Stakeholders analysis in water supply systems

Dissertation ETH 13992 von Donald E. Tillman

Zusammenfassung

Um Wasserversorgungssysteme optimieren und weiterentwickeln zu können, muss zunächst der Blickwinkel verbreitert werden. Denn traditionellerweise wurde fast ausschliesslich auf technischen Aspekten fokussiert. Heute sind die technischen Probleme aber weitgehend behoben: eine stark schwankende Wassernachfrage kann jederzeit befriedigt und dabei Lebensmittelqualität des Wassers garantiert werden. Trotzdem sind die Wasserversorgungen massiv unter Druck geraten, da ihnen mangelnde Effizienz vorgeworfen wird. Warum wurde zum Beispiel mancherorts die Lieferkapazität in den letzten 25 Jahren trotz sinkender Wassernachfrage erhöht? Solche Phänomene lassen sich mit technischen Argumenten allein nicht erklären. Offensichtlich spielen die nicht-technischen Aspekte eine wesentliche Rolle. Der Blickwinkel muss auf die Interessen, Anreize oder Sachzwänge der involvierten Akteure (Ingenieure, Politiker, Konsumenten, Staat etc.) erweitert werden.

Auch müssen die Wasserversorgungen vermehrt flexibel auf sich ändernde Umwelteinflüsse reagieren können (unsichere Verbrauchsentwicklung, konkurrenzierende Regenwassernutzung, Liberalisierungsdruck etc.). Die traditionellen Massnahmen zur Erhöhung der Flexibilität - Redundanz im Leitungssystem und grosse Kapazitätsreserven - sind dazu aufgrund des allgemeinen Effizienzdrucks nicht mehr geeignet. Entsprechend müssen die Sichtweise geändert, die gängigen Ingenieurregeln hinterfragt und neue Versorgungskonzepte entwickelt werden.

Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist, das Verhalten der Akteure und den daraus resultierenden Einfluss auf die Entwicklung der Wasserversorgung zu ergründen. Welches sind die vorherrschenden Interessen, Handlungsstrategien und Interaktionen der Akteure? Mögliche Defizite der heutigen Versorgungsstrategien sollen aufgezeigt und Massnahmen identifiziert werden, welche die Handlungsmöglichkeiten der Wasserversorgungen erhöhen.

Dazu wurde eine Methodik entwickelt, die auf der Verknüpfung von soziologischen und technischen Werkzeugen basiert. Sie beinhaltet die folgenden Schritte:

• Die typischen Verhaltensregeln der Akteure werden aufgrund von Beobachtungen, Literaturrecherchen und Interviews in Form von „wenn – dann“ Sätzen postuliert. Zum Beispiel: „Wenn die Kapazitätsreserve weniger als 20% beträgt, dann wird eine Kapazitätsvergrösserung geplant“.

• Diese Regeln werden in einem partizipativen Prozess mit den involvierten Akteuren diskutiert, analysiert, verändert und erweitert. In dem daraus entstandenen Regelkatalog sind die charakteristischen Ziele, Interessen, Strategien und Verhaltensregeln der Akteure dokumentiert.

• Ein agenten-basiertes Computermodell wird entwickelt, welches die eruierten Verhaltensregeln auf ein virtuelles Wasserversorgungssystem anwendet. Die Richtigkeit des Modells wird durch die Abbildung der historischen Entwicklung einer realen Wasserversorgung überprüft. Dabei wird die Entwicklung von technischen und finanziellen Variablen wie Kapazität, Alter der Leitungen, Investitionen, Preis etc. in Realität und Modell verglichen. Eine Sensitivitätsanalyse hilft, die Relevanz von einzelnen Parametern (Bestandteile der Regeln) zu überprüfen.

• Durch die Simulation von alternativen Planungs- und Managementstrategien der Akteure wird untersucht, wie auf die Unsicherheiten, Risiken und Chancen der Zukunft am besten reagiert werden könnte.
  
  

Diese Methodik wurde auf eine städtische Wasserversorgung angewandt. Beschrieben wurden die Wasserversorgung, eine Ingenieurfirma, politische Vertreter, Konsumenten und Behörde (Staat). Dies führte zu einem verbesserten Verständnis der Ziele, Interessen, Sachzwänge und Handlungsstrategien der Akteure. Dabei ist der Gesamtprozess wichtiger als die Resultate der einzelnen Schritte. Er ermöglicht, die oft nicht explizit bewussten Entscheidungsregeln der Akteure zu strukturieren, diskutieren und visualisieren.

Trotz der Komplexität der abgebildeten Wasserversorgung konnte das Modell - basierend auf ca. 140 Verhaltensregeln - die generelle Entwicklung sowohl der technischen als auch der finanziellen Aspekte über die letzten 100 Jahre nachbilden. Die Sensitivitätsanalyse zeigte, dass für die Entwicklung der Infrastruktur nicht die einzelnen Parameter der Regeln entscheidend sind (z.B. 15 oder 20% Reserve), sondern die angewandten Ingenieurregeln selbst (z.B. wird eine Reserve angestrebt oder nicht) und die Entwicklung der Wasserverbrauchsspitzen.

Die Simulation von drei verschiedenen Strategien offenbarte deren Vor- und Nachteile, womit das Bewusstsein der Akteure für Chancen und Risiken der verschiedenen Handlungsoptionen geschärft wurde. So konnte die Simulation zeigen, dass das traditionelle Ingenieurkonzept, die Wassernachfrage unter allen Umständen zu befriedigen, fast zwangsläufig zu grossen Kapazitätsreserven führt. Dies wiederum erhöht die Kosten und kann betriebliche Schwierigkeiten verursachen. Schliesslich resultiert das Risiko von Sanktionen seitens KonsumentInnen und PolitikerInnen, was die Handlungsfreiheit erheblich einschränkt.

Einen Ausweg aus diesem Dilemma bieten Strategien wie das „demand-side management“ (aktive Beeinflussung der Konsumenten). Dieses Konzept fokussiert nicht auf die Lieferung von möglichst viel Wasser (um z.B. Geschirr zu waschen), sondern auf das Erbringen einer Dienstleistung (z.B. sauberes Geschirr erzeugen). Damit bekommen die Anbieter mehr Möglichkeiten den Verbrauch zu beeinflussen, ohne dass es zu Einbussen für die VerbaucherInnen kommt. Das Konzept verspricht langfristige Vorteile, während kurzfristige Nachteile aufgefangen werden können. Entsprechend wird die schrittweise Einführung dieser Strategie empfohlen.

Wenn solche neuen Strategien für die Weiterentwicklung der Wasserversorgung eingeführt werden sollen, müssen auch die bestehenden Anreizsysteme geändert werden. Diese geben die Randbedingungen vor, innerhalb derer sich die Akteure aufgrund ihrer Interessen optimieren können. Die Anreize müssen so modifiziert werden, dass es sich für die Ingenieure lohnt, die Optimierung der Dienstleistung in den Vordergrund zu stellen und die Dimensionen von Infrastruktur und Wasserfluss zu minimieren. Diese Veränderung ist unabdingbar, wenn in Zukunft ein effizientes, bezahlbares und in der Bevölkerung wieder gut akzeptiertes Wasserversorgungssystem erhalten werden soll.