Устойчиви на изменението на климата операции и строителство на железопътната инфраструктура

Железопътният транспорт е енергийно ефективен вид транспорт със сравнително слабо въздействие върху околната среда и по-специално с по-ниски емисии на парникови газове. Последното я превръща в ключов фактор за изпълнението на дългосрочна стратегия за неутрален по отношение на въглеродните емисии транспорт в Европа. Този потенциал обаче може да бъде реализиран само ако железниците бъдат приспособени да издържат на въздействията, свързани с изменението на климата.

Една от най-критичните уязвимости в системата на железопътния транспорт е ниската гъвкавост както на инфраструктурата, така и на операциите в случай на смущения. Железопътната транспортна система зависи и от други видове инфраструктура. Например смущенията в електрозахранването, дължащи се на екстремни метеорологични явления, оказват пряко влияние върху функционалността на железопътната транспортна система. Поради дългия жизнен цикъл на железопътната инфраструктура, която се очаква да функционира с пълен капацитет в продължение на повече от 50 години (и дори по-дълго, за някои инсталации), е целесъобразно аспектите, свързани с изменението на климата, да бъдат включени в процеса на дългосрочно планиране, проектиране и управление на железопътния транспорт. Освен това много железопътни линии са били проектирани и построени в миналото във връзка с исторически климатични условия, които могат да се различават от настоящите и бъдещите условия поради изменението на климата. Визията на доклада за адаптиране на железопътния транспорт (UIC, 2017 г.) разглежда процеса на адаптиране на железопътния транспорт като част от сценария за развитие на обичайната практика. По този начин разходите за адаптиране имат само незначително въздействие върху финансовите резултати на дадено железопътно дружество. Рисковете от изменението на климата за железопътния сектор са подробно описани в проекта ARISCC (Адаптиране на железопътната инфраструктура към изменението на климата), изпълняван от консорциума, ръководен от UIC (Международен съюз на железниците). Резултатите от ARISCC включват карти на природните опасности и документ с насоки относно интегрираното управление на природните опасности в железопътния транспорт.

По-скорошен преглед (Haghighi et al., 2025 г.) потвърди, че климатичните опасности могат да генерират широк спектър от въздействия върху железопътния транспорт. Те могат да бъдат категоризирани в два основни вида — физически и оперативни въздействия. Физическите въздействия включват преки щети на железопътната инфраструктура. Те могат да бъдат структурни (напр. повреди на релси и траверси), геотехнически (напр. повреди на баластни материали и на склонове) и хидроложки (неизправност в дренажните системи, наводнения). Оперативните въздействия обхващат прекъсвания и забавяния на услугите. Голяма част от литературата показва, че въздействието на климатичните опасности върху железопътната инфраструктура и експлоатация нараства поради изменението на климата.

Същото проучване разкри, че както екстремните метеорологични явления (тежки валежи, екстремни ветрове, наводнения и бури), така и бавните процеси (по-високи средни температури) са сред най-често изследваните климатични опасности. Най-често докладваните въздействия върху железниците са термичен стрес, прегъване на релсите, наводнени коловози, свлачища по насипи, прекъсване на услугите и повишени изисквания за поддръжка.

С подходите за адаптиране може да се цели повишаване на устойчивостта на железопътната инфраструктура чрез намаляване на уязвимостта на активите към опасностите и по този начин да се позволи функционирането и при неблагоприятни условия. Това може да означава например повишаване на електрическите системи над прогнозираните нива на наводнения. Адаптирането може също така да има за цел да осигури резервиране в системата, за да се даде възможност за непрекъснатост на операциите при възникване на повреда в системата. Тя включва създаването на допълнителни или алтернативни услуги. И накрая, адаптирането може да включва мерки за бързо възстановяване с цел бързо възстановяване на инфраструктурата и услугите (Palin et al., 2021 г.).

Изборът на мярка за адаптиране зависи от местния контекст, излагането на конкретни опасности, наличието на други рискове, които не са свързани с климата, желаните разходи и цели за адаптиране и жизнения цикъл на инфраструктурата.

Повишаването на температурата може да доведе до изкривяване на релсите, повишен риск от пожари в растителността, нарастваща нужда от инсталиране на охладителни и други системи за комфорт на пътниците. Съответните мерки за адаптиране следва да съчетават технически решения (напр. повишена топлоустойчивост на превключвателите и системата за безопасност) с природосъобразни решения (напр. засаждане на растителност за защита на коловозите от пряко слънчево лъчение).  

Проливните дъждове, бурите и ветровете могат да намалят стабилността на почвата, да предизвикат свлачища, скални падания или лавини, засягащи предимно планински райони. Трябва да се приложат мерки за структурна защита, като диги и насипи. Тези мерки могат да имат множество ползи, тъй като могат да защитят и населените места или друга инфраструктура, като например пътища или енергоснабдителни мрежи. За да се подобри устойчивостта на вятъра на стълбовете на контактната мрежа, адаптирането може да включва поддържане на зони в близост до коловози и контактни мрежи без опасни предмети. Природосъобразните решения могат да включват засаждане на растителност с цел намаляване на ерозията на почвата и укрепване на склоновете.

Растителността често се използва като буферна зона за шум и замърсяване по железопътните коловози, както и за защита на коловоза от пряко излагане на слънце. Зелени железопътни коридори могат да бъдат създадени заедно с железопътните коловози, за да се благоприятства движението на видове от дивата флора и фауна. За да се избегнат експлоатационни повреди, причинени от дървета, паднали над коловозите, или от горски пожари, засаждането и поддръжката на растителността следва да бъдат внимателно планирани. Трябва да се вземат предвид местните климатични условия и прогнозите за изменението на климата. Например, използването на растения с относително високо съдържание на влага и ниски нива на летливи масла може да помогне за предотвратяване на горски пожари. Следва да се предвиди избор на дървесни видове, които да издържат на по-силен вятър в райони, предразположени към бури (Blackwood et al., 2022 г.).

Прилагането на структурни мерки за цялата железопътна система често не е осъществимо както по икономически причини, така и поради аспекти на опазването на природата и ландшафта. Поради това съществува силна необходимост от допълнителни (неструктурни) мерки за намаляване на риска, като например осигуряване на системи за ранно предупреждение, пренасочване на движението, алтернативни разписания, интелигентна подмяна на услугите (напр. автобусен транспорт), засилена взаимосвързаност между различните видове транспорт (мултимодалност).  Освен това предоставянето на информация в реално време на пътниците е от основно значение. 

Адаптирането на железопътната инфраструктура също е част от решенията за осигуряване на непрекъснатост на веригите на доставки за стопанския и промишления сектор. Общите рискове, които застрашават непрекъснатостта на веригата на доставки, свързани с транспорта, включват закъснения или прекъсвания на основни транспортни услуги, причинени от екстремни метеорологични явления, преобръщане на железопътните линии и произшествия. Прекъсването на веригата на доставки може в крайна сметка да доведе до увеличаване на разходите. Това може да повлияе на купувача, доставчика или на цялата верига на доставки. Гарантирането на устойчивостта на железниците също е от решаващо значение за гарантиране на свързаността на дестинациите в туристическите региони, като по този начин се допринася и за икономическото развитие на този сектор. 

Обикновено железопътните дружества, работещи на национално равнище, управляват прилагането на мерки, насочени към повишаване на устойчивостта на железопътния транспорт.  Тези участници се подпомагат от публичните администрации, действащи на регионално, национално или дори европейско равнище (напр. ГД „Мобилност и транспорт“ на ЕК). Те предоставят законодателна, административна и финансова подкрепа за дейности за адаптиране. Техническото изпълнение на мерките се извършва от фирми, специализирани в проектирането и изграждането на транспорта. . Всички тези заинтересовани страни са подкрепени от научноизследователски институции и консултантски услуги, предоставящи оценка на уязвимостта, приоритизиране на мерките, проучвания за осъществимост и анализ на разходите и ползите. Участниците, предоставящи системи за прогнозиране на времето и ранно предупреждение (напр. UBIMET в Австрия), също са важни заинтересовани страни, които трябва да бъдат включени. Някои проучвания показаха ниско равнище на осведоменост по въпросите на изменението на климата сред управителите на железопътни линии и заинтересованите страни, което може да възпрепятства адаптирането.

Поради дългия жизнен цикъл на железопътната инфраструктура прилагането на мерки за адаптиране е част от цялостния процес на развитие и/или модернизация на железопътния транспорт. В по-общ план тя следва да бъде включена в дългосрочните транспортни стратегии, като в рамките на железопътния транспорт се очаква да играе важна роля. Това може да гарантира наличието на необходимите финансови ресурси. Освен липсата на средства, други фактори, които могат да възпрепятстват развитието и адаптирането на железопътния транспорт, са свързани с възможни конфликти с целите за опазване на околната среда, свързани главно с разпокъсаността на ландшафта, и възможни конфликти с местните общности, загрижени за повишеното шумово замърсяване и усвояването на земя.

Най-изгодните мерки за адаптиране са тези, които осигуряват полезни взаимодействия с други мерки, водещи до допълнителни ползи, например допринасяне за смекчаване на изменението на климата, насърчаване на устойчивото развитие и подобряване на опазването на биологичното разнообразие. В тази перспектива биха могли да се използват природосъобразни решения за адаптиране на железопътната система по различни начини. Някои дървета издържат на по-високи скорости на вятъра от други, малките криволичещи водни течения биха могли да буферират високите нива на водата по-добре от създадените от човека дренажни системи, а изборът на подходяща растителност в близост до железопътния коридор би могъл да намали риска от пожари.

Не следва да се разглеждат мерки, водещи до неблагоприятни последици за околната среда, освен ако това не се изисква от разпоредбите за безопасност. Например увеличаването на използването на климатични системи за охлаждане на вътрешните пространства следва да бъде ограничено във възможно най-голяма степен, за да се ограничи производството до емисии на парникови газове. Мерките за намаляване на уязвимостта към падащи дървета чрез създаване на по-широки железопътни коридори могат да имат обратен ефект за някои други цели. По-широкият коридор може да доведе до по-големи температурни разлики в зоната на коловоза. Това може да постави под въпрос бъдещите цели за намаляване на уязвимостта от пожари или изкълчване на релсите, освен ако тези проблеми не бъдат преодолени.

Основната полза от мерките за адаптиране е устойчивата на изменението на климата железопътна инфраструктура и експлоатация, които осигуряват свързаност на транспортната мрежа с последици за икономическия просперитет и благосъстоянието. Освен това допълнителните ползи от мерките за адаптиране са приносът към устойчивото развитие и смекчаването на изменението на климата (преминаването към железопътен транспорт води до намаляване на емисиите на парникови газове). Желателно е също така мерките за адаптиране да бъдат различни от полезните взаимодействия в областта на околната среда и съпътстващите ползи. Например мерките за структурна защита могат, освен да защитават железопътната линия, да защитават и населените места или друга инфраструктура, като например пътища или енергийни доставки. От икономическа гледна точка железниците са ключови транспортни инфраструктури не само за мобилността на жителите на ЕС и туристите, но и за транспортирането на стоки в рамките на държавите и между тях по устойчив начин. Въглеродните емисии от железопътния транспорт са само малка част от емисиите от други варианти за товарен транспорт (ЕАОС, 2021 г.). Поради това действията за адаптиране, насочени към запазване на средносрочното и дългосрочното функциониране на европейската железопътна мрежа, са от решаващо значение и за жизнеспособността и устойчивостта на европейския сектор на търговията с товари и за отраслите, които превозват своите стоки с железопътен транспорт.

Разходите варират последователно в зависимост от избраните мерки, техния специфичен дизайн, мащаба на прилагане, специфичните условия на населеното място, където се изпълняват мерките, предизвикателствата, свързани с климата, и много други фактори. Икономическите разходи включват разходите за пряко въздействие върху инфраструктурните активи, разходите за закъснения и отмяна на транспорт, произтичащи от екстремни метеорологични условия, и разходите за действия за адаптиране. Няколко проучвания определят количествено икономическите разходи за железниците вследствие на изменението на климата. Сравняването на тези резултати беше доста предизвикателно. Това се дължи на използването на различни климатични модели, климатични сценарии, бъдещи периоди от време, методики за оценка, географски обхват и др.

Освен това по-широката социално-икономическа цена на смущенията в транспорта рядко се измерва количествено. Тя може да включва намален капацитет за транспортиране на основни стоки и намалена туристическа привлекателност на дестинациите (Palin et al., 2021 г.). С увеличаването на свързаните с климата събития и рискове е разумно да се очакват увеличени разходи за поддържане на безопасна и годна за експлоатация мрежа, за възстановяване на повредена или разрушена инфраструктура и за покриване на увеличеното стопанско управление (Агенция за железопътен транспорт на ЕС, 2024 г.).

Разходите се покриват основно от железопътното дружество; съфинансиране може да бъде предоставено от публичния бюджет, европейските финансови инструменти и други източници. Публично-частните партньорства могат да играят роля при финансирането на мерки за адаптиране на железопътната инфраструктура и услуги. Например австрийското железопътно дружество ÖBB прие стратегия за намаляване на риска, основана на усъвършенствано наблюдение на времето и система за ранно предупреждение (infra:wetter). То се управлява съвместно от ÖBB и частната метеорологична служба UBIMET GmbH (вж. казуса „Изграждане на устойчивост на железопътния транспорт на алпийски опасности“).

Международният железопътен транспорт се урежда от няколко междуправителствени конвенции, а в рамките на Европейския съюз — от няколко регламента и директиви на ЕС.

На равнището на ЕС основен политически документ, Бялата книга от 2011 г. (Пътна карта за постигането на Единно европейско транспортно пространство), предложи амбициозен подход за преодоляване на установените недостатъци на мобилността в ЕС. Наред с различните действия в него се признава и необходимостта от справяне с предизвикателствата, свързани с изменението на климата, чрез укрепване на устойчивостта спрямо изменението на климата за цялостната инфраструктура.

От 2020 г. насам стратегията за устойчива и интелигентна мобилност, заедно с план за действие от 82 мерки, урежда бъдещето на транспорта в ЕС в съответствие с амбицията на Европейския зелен пакт и целите на стратегията на ЕС в областта на цифровите технологии. Устойчивата мобилност е ключова цел на стратегията на ЕС за устойчива и интелигентна мобилност. За да се гарантира непрекъснатостта на транспорта, действията включват създаването на кризисен(ни) план(ове) за действие при извънредни ситуации за транспортния сектор, модернизирането (устойчивост на изменението на климата) на физическата и цифровата транспортна инфраструктура, оперативната съвместимост между различните видове транспорт и укрепването на мрежата TEN-T. Основна цел на политиката на ЕС е укрепването на мултимодалността, осигуряването на по-добра интеграция на видовете транспорт и установяването на оперативна съвместимост на всички равнища на транспортната система (Агенция за железопътен транспорт на ЕС, 2024 г.). Регламентът за TEN-T изисква проектите от „общ интерес“ да демонстрират устойчивост спрямо изменението на климата. В него изрично се изисква управителите на инфраструктура да оценяват уязвимостта спрямо изменението на климата (наводнения, горещи вълни) и да прилагат мерки за адаптиране с цел защита на публичните инвестиции.

Обичайното време, необходимо за изпълнението на техническите мерки, е няколко години (приблизително 2—5 години). Изпълнението на оперативните мерки обаче трябва да бъде бързо и да реагира бързо на смущенията, причинени от екстремни събития. Осигуряването на метеорологични прогнози и системи за ранно предупреждение е непрекъснато.

Срокът на действие на техническите мерки следва да съответства на срока на експлоатация на самата железопътна инфраструктура, който е няколко десетилетия.