Titelbild Kosten Hirst Automatic

Kosten im Vergleich: automatische versus traditionelle Pollenüberwachung

Wieviel kostet die automatische versus die traditionelle Pollenüberwachung im Vergleich?

In diesem Blog-Beitrag wagen wir einen Vergleich der Kosten von automatischer versus traditioneller Pollenüberwachung. Dabei betrachten wir die Initialkosten sowie die Langzeitbetriebskosten der traditionellen Pollenzählung mit der «Hirst-Methode» gegenüber einer automatisierten Lösung zur Echtzeit-Pollenüberwachung.

Mit der «Hirst-Methode» meinen wir die Verwendung einer automatischen, volumetrischen Sporenfalle die von J.M. Hirst 1951 beschrieben wurde. Der Prozess basiert auf der anschliessenden manuellen Erkennung und Zählung der Pollen unter dem Mikroskop im Labor. Diese Methode ist standardisiert nach EN 16868 : 2019 (Aussenluft – Probenahme und Analyse luftgetragener Pollen und Pilzsporen für Allergienetzwerke – Volumetrische Hirst-Methode).

Kosten der traditionellen Pollenüberwachung mit Hirst

Starten wir also mit der Analyse der manuellen Pollenzählung, welche bis dato immer noch die weltweit meistverbreitete Methode zur Pollenüberwachung darstellt. Zunächst müssen wir einen Anhaltspunkt für die Kosten schaffen. Für diesen Beitrag haben wir Informationen im Austausch mit Experten zusammengetragen und ein paar wenige Annahmen getroffen. Im gezeigten Beispiel ist ein durchschnittlicher Stundensatz für Laborarbeiten in Deutschland definiert. Folgende Tabelle zeigt die Kostenstruktur:

Kosten traditioneller Pollenüberwachung mit der Hirst-Methode in Deutschland

Durchschnittliche Kosten einer Arbeitsstunde (Bruttolöhne und andere Arbeitskosten) (Quelle Eurosat)35.60€/h
Durchschnittliche Wochenarbeitszeit im Land im Jahr 2019 (alle Beschäftigten)
(Quelle Eurosat)
40.2h
Annahme: Anzahl der Tage pro Jahr mit Bewertung der Pollen274Tage
Annahme: Arbeitsaufwand für Pollenauszählung und Identifizierung einer Falle25.0% FTE
Arbeitsstundenaufwand für Pollenzählung und Identifizierung einer Falle393.2h/Jahr
Kosten für die manuelle Auswertung einer Pollenfalle pro Jahr13’998€/Jahr
Annahme: Arbeitsstunden für Betrieb und Wartung einer Pollenfalle16.5h/Jahr
Arbeitskosten für Betrieb und Wartung einer Pollenfalle587€/Jahr
Annahme: Verbrauchsmaterial für Betrieb und Wartung einer Pollenfalle400€/Jahr
Gesamtkosten für Betrieb und Wartung einer Pollenfalle14’985€/Jahr

Die Kosten der Arbeitsstunden und der Arbeitszeiten pro Woche sind sehr stark von Land und Region abhängig. Für das Beispiel haben wir die Daten für Deutschland von Eurostat verwendet.

Gleichzeitig gehen wir davon aus, dass im Jahr während der gesamten Pollensaison von 9 Monaten bzw. 274 Tagen die Pollenbelastung evaluiert wird. Gemäss Experten entspricht der Aufwand für die Auszählung der Pollen auf dem Klebestreifen einer Hirst-Pollenfalle einem Pensum von 25%. Zusätzlich haben wir noch 16.5 Stunden für die Wartung der Hirst-Pollenfalle und €400 für Verbrauchsmaterial eingerechnet. Die jährlich wiederkehrenden Kosten für eine manuelle Hirst-Pollenfalle werden von den Arbeitskosten für die manuelle Identifikation dominiert. Im Beispiel sind das 14’000 Euro und weitere 1’000 Euro für die Wartung und Verbrauchsmaterialien. Bemerkenswert ist, dass diese Zahlen linear sind und jedes Jahr anfallen. Es gibt also keine Skalierungseffekte bei einem Messnetz mit mehreren Stationen.

Betrachten wir nun das ganze über eine Laufzeit von 10 Jahren. Zu Beginn gibt es Initialkosten für den Kauf einer Hirst-Pollenfalle, die wir auf ungefähr €5’000 schätzen. Die jährlichen Kosten für den Betrieb liegen nach unseren Berechnungen bei €15’000. Somit kommen wir in unserem Beispiel auf eine Summe von 155’000 Euro für einen Lebenszyklus von 10 Jahren. Die nachfolgenden Abbildung visualisiert den linearen Verlauf. Der blaue Steifen stellt dabei die Abweichung dar, welche durch die unterschiedlichen Stundensätze und Initialkosten in anderen europäischen Staaten entstehen können. Nicht eingerechnet sind Zusatzkosten für die Rekrutierung von Personal und die Schulung der Spezialisten:innen für die Pollenidentifikation.

Kosten der manuellen Pollenüberwachung mit Hirst
Kosten der manuellen Pollenbestimmung mit der Hirst-Methode für 10 Jahre für Deutschland

Was kostet die automatische Pollenüberwachung im Vergleich?

In diesem Abschnitt betrachten wir nun ein automatisches Pollenmesssystem. Die Initialkosten für ein Einzelsystem liegen im Bereich von 50’000 bis 70’000 Euro. Diese setzen sich zum Beispiel aus folgenden Positionen zusammen:

  • Messinstrument
  • Software für das Datenmanagement
  • Identifikations-Algorithmen
  • Transport, Installation, Inbetriebnahme und Schulung
  • administrativen Kosten der Betreiber:in

Erwähnenswert ist, dass im Vergleich zur traditionellen Pollenüberwachung ein automatisches Messnetz Skalierungseffekte hat, welche diese Kosten reduzieren.  Im folgenden Beispiel werden fünf automatische Systeme in einem Netzwerk betrieben und die Kosten auf ein System herunter gerechnet. Ausserdem nehmen wir an, dass für Deutschland bereits validierte Identifikations-Algorithmen für die relevanten Pollen-Taxa vorliegen.  Neue Pollentaxa müssen somit nicht trainiert werden. Für das Trainieren und Validieren von neuen Pollentaxa wären einmalige Zusatzkosten hinzuzurechnen. Nach der Installation beginnt die kontinuierliche Echtzeit-Messung der Pollenkonzentrationen vor Ort. Die fünf Systeme laufen ab diesem Zeitpunkt komplett automatisch.

Die jährlichen Kosten von einem automatischen Pollenmonitor setzen sich ab diesem Zeitpunkt aus den Wartungskosten und den Kosten für das Daten-Hosting zusammen. Da die Messsysteme eine filterlose Konstruktion aufweisen und keine Verbrauchsmaterialien benötigen, fallen während der Pollensaison keine regelmässige Wartungsarbeiten an. Ebenso sind sie für eine Lebensdauer von mindesten 10 Jahren ausgelegt. Dazu kommen die Wartungskosten die neben der jährlichen Systemwartung vor Ort auch die Softwarewartung beinhalten. Diese besteht aus Sicherheitsupdates sowie Verbesserungen, Bug-fixes und Funktionserweiterungen zur Werterhaltung der Systeme. Schlussendlich kommt als weiterer Anteil die präventive Wartung mit Hilfe von Fernüberwachung hinzu. Ebenso fallen nicht zu vernachlässigende Beträge für das Daten-Hosting an.

Alle erwähnten Serviceleistungen summieren sich somit pro System zu einem Betrag von rund 8’000 Euro im Jahr. Dabei betrachten wir ein Netzwerk bestehend aus fünf Messstationen. Zusätzliche Kosten entstehen für Standort, Elektrizität und die Datenübertragung. Wir rechnen mit jährlich wiederkehrenden Kosten von €1’000. Insgesamt fallen in unserem Beispiel also jährliche Kosten von 9’000 Euro pro System an.

Wie sehen die Kosten der traditionellen und der automatischen Pollenüberwachung im direkten Vergleich aus?

Kosten manuelle versus automatische Pollenüberwachung
Kostenvergleich manuelle Pollenzählung (1 Station) mit automatischer Pollenüberwachung (5 Stationen)

Der in grün dargestellte Balken zeigt die Gesamtkosten von einem automatischen Pollenmesssystem, bei einem Messnetz bestehend aus fünf Systemen. Der blaue Balken die Gesamtkosten der «Hirst-Methode» über die gleiche Zeitperiode von 10 Jahren.

Es ist relativ schnell ersichtlich, dass die Initialkosten für das automatische System markant höher sind. Jedoch sind die jährlich wiederkehrenden Kosten des automatischen Systems tiefer als die der manuellen Hirst-Methode. Daraus lässt sich erkennen, dass die Gesamtkosten des automatischen Systems nach mehreren Betriebsjahren im Vergleich zur Hirst-Methode ähnlich hoch sind. In Abhängigkeit von den Lohnkosten im jeweiligen Land und der Konfiguration zusätzlicher Dienstleistungen, kann das einzelne, automatische System sogar preiswerter sein.

Insbesondere beim Betrieb von mehreren Systemen in einem Messnetz, ergeben sich im Vergleich zur manuellen Messmethode weitere Kosteneinsparungen. Neben den Kosteneinsparungen bringt die automatische Pollenüberwachung natürlich noch viele weitere Vorteile. In der nachfolgenden Tabelle sind ein paar Beispiele im Vergleich mit der traditionellen Pollenüberwachung zusammengefasst. Was jedoch die manuelle Methode der automatische Voraus hat ist, dass sie nach EN-Norm zertifiziert ist und es viele langjährige Studien dazu gibt.

Weitere Merkmale von der automatischen und traditionellen Pollenüberwachung im Vergleich

Automatische Pollenüberwachung in Echtzeit Traditionelle Pollenüberwachung mit Hirst-Methode
Pollendaten in Echtzeit und ohne ZeitverzögerungPollendaten liegen erst mit einer Woche Verzögerung vor
Zeitauflösung der Pollenkonzentrationen von einer Stunde. Push-Benachrichtigung von allergischen Personen möglich.Zeitauflösung der Pollenkonzentrationen von einem Tag
Vollautomatischer Betrieb über 24h pro Tag,
365 Tage im Jahr
Messung aus Kostengründen nur während 9 Monaten pro Jahr (oder weniger)
Messdaten können für die Verbesserung der Pollenprognose verwendet werdenManuelle Daten können die Pollenprognose nur bedingt verbessern da sie zu spät verfügbar sind
Kleinere Messunsicherheiten bei kleinen Pollenkonzentrationen dank höherem Sampling-VolumenRelativ grosse Messunsicherheit bei kleinen Pollenkonzentrationen
Kostenreduktion für Netzwerke durch SkalierungseffekteKeine Kostenreduktion bei Netzwerken da kein Skalierungseffekte vorhanden sind
Höhere Krisenfestigkeit dank vollautomatischem BetriebAbhängig von Bewegungsfreiheit und menschlichen Operatoren
Konstante Erkennungsqualität durch künstliche IntelligenzFaktor Mensch: Erkennungsqualität abhängig vom Operator
(Noch) keine StandardisierungVerfahren Standardisiert nach DIN EN 16868:2019
Neue Technik, noch wenig ErfahrungswerteLangjährige Messreihen verfügbar

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Wir hoffen dieser Artikel hat Ihnen geholfen die Kostenstrukturen der manuellen und automatisierten Pollenüberwachung in Echtzeit etwas besser zu verstehen. Sind Sie gerade dabei sich für die automatische Pollenmessung zu interessieren? Gerne gebe wir Ihnen genauere Auskunft zu unseren Lösung für die Echtzeit-Pollenüberwachung und stellen Ihnen eine Offertenübersicht zusammen.

Weitere Beiträge zur automatischen Pollenüberwachung

Literaturverzeichnis

HIRST, J.M. (1952), AN AUTOMATIC VOLUMETRIC SPORE TRAP. Annals of Applied Biology, 39: 257-265. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1952.tb00904.x

Hourly labour costs 2020 in Europe: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Hourly_labour_costs

DIN EN 16868:2019: Ambient air – Sampling and analysis of airborne pollen grains and fungal spores for networks related to allergy – Volumetric Hirst method; German version EN 16868:2019, https://webstore.ansi.org/Standards/DIN/DINEN168682019

Autorenprofil Erny Niederberger
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