 15.036.162 16.921.281 26.941.753 21.480.232

24.173.259

Tableau 2-5: Tableau récapitulatif de la flexibilité à 2 ans (autorails et locomotives)

Pourcentage de flexibilité 0.2 0.35 0.5

Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Coûts de mise en conformité économisés 34.818.553 27.759.653 29.611.809 60.932.468 48.579.393

51.820.666 87.046.383 69.399.132

74.029.523


35.224.794 60.622.741 48.331.982

50.321.135

Gains nets 10.569.457 8.426.860 9.483.355 18.496.549 14.747.005 16.595.872 26.423.642 21.067.150

23.708.388

Tableau 2-6: Tableau récapitulatif de la flexibilité à 3 ans (autorails et locomotives)

Pourcentage de flexibilité 0.2 0.35 0.5

Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Coûts de mise en conformité économisés 34.153.342 27.229.303 29.046.073 59.768.348 47.651.279

50.830.628 85.383.355 68.073.256

72.615.183


34.551.822 59.464.539 47.408.596

49.359.746

Gains nets 10.367.526 8.265.864 9.302.175 18.143.171 14.465.262 16.278.806 25.918.816 20.664.661

23.255.438

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2.5 Navigation fluviale

Les options suivantes ont été examinées dans l’étude IA:

• option 0: aucune action, soit pas d'introduction de nouvelles limites d'émission

pour les phases IIIB /IV

• option 1: opter pour la proposition de la CCNR relative aux limites d'émission de

la phase IIIB et de la phase IV et renforcer ainsi les limites d'émission

• option 2: opter pour la proposition d'Euromot relative aux limites d'émission de la

phase IIIB et de la phase IV et renforcer ainsi les limites d'émission

L’approche que nous avons utilisée pour la navigation fluviale diffère sur certains points

de celle employée pour les applications ferroviaires.

La principale différence réside dans le fait que l’étude IA n’accorde que peu d’attention à

la phase IIIB étant donné que la majeure partie de l’accroissement des coûts de mise en

conformité se situe au niveau des propositions relatives à la phase IV. Dès lors, aux fins

de la présente étude, nous avons dû introduire plusieurs hypothèses relatives à la phase

IIIB qui n’ont pas été utilisées dans l’étude IA. Par conséquent, la comparabilité des

résultats par rapport à ceux de l’étude IA est limitée.

Les limites d’émission pour les bateaux de la navigation fluviale sont différenciées en

fonction de la cylindrée (exprimée en L/Cyl), mais sont exprimées en g/kWh. Afin

d’obtenir une estimation des émissions polluantes par nouveau moteur (exprimées en

tonnes par an), il est dès lors essentiel de disposer d’une estimation des kWh de travail

effectué par an et par moteur. Pour cela, nous avons utilisé un tableau de

correspondance entre la cylindrée et la puissance maximale moyenne2.

Pour tous les types de moteurs, nous nous sommes basés sur un usage annuel de 3000

heures et un coefficient de charge de 0.55 – ce qui est cohérent par rapport aux

hypothèses utilisées dans l’étude IA.

Nous calculons l’écart d’émissions annuelles de NOx et de PM entre un moteur moyen

IIIA et un moteur moyen IIIB pour chaque classe de puissance, en utilisant les limites

d’émission fixées dans les propositions d’Euromot et de la CCNR respectivement. Il

convient de remarquer que, dans les deux propositions, l’année d’application des limites

d’émission de phase IIIB dépend de la classe du moteur.

Nous combinons ces données aux coûts externes unitaires utilisés dans l’étude IA (voir

Table 1-1) pour obtenir la différence annuelle de coûts externes entre, d’une part, un

moteur moyen IIIA et, d’autre part, un moteur moyen IIIB pour chaque option. Ce calcul

est effectué par classe de moteur.

Tout comme dans l’étude IA, nous présumons qu’un moteur a une durée de vie de

35.000 heures. En combinant la durée de vie présumée du moteur exprimée en heures

au nombre moyen d’heures d’utilisation par an, on obtient une durée de vie escomptée

d’approximativement 12 ans.

Tout comme dans l’étude IA, nous présumons que 270 nouveaux moteurs seront mis sur

le marché annuellement dans les 5 ans qui précèdent le début de la phase IIIB. En ce qui

concerne la distribution par classes de moteurs, nous considérons que la distribution est

proportionnelle aux quantités reprises dans le tableau 6.7 du rapport du CCR.

2 Obtenu auprès de l’industrie.

24/42 11/005092


Nous combinons cette estimation à la flexibilité autorisée pour obtenir le nombre de

moteurs IIIA pouvant être mis sur le marché au cours des trois premières années de la

phase IIIB.

Les coûts de mise en conformité sont calculés en tant que coûts additionnels d’un moteur

IIIB par rapport à un moteur IIIIA. Les dépenses d’investissement ne sont encourues que

l’année durant laquelle le moteur est mis sur le marché, alors que les coûts de

maintenance et d’utilisation persistent jusqu’à ce que le moteur ne soit plus en service

(soit, jusqu’à la fin de sa durée de vie calculée). L’économie de frais se concentre donc

essentiellement au début de la phase IIIB. Nous présumons que les coûts fixes

économisés sont proportionnels au nombre de moteurs mis sur le marché en vertu du

mécanisme de flexibilité. Les économies réelles sont probablement surestimées, étant

donné qu’une partie de ces coûts fixes sont des coûts de développement communs à

toutes les classes de moteurs.

Les coûts externes additionnels sont directement proportionnels au nombre de moteurs

IIIA en service. Ces coûts augmentent donc jusqu’à ce que tous les moteurs IIIA

autorisés aux termes du mécanisme de flexibilité soient mis sur le marché et demeurent

constants jusqu’à ce que le premier lot de moteurs IIIA atteigne la fin de sa vie

économique. Les coûts externes additionnels totaux amorcent alors un déclin.

Enfin, nous calculons la valeur actuelle nette (VAN) des coûts et gains additionnels, en

appliquant le même taux d’escompte que dans l’étude IA.

2.5.1 Option 1: proposition de la CCNR

Les coûts de mise en conformité par rapport à la phase IIIB de la proposition de la CCNR

dépendent de la nécessité ou pas d’un système RCS pour obtenir la conformité. Si le

système RCS n’est pas requis, les coûts de mise en conformité variables augmentent

d’un maximum de quelques pour cent par comparaison à la phase IIIA. Si un système

RCS est requis, l’accroissement des coûts variables par rapport à la phase IIIA serait

comparable à la hausse des coûts variables correspondant à la proposition Euromot

relative à la phase IV. Il s’agit cependant d’un scénario envisageant le pire.

Après discussion avec l’industrie, il a été décidé de présumer les coûts de maintenance

et d’utilisation annuels suivants pour la proposition de la CCNR relative à la phase IIIB:

• 2000-3000 EUR en cas de non-installation d’un système RCS

• 7000-8000 EUR avec système RCS. Ce chiffre inclut une consommation d’urée

revenant à 5000 EUR par an. Vu le faible niveau de réduction requis dans le

cadre de la phase IIIB, le moteur pourrait être réglé pour récupérer ce coût par

une économie de carburant. Cependant, ceci obligerait le fabricant à effectuer le

programme de test imposé pour un recalibrage qui, selon l’industrie, ne serait

pas justifié par les volumes de ventes. Si le concessionnaire installe un système

RCS de seconde monte, l’économie de carburant potentielle ne sera pas

réalisée.

Outre cet accroissement des coûts opérationnels, 7 millions d’euros devront être

dépensés en coûts de développement si tous les fabricants doivent mettre en place un

programme pour satisfaire les prescriptions proposées par la CCNR pour la phase IIIB.

Nos contacts dans l’industrie estiment que de nombreux fabricants ne procèderaient pas

à ces dépenses mais que leurs concessionnaires auraient recours à un système RCS de

seconde monde et certifieront le moteur en leur propre nom pour conserver leur

commerce. Les coûts de développement totaux seraient donc inférieurs si certains

fabricants décidaient de quitter le marché.

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Une vaste incertitude subsiste dès lors concernant les estimations des coûts de mise en

conformité.

2.5.2 Option 2: la proposition Euromot

Dans le cas de l’option 2, les coûts de maintenance et d’utilisation annuels

supplémentaires s’élèveraient à entre 1500 et 2000 EUR.

De plus, il convient de tenir compte de coûts de certification de 20.000 EUR par famille

de moteurs, le marché européen comptant 10 familles de moteurs de propulsion et 15

familles de moteurs auxiliaires. Nous présumons que ces coûts de certification sont

distribués régulièrement sur la période durant laquelle les moteurs IIIA peuvent être mis

sur le marché conformément au mécanisme de flexibilité.

2.5.3 Résumé pour la navigation fluviale

Les tableaux Table 1-8 à Table 1-10 donnent un aperçu de:

• L’économie réalisée au niveau des coûts de mise en conformité

• Les coûts externes additionnels

• Les coûts nets,

pour chaque option examinée dans l’étude IA et pour chaque version possible du

mécanisme de flexibilité. Nous ne représentons que les limites supérieures et inférieures

de la fourchette des coûts de mise en conformité pris en considération.

Nous pouvons formuler les observations suivantes :

• La VAN des coûts environnementaux accrus est plus importante si la flexibilité

est appliquée à la proposition de la CCNR que dans le cas de la proposition

Euromot. C’est ce à quoi nous pouvions nous attendre étant donné que les

limites d’émission de la proposition de la CCNR sont plus strictes que dans la

proposition Euromot. En outre, les limites d’émission de la proposition de la

CCNR entrent en vigueur avant les limites d’émission de la proposition Euromot.

• Il apparaît que, pour les deux propositions, plus de 80% de l’augmentation des

coûts environnementaux est imputable aux moteurs des catégories (3.5-7

Cylindrée L/cyl) et (15-20 Cylindrée L/cyl). Cela n’a rien de surprenant étant

donné que ces catégories sont celles qui détiennent le plus de parts de marché.

Il convient, dans l’interprétation de ces résultats, de tenir compte de ce qui suit:

• Les résultats sont calculés en fonction de l’option analysée dans l’étude IA et non

de l’option 0.

• Contrairement à ce que nous avons établi pour les équipements ferroviaires, une

flexibilité accrue occasionne toujours des coûts nets pour la société : les coûts

environnementaux accrus excèdent toujours les coûts de mise en conformité

économisés selon une marge significative.

En raison de l’escompte, les modifications des coûts de mise en conformité et des coûts

environnementaux sont moindres quand la période de flexibilité est étendue. Pour les

deux options, l’augmentation des coûts nets est moins importante dans le cas d’une

flexibilité à 20% et à 3 ans. Les gains et coûts de la distribution de la flexibilité sur une

plus longue période sont très peu importants comparés aux gains et aux coûts de la

modification du pourcentage de flexibilité.

Nous voyons également que les coûts de mise en conformité par rapport à la phase IIIB

sont peu élevés comparés aux coûts de mise en conformité de la phase IV, surtout dans

le cas de la proposition Euromot. Ceci est principalement dû au fait que les coûts de

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développement liés à la phase IIIB Euromot sont des coûts irrécupérables, étant donné

qu’ils doivent nécessairement être réalisés pour le marché américain dans tous les cas. Il

est impossible de dire à l’heure actuelle si la mise en conformité par rapport à la phase

IIIB de la CCNR exigera l’installation d’un système RCS mais, si ce n’est pas le cas, les

coûts de mise en conformité par rapport à la proposition de la CCNR sont relativement

proches des estimations de la proposition Euromot (du moins pour la phase IIIb).

Les coûts totaux et gains de chaque option, tels que calculés dans l’étude IA, sont

résumés dans le Table 1-7. Dans l’interprétation de ce tableau, il convient de garder à

l’esprit le fait que l’étude IA n’a pas pris en considération les coûts de mise en conformité

pour la phase IIIB, étant donné qu’ils étaient considérés comme peu élevés comparés

aux coûts de mise en conformité pour la phase IV.

Tableau 2-7: coûts et gains pour la navigation fluviale selon l’étude IA

Proposition de la CCNR Proposition Euromot

Gains environnementaux 2 804 millions EUR 1 979 millions EUR

Coûts de mise en conformité

(estimation haute)

2 138 millions EUR 1 145 millions EUR

Coûts de mise en conformité

(estimation basse)

1 774 millions EUR 780 millions EUR

Gains nets (coûts de mise en

conformité hauts)

666 millions EUR 834 millions EUR

Gains nets (coûts de mise en

conformité bas)

1 030 millions EUR 1 199 millions EUR

Même avec un mécanisme de flexibilité à 1 an et 50%, nous voyons que la flexibilité

accrue n’a qu’un effet très limité sur les coûts environnementaux, les coûts de mise en

conformité et les coûts nets, par comparaison aux coûts et gains totaux de chaque

option politique.

En général, nous pouvons conclure que la flexibilité ne changera pas les problèmes

fondamentaux découlant de l’option 1 (coûts de mise en conformité fixes élevés pour un

petit marché). Ce changement n’interviendra qu’au cours de la phase IV.

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Tableau 2-8: Tableau récapitulatif pour une flexibilité à 1 an (navigation fluviale)

Pourcentage de flexibilité 0.20% 0.35% 0.50% CCNR Euromot CCNR Euromot CCNR Euromot Limite inférieure des coûts de mise en conformité économisés 1.141.420 760.948 1.997.485 1.331.657 2.853.550 1.902.368 Limite supérieure des coûts de mise en conformité économisés 3.424.259 987.199 5.992.454 1.727.598 8.560.649 2.467.997

Augmentation des coûts externes 8.631.251 7.671.935 15.104.689 13.425.887 21.578.127 19.179.839 Limite inférieure des coûts nets 5.206.992 6.684.736 9.112.235 11.698.289 13.017.478 16.711.842 Limite supérieure des coûts nets 7.489.831 6.910.987 13.107.204 12.094.230 18.724.577 17.277.471

Tableau 2-9: Tableau récapitulatif pour une flexibilité à 2 ans (navigation fluviale)

Pourcentage de flexibilité 0.20% 0.35% 0.50% CCNR Euromot CCNR Euromot CCNR Euromot Limite inférieure des coûts de mise en conformité économisés 1.119.469 746.314 1.959.072 1306049 2.798.674 1.865.784 Limite supérieure des coûts de mise en conformité économisés 3.358.408 968.214 5.877.215 1.694.375 8.396.021 2.420.535

Augmentation des coûts externes 8.465.265 7.524.398 14.814.214 13.167.697 21.163.163 18.810.996

Limite inférieure des coûts nets 5.106.857 6.556.184 8.936.999 11.473.322 12.767.142 16.390.461

Limite supérieure des coûts nets 7.345.796 6.778.084 12.855.142 11.861.648 18.364.489 16.945.212

Tableau 2-10: Tableau récapitulatif pour une flexibilité à 2 ans (navigation fluviale)

Pourcentage de flexibilité 0.20% 0.35% 0.50%

CCNR Euromot CCNR Euromot CCNR Euromot Limite inférieure des coûts de mise en conformité économisés 1.098.082 737.287 1.921.643 1.290.252 2.745.205 1.843.217 Limite supérieure des coûts de mise en conformité économisés 3.294.246 956.692 5.764.930 1.674.211 8.235.614 2.391.730

Augmentation des coûts externes 8.303.536 7.484.606 14.531.187 13.098.061 20.758.839 18.711.515

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Limite inférieure des coûts nets 5.009.290 6.527.914 8.766.257 11.423.850 12.523.225 16.319.785

Limite supérieure des coûts nets 7.205.454 6.747.319 12.609.544 11.807.809 18.013.634 16.868.298

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3 Zusammenfassung

3.1 Hintergrund

Richtlinie 97/68/EG (nachfolgend ‘NRMM-Richtlinie’ genannt) anerkennt als

grundlegendes Prinzip, dass alle Personen wirksam gegen anerkannte

Gesundheitsrisiken aufgrund der Luftverschmutzung geschützt werden müssen, und

dass dies insbesondere die Kontrolle von NO2-Emissionen, Partikel (PT) –

Schwarzrauchemissionen und andere Schadstoffe (CO, NOX, HC, e.a.) erfordert. Sie

bezweckt ebenso die Gründung eines Binnenmarktes durch Harmonisierung der Gesetze

zwischen den Mitgliedsstaaten, mit dem Schutz von Umwelt und Gesundheit als

Hauptzielsetzung.

Die ursprüngliche NRMM-Richtlinie, die in 1997 verabschiedet wurde, behandelte

lediglich die Dieselmotoren mit Kompressionszündung (CI) für Anwendungen auf dem

Land, und führte die Emissionsgrenzwerte STUFE I & II für diese Motoren ein.

Die erste Novellierung, Richtlinie 2002/88/EG, erweiterte den Geltungsbereich auf

Benzinmotoren mit Funkenzündung (SI) bis zu 18 kW, wie sie häufig in Rasen- und

Gartenmaschinen (Heckenscheren, Bürstenschneider, Rasenmäher, Gartentraktoren,

Schneefräsen usw), in leichten industriellen Maschinen (Generatorsets, Schweißer,

Hochdruckreiniger, usw.) verwendet werden, sowie in leichten Holzmaschinen

(Kettensägen, Holzspalter, Häcksler, usw.), und führte die Emissionsgrenzwerte Stufe I &

II für diese Motoren ein.

Mit einer zweiten Novellierung, Richtlinie 2004/26/EC, wurden Motoren für Binnenschiffe

(IWWV) und Schienenfahrzeuge und Lokomotiven an den Geltungsbereich der Richtlinie

hinzugefügt. Diese Novellierung führte auch strengere Emissionsgrenzwerte von

Abgasemissionen mittels neuer Emissionsgrenzwertstufen für Motoren ein, die bereits

durch die Richtlinie gedeckt waren, die abhängig vom Maschinentyp an verschiedenen

Zeitpunkten in Kraft treten, spätestens bis zum Jahr 2014. Diese neuen Grenzwertstufen

werden als IIIA, IIIB und IV bezeichnet.

Das Flexibilitätssystem wurde in der Novellierung von 2004/26/EG eingeführt, um den

Umstieg von Stufe II zu Stufe IIIA zu erleichtern.

Das Flexibilitätssystem ist ein Verfahren gemäß der NRMM-Richtline, das einem

Originalausstattungshersteller ermöglicht, während eines aufeinander folgenden

Zeitraums zwischen zwei Stufen von Grenzwerten eine begrenzte Anzahl von Motoren,

die lediglich die Grenzwerte der vorangegangenen Stufe einhalten, für den Einbau in

mobile Maschinen und Geräte in Verkehr zu bringen.

Das Flexibilitätssystem kann verwendet werden, um Kompressionszündungsmotoren

(Dieselmotoren) in Bau- und Forstmaschinen, aber nicht für den Antrieb von

Lokomotiven, Schienenfahrzeugen oder Binnenschiffen (Artikel 4, § 6) auf den Markt zu

bringen.

Die aktuelle Grenzwertstufe für die Typengenehmigung der Mehrheit der Dieselmotoren

wird als Stufe IIIA bezeichnet, wird aber durch die strengere Stufe IIIB ersetzt, die ab 1.

Januar 2010 in Kraft tritt.

Gemäß den bestehenden Bestimmungen kann ein Hersteller bei seiner Entscheidung,

das Flexibilitätssystem zu nutzen, zwischen zwei alternativen Möglichkeiten wählen:

Option 1 (Prozentsatz des Jahresumsatzes)

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Die Anzahl der gemäß dem Flexibilitätssystem auf den Markt gebrachten Motoren darf in

jeder Motor(Leistungs-)kategorie 20% des Jahresumsatzes von Ausstattungen mit

Motoren in dieser Motor(Leistungs-)kategorie nicht überschreiten (berechnet als

Durchschnitt des Jahresumsatzes der letzten 5 Jahre in der EU).

Option 2 (Fixmenge)

Alternativ kann der Gerätehersteller eine Genehmigung für seine Motorlieferanten

beantragen, um eine fixe Anzahl von Motoren gemäß dem Flexibilitätssystem auf den

Markt zu bringen. Die fixe Anzahl von Motoren in jeder Motorkategorie, die gemäß dieser

Option auf den Markt gebracht werden kann, ist auf Höchstwerte beschränkt, die in der

Richtlinie angegeben sind.

3.2 Zielsetzungen

Der Zweck dieser Studie ist die Beurteilung der Auswirkungen davon, wenn die derzeit

von der Nutzung dieser Maßnahme ausgeschlossenen Motoren, die in

Schienenfahrzeugen, Lokomotiven und Binnenschiffen eingebaut sind, in das

Flexibilitätssystem aufgenommen werden, entweder durch Anwendung des

Prozentsatzes oder durch Anwendung der Fixmenge des OEM.

Die Möglichkeit der "Fixmenge" deckt Motoren über 560 kW nicht ab, und wurde deshalb in diesem Bericht nicht weiter untersucht.

3.3 Allgemeine Vorgangsweise und gemeinsame Hypothesen

Sämtliche in dieser Studie analysierten Szenarien haben eine Reihe gemeinsamer

Hypothesen.

Erstens verwenden wir für die Einheitswerte der externen Kosten den Durchschnittswert

für die EU, gemäß dem Europäischen Handbuch über externe Kosten (CE Delft, 2008) –

dies entspricht der in der IA-Studie verwendeten Vorgangsweise.

Tabelle 3-1: Durchschnittliche externe Kosten (EUR/Tonne)

5155 NOx

30625 PM

1171 HC

Zweitens werden alle Kosten und Vorteile auf 2007 diskontiert, zu einem Diskontsatz von

4%.

Drittens bewerten wir drei mögliche Hypothesen im Hinblick auf den Zeitrahmen,

innerhalb dem die IIIA-Motoren, die gemäß dem Flexibilitätsmechanismus genehmigt

sind, am Markt zugelassen sind:

• Alle durch den Flexibilitätsmechanismus abgedeckten Motoren werden im ersten

Jahr von Stufe IIIB (“ein Jahr Flexibilität”) auf den Markt gebracht.

• Alle durch den Flexibilitätsmechanismus abgedeckten Motoren werden in den

ersten zwei Jahren von Stufe IIIB, gleichmäßig über diesen Zeitraum verteilt

(“zwei Jahre Flexibilität”) auf den Markt gebracht.

• Alle durch den Flexibilitätsmechanismus abgedeckten Motoren werden in den

ersten drei Jahren von Stufe IIIB, gleichmäßig über diesen Zeitraum verteilt (“drei

Jahre Flexibilität”) auf den Markt gebracht.

3.4 Schienenfahrzeuge und Lokomotiven

In der IA-Studie wurden folgende Optionen in Erwägung gezogen:

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• Option 0: Keine Aktion oder Verlassen der Stufe IIIB Grenzwerteinführung im

Jahr 2012 für sowohl Schienenfahrzeuge als auch Lokomotiven.

• Option 1: Die Grenzwertstufe IIIB für alle Schienenfahrzeuge im Jahr 2016

festlegen.

• Option 2: Die Grenzwertstufe IIIB für große Schienenfahrzeuge und Lokomotiven

festlegen (> 560 kW) im Jahr 2016; Die Grenzwertstufe IIIB für kleine

Schienenfahrzeuge und Lokomotiven (< 560 kW) im Jahr 2012 behalten

Für alle Motortypen haben wir folgende Vorgangsweise gewählt:

• Wir berechnen die Differenz der jährlichen NOx- und PM-Emission zwischen

einem durchschnittlichen IIIA- und einem durchschnittlichen IIIB-Motor für jede

Leistungsklasse, unter Verwendung der technischen Hypothesen, die in der IA-

Studie verwendet wurden; diese technischen Hypothesen können von der

analysierten Option abhängen.

• Wir kombinieren diese Daten mit den externen Stückkosten, um die jährliche

Differenz der externen Kosten zwischen einem durchschnittlichen IIIA- und einem

durchschnittlichen IIIB-Motor für jede Leistungsklasse zu erhalten.

• Wir kombinieren die angenommene Lebenszeit des Motors, ausgedrückt in

Stunden, mit den durchschnittlichen Betriebsstunden pro Jahr, um die erwartete

Lebenszeit des Motors in Jahren zu erhalten.

• Wir schätzen die durchschnittliche Anzahl von Motoren, die jährlich in den 5

Jahren vor dem Beginn von Stufe IIIB auf den Markt gebracht werden (was

abhängig von der Motoranwendung und der analysierten Option abweichen

kann).

• Wir kombinieren diese Schätzung mit der zulässigen Flexibilität, um die Anzahl

der IIIA-Motoren zu erhalten, die in den ersten drei Jahren von Stufe IIIB auf den

Markt gebracht werden können. Wir ziehen drei mögliche Szenarien für die

zeitliche Aufteilung der Markteinführung dieser Motoren in Erwägung (siehe

weiter oben).

• Konformitätskosten werden als zusätzliche Kosten eines IIIB-Motors im Vergleich

zu einem IIIA-Motor berechnet. Der Investitionsaufwand wird lediglich in dem

Jahr getätigt, in dem der Motor auf den Markt gebracht wird, während die

Wartung und Nutzungskosten entstehen, bis der Motor außer Betrieb genommen

wird (d.h. bis zum Ende der berechneten Lebenszeit). Aufwandseinsparungen

konzentrieren sich also hauptsächlich auf den Beginn von IIIB.

• Für alle Anwendungen ist mehr als eine technische Lösung möglich, um Stufe

IIIB zu entsprechen. Wir gehen davon aus, dass der Hersteller stets die Lösung

mit dem niedrigsten Kapitalwert der Konformitätskosten wählen wird. Da die

vorausgesetzte Lösung nicht von der Motorleistung abhängig ist, sondern nur von

der Anwendung, wird dieselbe Lösung für jede Anwendung gewählt, unabhängig

von der Option und dem Flexibilitätssystem.

• Zusätzliche externe Kosten sind direkt proportional zur Anzahl der IIIA-Motoren in

Betrieb. Sie steigen folglich, bis alle IIIA-Motoren, die gemäß der Flexibilität

erlaubt sind, auf den Markt gebracht wurden, und bleiben konstant, bis die erste

Charge von IIIA-Motoren das Ende ihrer wirtschaftlichen Nutzungsdauer erreicht;

danach sinken die gesamten zusätzlichen externen Kosten.

• Schlussendlich berechnen wir den Kapitalwert (NPV) der zusätzlichen Kosten

und Vorteile, unter Verwendung desselben Diskontsatzes wie in der IA-Studie.

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Wie in der IA-Studie haben wir die Rail Diesel Study für unsere Prognosen der

kumulativen Gesamtanzahl von Dieseleisenbahnmotoren nach 2004 verwendet. Diese

Prognosen sind differenziert, abhängig von der Anwendung (Schienenfahrzeug,

Rangierlokomotiven und Hauptlokomotiven), aber nicht abhängig von der

Leistungsklasse. Da einige der analysierten Optionen von der Motorleistung abhängen,

wurden Hypothesen über die Verteilung dieser Motoren gemäß ihrer Leistungsklasse

erstellt.

Table 1-4 bis Table 1-6 bieten eine Übersicht über:

• Eingesparte Konformitätskosten

• Zusätzliche externe Kosten

• Nettovorteile

für jede Option, die in der IA-Studie berücksichtigt wurde, und für jede mögliche Version

des Flexibilitätssystems.

Bei der Interpretation dieser Gewinne und Verluste ist es wichtig, sich vor Augen zu

halten, dass sie in Bezug auf die Option gemäß der Analyse in der IA-Studie berechnet

wurden, und nicht in Bezug auf Option 0.

Einige Punkte werden direkt offensichtlich:

• Die Nettovorteile der erhöhten Flexibilität sind stets positiv. Dies ist nicht

überraschend, da die IA-Studie bereits gezeigt hat, dass Option 1 zu

Nettovorteilen für die Gesellschaft führen würde, zumindest für die

Konformitätskosten, die auf den Seiten 180-182 der IA-Studie angegeben

wurden.

• Je länger die Flexibilitätsperiode andauert, desto geringer sind die Einsparungen

an Konformitätskosten und die Zunahme der Umweltkosten. Dies ist lediglich auf

die Tatsache zurückzuführen, dass Teile dieser Kosten und Vorteile nunmehr mit

einer Verzögerung von einem Jahr auftreten. Aufgrund der Diskontierung wiegen

sie weniger schwer bei der Berechnung des NPV.

• Bei jeder Option werden die höchsten Vorteile stets für 1 Jahr Flexibilität und

50% Flexibilität erzielt.

Dies impliziert jedoch nicht zwangsläufig, dass die Flexibilität im Hinblick auf Eisenbahn-

Anwendungen vollständig auf das erste Jahr konzentriert sein sollte. In der Tat ermöglicht

die Flexibilität nicht nur die Senkung der Konformitätskosten durch Verschiebung der

Konformität für einen Teil des Produktsortiments. Flexibilität ermöglicht Herstellern auch,

Kapazitätseinschränkungen zu bewältigen, Größenvorteile für einzelne Produktserien zu

erzielen und Spitzen in der Nachfrage auszugleichen. Zu diesem Zweck ist es

möglicherweise besser, die Flexibilität über einen längeren Zeitraum zu streuen. Diese

Vorteile könnten jedoch mit den Daten, die wir zur Hand haben, nicht erfasst werden,

könnten jedoch sehr gut die wichtigsten Vorteile der Flexibilität sein.

Ein weiterer Punkt, den man bedenken sollte ist, dass der Großteil der oben genannten

Analyse unter der Hypothese ausgeführt wurde, dass die Erreichung von Stufe IIIB

technisch tatsächlich machbar ist.

Während der IA-Studie hatte die Eisenbahnindustrie jedoch den spezifischen Einwand

erhoben, dass vor 2016 möglicherweise keine IIIB-Lokomotiven zur Verfügung stehen

werden. In diesem Fall würde die Einhaltung von Option 0 tatsächlich zu negativen

ökologischen Auswirkungen führen, weil sehr alte Motoren in Betrieb gehalten würden,

anstelle sie durch IIIA-Motoren zu ersetzen. Wir haben diese Möglichkeit, die wir "Option

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0b" nennen, daher erforscht. Aufgrund einer eingeschränkten Datenverfügbarkeit

unterscheidet sich unser Ansatz leicht von dem in der IA-Studie verwendeten Ansatz.

Wir gehen davon aus, dass die alten Motoren, die bei Option 0b in Betrieb bleiben, im

Zeitraum 1990-2004 auf den Markt gebracht wurden. Wir haben die Differenz der

jährlichen NOx- und PM-Emissionen zwischen einer typischen Lokomotive, die 1990-

2004 auf den Markt gebracht wurde und einer typischen IIIA-Hauptlokomotive berechnet.

In diesem Fall würde Option 0 zu zusätzlichen Umweltkosten führen, mit einem NPV von

218.098.023 EUR.

Bei einem Flexibilitätssystem würde ein Teil dieser Altmotoren durch IIIA-Motoren ersetzt.

In diesem Fall würde die Flexibilität folglich eine Senkung der Umweltkosten ermöglichen.

Table 1-2 zeigt den NPV dieser Umweltgewinne

Tabelle 3-2: Option 0b NPV der Umweltgewinne im Vergleich zu “no flex”

20% 35% 50%

1 Jahr 53.342.966 65.411.322 77.479.677

2 Jahre 51.605.222 62.370.270 73.135.319

3 Jahre 49.912.036 59.407.195 68.902.354

Diese Einsparungen bei den Umweltkosten sind eine Unterschätzung der Vorteile der

Flexibilität gemäß Option 0b. In der Tat steigen bei Option 0b die Wartungskosten und

der Kraftstoffverbrauch für Eisenbahnbetreiber, da sie ältere Motoren in Betrieb halten.

Diese Ersatzkosten können mit den zur Verfügung stehenden Daten nicht angemessen

erfasst werden.

Wenn wir die Schätzungen von Table 1-4 bis Table 1-6 mit den Ergebnissen von Table

1-2 vergleichen, sehen wir, dass die eingesparten Konformitätskosten etwas geringer

sind als die ökologischen Vorteile der Flexibilität gemäß Option 0, falls keine Lokomotiven

der Stufe IIIB vor 2016 zur Verfügung stehen. Wenn folglich entschieden werden würde,

bei Option 0 zu bleiben, könnte der wichtigste Vorteil der Flexibilität eher in geringeren

Umweltkosten als in geringeren Konformitätskosten liegen (zumindest, wenn es der

Eisenbahnindustrie nicht möglich ist, vor 2016 der Stufe IIIB für Lokomotiven zu

entsprechen).

Es ist auch aufschlussreich, diese Ergebnisse mit den in der IA-Studie erzielten

Ergebnissen zu vergleichen

Tabelle 3-3: Vorteile von Option 1 und Option 2 im Vergleich zu Option 0 gemäß der IA-

Studie

Option 1 Option 2

Reduzierung der Konformitätskosten (Millionen EUR) 1034 802

Erhöhung der Umweltkosten (Millionen EUR) 671 549

Nettovorteil (Millionen EUR) 363 253

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Dies zeigt, dass der NPV erhöhter Flexibilität mehr als eine Größenordnung kleiner

ist als der NPV einer Umstellung auf Option 1 oder Option 2. Das stimmt sowohl für

die (negativen) ökologischen Auswirkungen als auch für die (positiven) Auswirkungen auf

die Konformitätskosten.

Wir müssen den Leser auch daran erinnern, dass die IA-Studie geschlossen hat, dass

viel Unsicherheit über die tatsächlichen Konformitätskosten besteht. Die IA-Studie hat

eine alternative Berechnung der Konformitätskosten vorgeschlagen, die zur

Schlussfolgerung geführt hat, dass Option 1 und 2 tatsächlich zu Nettoverlusten für die

Gesellschaft im Vergleich zu Option 0 führen würde.

Folglich:

• Mit Umweltkosten und Konformitätskosten, die ungefähr in derselben

Größenordnung liegen

• Mit signifikanter Unsicherheit in Bezug auf Konformitätskosten

ist der wichtigste Vorteil der Flexibilität wahrscheinlich, dass sie ermöglicht, mit der

Möglichkeit fertig zu werden, dass die Einhaltung von Stufe IIIB im Jahr 2012 bei

Hauptlokomotiven technisch nicht durchführbar ist. Wenn dies tatsächlich der Fall ist,

bringt die Flexibilität deutliche Nettovorteile für die Gesellschaft.

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Tabelle 3-4: Ergebnistabelle für 1 Jahr Flexibilität (Schienenfahrzeuge und Lokomotiven)

Flexibilitätsprozentsatz 0.2 0.35 0.5 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2

Eingesparte Konformitätskosten 35.501.270 28.303.960 30.192.433 62.127.222 49.531.930

52.836.758 88.753.175 70.759.900

75.481.082

Steigerung der externen Kosten 24.724.569 19.711.867 20.523.130 43.267.996 34.495.768

35.915.477 61.811.422 49.279.668

51.307.824

Nettovorteile 10.776.701 8.592.093 9.669.303 18.859.227 15.036.162 16.921.281 26.941.753 21.480.232

24.173.259

Tabelle 3-5: Ergebnistabelle für 2 Jahre Flexibilität (Schienenfahrzeuge und Lokomotiven)

Flexibilitätsprozentsatz 0.2 0.35 0.5

Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2


51.820.666 87.046.383 69.399.132

74.029.523


35.224.794 60.622.741 48.331.982

50.321.135

Nettovorteile 10.569.457 8.426.860 9.483.355 18.496.549 14.747.005 16.595.872 26.423.642 21.067.150

23.708.388

Tabelle 3-6: Ergebnistabelle für 3 Jahre Flexibilität (Schienenfahrzeuge und Lokomotiven)

Flexibilitätsprozentsatz 0.2 0.35 0.5 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2 Option 0 Option 1 Option 2


50.830.628 85.383.355 68.073.256

72.615.183


34.551.822 59.464.539 47.408.596

49.359.746

Nettovorteile 10.367.526 8.265.864 9.302.175 18.143.171 14.465.262 16.278.806 25.918.816 20.664.661

23.255.438

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3.5 Binnengewässer

Folgende Optionen wurden in der IA-Studie untersucht

• Option 0: Keine Aktion oder keine Einführung der neuen

Emissionsgrenzwertstufe IIIB/IV

• Option 1: Beibehaltung der CCNR-Stufe IIIB und Stufe IV-Vorschlag zur Stärkung

der Emissionsgrenzwerte

• Option 2: Beibehaltung der Euromot-Stufe IIIB und Stufe IV-Vorschlag zur

Stärkung der Emissionsgrenzwerte

Der Ansatz, den wir für Binnengewässer verwendet haben, unterscheidet sich in einigen

Punkten vom Ansatz, der für Eisenbahn-Anwendungen verwendet wurde.

Der wichtigste Unterschied ist, dass in der IA-Studie der Stufe IIIB sehr wenig

Aufmerksamkeit gewidmet wurde, da der Großteil der gestiegenen Konformitätskosten in

den Vorschlägen für Stufe IV liegt. Daher mussten wir zum Zweck dieser Studie mehrere

Hypothesen im Hinblick auf Stufe IIIB verwenden, die in der IA-Studie nicht verwendet

wurden, und die Vergleichbarkeit mit den Ergebnissen der IA-Studie ist folglich begrenzt.

Emissionsgrenzwerte für Binnenschiffe werden gemäß dem Hubraum (ausgedrückt als

L/Cyl) differenziert, werden aber als g/kWh dargestellt. Um eine Schätzung der

Schadstoffemissionen pro neuem Motor (ausgedrückt in Tonnen pro Jahr) zu erhalten, ist

es also entscheidend, eine Schätzung der kWh der pro Jahr pro Motor geleisteten

Leistung zu haben. Zu diesem Zweck haben wir eine Übereinstimmungstabelle zwischen

Hubraum und durchschnittlicher Höchstleistung verwendet3.

Wir haben für alle Motortypen eine jährliche Nutzung von 3000 Stunden und einen

Belastungsfaktor von 0,55 angenommen – dies stimmt mit den in der IA-Studie

verwendeten Hypothesen überein.

Wir berechnen die Differenz der jährlichen NOx- und PM-Emission zwischen einem

durchschnittlichen IIIA- und einem durchschnittlichen IIIB-Motor für jede Leistungsklasse,

unter Verwendung der Emissionsgrenzwerte gemäß dem Euromot- beziehungsweise

dem CCNR-Vorschlag. Bitte beachten Sie, dass bei beiden Vorschlägen das Jahr, in

dem die Emissionsgrenzwertstufe IIIB in Kraft tritt, von der Motorklasse abhängt.

Wir kombinieren diese Daten mit den externen Stückkosten, die in der IA-Studie

verwendet wurden (siehe Table 1-1), um die jährliche Differenz der externen Kosten

zwischen einem durchschnittlichen IIIA-Motor einerseits und einem durchschnittlichen

IIIB-Motor andererseits für jede Option zu erhalten. Diese Berechnung wird pro

Motorklasse durchgeführt.

Wie in der IA-Studie gehen wir davon aus, dass ein Motor eine Lebenszeit von 35.000

Stunden hat. Die Kombination der angenommenen Motorlebenszeit, ausgedrückt in

Stunden, mit den durchschnittlichen Nutzungsstunden pro Jahr, ergibt eine erwartete

Motorlebenszeit in Jahren von ungefähr 12 Jahren.

Wie in der IA-Studie gehen wir davon aus, dass 270 neue Motoren jährlich in den 5

Jahren vor dem Beginn von Stufe IIIB auf den Markt gebracht werden. Für die Verteilung

über die Motorklassen gehen wir davon aus, dass sie proportional zu den in Tabelle 6.7

enthaltenen Stückzahlen des JRC-Berichtes verteilt sind.

3 Erhalten von der Industrie.

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Wir kombinieren diese Schätzung mit der zulässigen Flexibilität, um die Anzahl der IIIA-

Motoren zu erhalten, die in den ersten drei Jahren von Stufe IIIB auf den Markt gebracht

werden können.

Konformitätskosten werden als zusätzliche Kosten eines IIIB-Motors im Vergleich zu

einem IIIA-Motor berechnet. Der Investitionsaufwand wird lediglich in dem Jahr getätigt,

in dem der Motor auf den Markt gebracht wird, während die Wartungs- und

Nutzungskosten entstehen, bis der Motor außer Betrieb genommen wird (d.h. bis zum

Ende der berechneten Lebenszeit). Aufwandseinsparungen konzentrieren sich also

hauptsächlich auf den Beginn von IIIB. Wir gehen davon aus, dass die eingesparten

Fixkosten proportional zur Anzahl der gemäß dem Flexibilitätssystem auf den Markt

gebrachten Motoren sind. Dies überschätzt wahrscheinlich die tatsächlichen

Einsparungen, da ein Teil dieser Fixkosten Entwicklungskosten sind, die für alle

Motorklassen gleich sind.

Zusätzliche externe Kosten sind direkt proportional zur Anzahl der IIIA-Motoren in

Betrieb. Sie steigen folglich, bis alle IIIA-Motoren, die gemäß der Flexibilität erlaubt sind,

auf den Markt gebracht wurden, und bleiben konstant, bis die erste Charge von IIIA-

Motoren das Ende ihrer wirtschaftlichen Nutzungsdauer erreicht; danach sinken die

gesamten zusätzlichen externen Kosten.

Schlussendlich berechnen wir den Kapitalwert (NPV) der zusätzlichen Kosten und

Vorteile, unter Verwendung desselben Diskontsatzes wie in der IA-Studie.

3.5.1 Option 1: CCNR-Vorschlag

Konformitätskosten für den CCNR-Vorschlag der Stufe IIIB hängen davon ab, ob SCR für

die Konformität erforderlich ist oder nicht. Falls SCR nicht erforderlich ist, steigen die

variablen Konformitätskosten höchstens um einige Prozentpunkte im Vergleich zu Stufe

IIIA. Falls SCR erforderlich ist, wäre die Steigerung der variablen Kosten im Vergleich zu

Stufe IIIA mit der Steigerung der variablen Kosten gemäß dem Euromot-Vorschlag für

Stufe IV vergleichbar - dies ist jedoch das Worst-case-Szenario.

Nach einiger Diskussion in der Industrie wurde beschlossen, von den folgenden

jährlichen Nutzungs- und Wartungskosten für die CCNR-Stufe IIIB auszugehen:

• 2.000-3.000 EUR, wenn SCR nicht installiert ist

• 7.000-8.000 EUR, wenn SCR installiert ist; diese Zahl beinhaltet den

Karbamidverbrauch von 5.000 EUR pro Jahr. Mit dem geringen Grad an

Reduktion, der in Stufe IIIB erforderlich ist, könnte der Motor neu eingestellt

werden, um diese Kosten mittels verbesserten Kraftstoffverbrauchs

auszugleichen. Dies würde jedoch bedeuten, dass der Hersteller das

erforderliche Testprogramm für eine Neukalibrierung ausführen muss, von dem

die Industrie behauptet, dass es nicht durch Verkaufsvolumen gerechtfertigt ist.

Wenn ein Nachrüstungs-SCR vom Händler eingebaut wird, würde die potentielle

Kraftstoffeinsparung nicht erzielt.

Zusätzlich zu diesen gestiegenen Betriebskosten würden 7 Millionen EUR an

Entwicklungskosten anfallen, wenn alle Hersteller ein Entwicklungsprogramm zur

Erfüllung der CCNR-Stufe IIIB ausführen müssten. Unsere Branchenkontakte vermuten,

dass viele Hersteller dies nicht tun würden, sondern dass ihre Händler ein Nachrüstungs-

SCR-System einbauen und in ihrem eigenen Namen zertifizieren würden, um ihr

Geschäft aufrecht zu erhalten. Die gesamten Entwicklungskosten würden also niedriger

sein, wenn einige Hersteller den Ausstieg beschließen.

Es gibt folglich viel Unsicherheit im Hinblick auf die Schätzung der Konformitätskosten.

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3.5.2 Option 2: Der Euromot-Vorschlag.

Für Option 2 würden die zusätzlichen jährlichen Nutzungs- und Wartungskosten

zwischen 1.500 und 2.000 EUR liegen.

Darüber hinaus würden Zertifizierungskosten in Höhe von 20.000 EUR pro Motorfamilie

anfallen, mit 10 Antriebsmotor-Familien und 15 Hilfsmotor-Familien am europäischen

Markt. Wir nehmen an, dass diese Zertifizierungskosten gleichmäßig über den Zeitraum

verteilt sind, in dem IIIA-Motoren gemäß dem Flexibilitätssystem auf den Markt gebracht

werden können.

3.5.3 Zusammenfassung für Binnengewässer

Table 1-8 bis Table 1-10 bietet eine Übersicht über:

• Eingesparte Konformitätskosten

• Zusätzliche externe Kosten

• Nettokosten

für jede Option, die in der IA-Studie berücksichtigt wurde, und für jede mögliche Version

des Flexibilitätssystems. Wir stellen lediglich die oberen und unteren Grenzen des

Bereichs der Konformitätskosten dar, die wir berücksichtigt haben.

Wir können folgendes feststellen:

• Der NPV gestiegener Umweltkosten ist höher, wenn Flexibilität auf den CCNR-

Vorschlag angewendet wird, als wenn sie auf den Euromot-Vorschlag

angewendet wird. Dies ist, was wir erwarten hätten können, da die

Emissionsgrenzwerte des CCNR-Vorschlags strenger sind als jene des Euromot-

Vorschlags. Darüber hinaus treten die Emissionsgrenzwerte des CCNR-

Vorschlags früher als die Emissionsgrenzwerte des Euromot-Vorschlags in Kraft.

• Es kann bestätigt werden, dass für beide Vorschläge mehr als 80% der

gestiegenen Umweltkosten auf Motoren in den Kategorien (3.5-7 Hubraum L/cyl)

und (15- 20 Hubraum L/cyl) zurückzuführen sind. Dies ist nicht überraschend, da

dies die Kategorien mit den höchsten Marktanteilen sind.

Bei der Interpretation dieser Ergebnisse ist es wichtig, daran zu denken, dass:

• Sie in Bezug auf die Option gemäß der Analyse in der IA-Studie berechnet

wurden, und nicht in Bezug auf Option 0.

• Im Gegensatz zu den Erkenntnissen bei Eisenbahnen verursacht eine erhöhte

Flexibilität stets Nettokosten für die Gesellschaft: die erhöhten Umweltkosten

überwiegen stets erheblich die eingesparten Konformitätskosten:

Aufgrund der Diskontierung sind die Änderungen der Konformitätskosten und

Umweltkosten niedriger, wenn der Flexibilitätszeitraum erweitert ist. Für beide Optionen

wird die geringste Zunahme der Nettokosten für 20% und 3 Jahre Flexibilität festgestellt.

Die Vorteile und Kosten der Verteilung der Flexibilität über einen längeren Zeitraum sind

sehr gering im Vergleich zu den Vorteilen und Kosten von Änderungen des

Flexibilitätsprozentsatzes.

Wir sehen auch, dass die Konformitätskosten für Stufe IIIB gering sind im Vergleich zu

den Konformitätskosten für Stufe IV, sicherlich im Fall des Euromot-Vorschlags. Dies ist

hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Entwicklungskosten im

Zusammenhang mit der Euromot-Stufe IIIB gesenkt sind, weil sie ohnehin für den US-

Markt erforderlich sind. Es ist nach wie vor undeutlich, ob die Übereinstimmung mit den

Grenzwerten der CCNR-Stufe IIB SCR erfordern würde. Wenn dies nicht der Fall ist,

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liegen die Konformitätskosten für den CCNR-Vorschlag nahe an den Schätzungen für

den Euromot-Vorschlag (zumindest für Stufe IIIb).

Die Gesamtkosten und -Vorteile jeder Option, gemäß der Berechnung der IA-Studie,

werden in Table 1-7 zusammengefasst. Bei der Interpretation dieser Tabelle muss man

beachten, dass die IA-Studie die Konformitätskosten für Stufe IIIB nicht berücksichtigt

hat, weil man davon ausgegangen ist, dass sie im Vergleich zu den Konformitätskosten

für Stufe IV sehr gering sind.

Tabelle 3-7: Kosten und Vorteile für IWW gemäß der IA-Studie

CCNR-Vorschlag Euromot-Vorschlag

Ökologische Vorteile 2 804 Millionen EUR 1 979 Millionen EUR

Konformitätskosten (hohe Schätzung) 2 138 Millionen EUR 1 145 Millionen EUR

Konformitätskosten (niedrige Schätzung) 1 774 Millionen EUR 780 Millionen EUR

Nettovorteile (hohe Konformitätskosten) 666 Millionen EUR 834 Millionen EUR

Nettovorteile (niedrige Konformitätskosten) 1 030 Millionen EUR 1 199 Millionen EUR

Selbst bei einem (1 Jahr, 50%) Flexibilitätssystem sehen wir, dass eine verlängerte

Flexibilität sehr geringe Auswirkungen auf die Umweltkosten, Konformitätskosten und

Nettokosten hat, wenn man sie mit den Gesamtkosten und Vorteilen jeder Option

vergleicht.

Im Allgemeinen können wir schlussfolgern, dass die Flexibilität die grundlegenden

Probleme in Bezug auf Option 1 (hohe fixe Konformitätskosten für einen kleinen Markt),

die nur in Stufe IV auftreten, nicht ändern wird.

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Tabelle 3-8: Ergebnistabelle für 1 Jahr / 2 Jahre / 3 Jahre Flexibilität (IWW)

Flexibilitätsprozentsatz 0.20% 0.35% 0.50% CCNR Euromot CCNR Euromot CCNR Euromot Untergrenze eingesparte Konformitätskosten 1.141.420 760.948 1.997.485 1.331.657 2.853.550 1.902.368 Obergrenze eingesparte Konformitätskosten 3.424.259 987.199 5.992.454 1.727.598 8.560.649 2.467.997

Steigerung der externen Kosten 8.631.251 7.671.935 15.104.689 13.425.887 21.578.127 19.179.839 Untergrenze Nettokosten 5.206.992 6.684.736 9.112.235 11.698.289 13.017.478 16.711.842 Obergrenze Nettokosten 7.489.831 6.910.987 13.107.204 12.094.230 18.724.577 17.277.471

Tabelle 3-9: Ergebnistabelle für 2 Jahre Flexibilität (IWW)

Flexibilitätsprozentsatz 0.20% 0.35% 0.50% CCNR Euromot CCNR Euromot CCNR Euromot Untergrenze eingesparte Konformitätskosten 1.119.469 746.314 1.959.072 1306049 2.798.674 1.865.784 Obergrenze eingesparte Konformitätskosten 3.358.408 968.214 5.877.215 1.694.375 8.396.021 2.420.535

Steigerung der externen Kosten 8.465.265 7.524.398 14.814.214 13.167.697 21.163.163 18.810.996

Untergrenze Nettokosten 5.106.857 6.556.184 8.936.999 11.473.322 12.767.142 16.390.461

Obergrenze Nettokosten 7.345.796 6.778.084 12.855.142 11.861.648 18.364.489 16.945.212

Tabelle 3-10: Ergebnistabelle für 3 Jahre Flexibilität (IWW)

Flexibilitätsprozentsatz 0.20% 0.35% 0.50% CCNR Euromot CCNR Euromot CCNR Euromot Untergrenze eingesparte Konformitätskosten 1.098.082 737.287 1.921.643 1.290.252 2.745.205 1.843.217 Obergrenze eingesparte Konformitätskosten 3.294.246 956.692 5.764.930 1.674.211 8.235.614 2.391.730

Steigerung der externen Kosten 8.303.536 7.484.606 14.531.187 13.098.061 20.758.839 18.711.515

Untergrenze Nettokosten 5.009.290 6.527.914 8.766.257 11.423.850 12.523.225 16.319.785

Obergrenze Nettokosten 7.205.454 6.747.319 12.609.544 11.807.809 18.013.634 16.868.298

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