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Sustainability potentials of corporate mobility as a service systems
2025
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
Genehmigende Fakultät
Fak08
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-07-14
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-06213
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1015036/files/1015036.pdf
Einrichtungen
Projekte
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
corporate mobility as a service (frei) ; fleet optimization (frei) ; multimodal transportation (frei) ; potential analysis (frei) ; sustainability assessment (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 330
Kurzfassung
Corporate Mobility as a Service (CMaaS) stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, um die Nachhaltigkeitsprobleme im Zusammenhang mit unternehmensbezogener Mobilität zu bewältigen. Da Firmenwagen einen erheblichen Anteil am Fahrzeugbestand in Deutschland ausmachen und stark zu mobilitätsbedingten Schäden wie Treibhausgasemissionen, Lärm, Luftverschmutzung und Staus beitragen, stehen aktuelle Mobilitätspraktiken in Unternehmen oft im Widerspruch zu ökologischen und sozialen Nachhaltigkeitszielen. Trotz eines zunehmenden Bewusstseins für diese Probleme setzen viele Unternehmen weiterhin auf exklusive, unimodale Fahrzeugflotten. CMaaS kombiniert die Vorteile exklusiver Mobilitätsdienste, z. B. firmeneigene oder Leasing-Fahrzeuge, mit öffentlichen Mobilitätsdiensten wie Bikesharing oder Taxis. Während exklusive Mobilitätsdienste Flexibilität und Verfügbarkeit sicherstellen, können öffentliche Mobilitätsdienste dazu beitragen, den Mobilitätsbedarf zu Spitzenzeiten zu decken. Da CMaaS die Abhängigkeit vom Auto verringert und emissionsarme Verkehrsmittel wie Elektrofahrzeuge, Fahrräder oder E-Scooter integriert, wird erwartet, dass es die negativen Umwelt- und Sozialwirkungen der Unternehmensmobilität reduziert. Vor diesem Hintergrund verfolgt die Dissertation das Ziel, die bislang begrenzte wissenschaftliche Literatur zu CMaaS zu erweitern, Entscheidungshilfen zur Integration verschiedener Mobilitätsdienste mit unterschiedlichen technischen Anforderungen und Kostenstrukturen zu bieten und das Nachhaltigkeitspotenzial von CMaaS zu quantifizieren. Durch die Ableitung allgemeiner Erkenntnisse über das Potenzial von CMaaS, negative wirtschaftliche, ökologische und soziale Auswirkungen der Unternehmensmobilität zu reduzieren, unterstützt diese Forschung sowohl Verantwortliche für Unternehmensmobilität bei der Entscheidung über die Einführung von CMaaS als auch politische Entscheidungsträger bei der Gestaltung eines zukunftsfähigen Mobilitätssystems. Diese kumulative Dissertation enthält drei Forschungsarbeiten, die jeweils eine Dimension der Nachhaltigkeit untersuchen. Die erste Studie entwickelt ein Instrument, das Verantwortliche für Unternehmensmobilität bei der kostenoptimierten Gestaltung eines maßgeschneiderten CMaaS-Systems unterstützt. Es handelt sich um das erste strategisch-taktische Optimierungsmodell, das auf Grundlage eines gegebenen Mobilitätsbedarfs das optimale CMaaS-Design ermittelt und dabei relevante Entscheidungen und Einschränkungen sowohl für exklusive als auch öffentliche Mobilitätsdienste berücksichtigt. Durch die Anwendung des Modells auf eine Fallstudie werden die Kostenimplikationen der ermittelten CMaaS-Systeme bewertet und allgemeine Erkenntnisse für CMaaS abgeleitet. Die zweite Forschungsarbeit berücksichtigt die Tatsache, dass immer mehr Unternehmen gesetzlich verpflichtet sind, ihre Treibhausgasemissionen zu senken. Um die Treibhausgasemissionen der einzelnen Mobilitätsdienste zu quantifizieren, wird eine Lebenszyklusanalyse (LCA) durchgeführt, die die über die Lebensdauer emittierten CO2-Äquivalente pro Personenkilometer quantifiziert. Das Entscheidungsmodell wird zu einem bi-objektiven Optimierungsansatz erweitert, der gleichzeitig Unternehmenskosten und Emissionen minimiert, um Zielkonflikte zwischen wirtschaftlicher und ökologischer Nachhaltigkeit sichtbar zu machen. In der dritten Forschungsarbeit werden die sozialen Auswirkungen von CMaaS durch eine Bewertung der sozialen Kosten untersucht. Dabei wird die gesellschaftliche Belastung durch Unternehmensmobilität ermittelt, indem die individuellen (internen) Kosten mit den Kosten verglichen werden, die der Gesellschaft durch das Mobilitätsverhalten eines Einzelnen entstehen (externe Kosten). Das zugrundeliegende Optimierungsmodell aus der ersten Forschungsarbeit wird hierfür angepasst und es werden neue Zielfunktionen implementiert, die entweder die internen, die externen oder die Summe aus beiden, d. h. die sozialen Kosten, minimieren. Um verallgemeinerbare Erkenntnisse über CMaaS abzuleiten, werden die Methoden der drei Forschungsarbeiten auf eine umfassende Fallstudie angewendet, die auf den Fahrprofilen von 144 deutschen Unternehmen basiert. Durch den Vergleich der individuellen Mobilitätskosten, Treibhausgasemissionen und sozialen Kosten eines traditionellen, unimodalen Mobilitätssystems mit einem optimierten CMaaS-System werden die Nachhaltigkeitspotenziale von CMaaS quantifiziert. Mit dem Vorschlag einer geeigneten Methodik zur Analyse der Potenziale von CMaaS zur Verringerung negativer Auswirkungen in jeder Nachhaltigkeitsdimension und deren Anwendung auf eine gemeinsame, umfassende Fallstudie bietet diese Dissertation erstmals einen integrierten Ansatz für die prospektive Gestaltung von CMaaS unter Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer und sozialer Ziele, der auch als Entscheidungshilfe für Verantwortliche für Unternehmensmobilität dient.Corporate Mobility as a Service (CMaaS) emerges as a promising approach to address the sustainability challenges associated with company-related mobility. Since corporate cars make up a significant share of the German vehicle fleet and contribute heavily to mobility-related damages, e.g., greenhouse gas (GHG) emissions, noise, air pollution, and congestion, current mobility practices in companies are often at odds with environmental and social sustainability goals. Despite increasing awareness of these issues, most companies still rely on exclusive, unimodal car fleets. CMaaS combines the benefits of exclusive mobility services, e.g., owned or leased cars, with public mobility services, e.g., bikesharing or taxis. While exclusive mobility services provide flexibility and reliability, public mobility services can help to cover the mobility demand during peak hours. Since CMaaS decreases the dependence on cars and provides low-emitting modes, e.g., electric cars, bikes, and scooters, it is expected to decrease the negative environmental and social impacts of corporate mobility. Against this background, the aim of this dissertation is to contribute to the limited literature on CMaaS, provide decision support for integrating multiple mobility services with different technical characteristics and cost structures, and quantify the sustainability potentials of CMaaS. By creating general insights about the potentials of CMaaS to reduce the negative economic, environmental, and social impacts of corporate mobility, this research supports corporate mobility managers in deciding about the implementation of CMaaS in their companies, and political decision-makers in making better-informed decisions about our future mobility system. This cumulative dissertation contains three research papers, each conducting an assessment in one sustainability dimension. The first research paper develops a tool that helps corporate mobility managers design their customized CMaaS system under a cost objective. It is the first strategic-tactical optimization model that identifies the optimal CMaaS design for a given mobility demand, while considering the relevant decisions for and restrictions of exclusive and public mobility services. Applying the model to a case study, the research paper assesses the cost implications of the determined CMaaS systems and deduces general insights for CMaaS. The second research paper considers the fact that an increasing share of companies is obliged to decrease their GHG emissions. To quantify the GHG emissions of each regarded mobility service, a Life Cycle Assessment (LCA) is conducted that quantifies the life time CO2 equivalents emitted per passenger kilometer. By transforming the decision-support tool into a bi-objective optimization model that minimizes corporate costs and GHG emissions, the trade-off between minimum economic and minimum environmental impacts is assessed. The third research paper quantifies the social impacts of CMaaS, conducting a social cost assessment. Herein, the social burden of corporate mobility is evaluated by comparing the costs that are borne by the individual user (internal costs) with the costs that incur to society due to the mobility behavior of an individual (external costs). The underlying optimization model from the first research paper is adjusted to account for social costs, and new objective functions are implemented to minimize either the internal costs, the external costs, or the sum of both, which are the social costs. To deduce general insights about CMaaS, the methodologies of all three research papers are applied to a comprehensive case study, which is based on trip data of 144 companies in Germany. By comparing the individual internal mobility costs, GHG emissions, and social costs of each company in a traditional setting with unimodal car fleets to an optimized CMaaS setting, the potentials of CMaaS to decrease the sustainability-related impacts of corporate mobility are quantified. Proposing the suitable methodology to analyze the potentials of CMaaS to reduce negative impacts in each dimension of sustainability and applying it to a common, comprehensive case study, this dissertation for the first time provides an integrated approach for the prospective design of CMaaS under economic, environmental, and social objectives, that also serves as decision support for corporate mobility managers.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT031220854
Interne Identnummern
RWTH-2025-06213
Datensatz-ID: 1015036
Beteiligte Länder
Germany
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