Betriebs- und Baumaßnahmen zur Sicherung einer klimaresilienten Eisenbahninfrastruktur

Die Eisenbahn stellt einen energieeffizienten Verkehrsträger mit vergleichsweise geringen Umweltauswirkungen dar, der den Eisenbahnverkehr bei der Umsetzung der langfristigen Strategie für einen CO2-neutralen Verkehr begünstigt. Dies hängt auch mit dem Potenzial der Schiene zur Eindämmung des Klimawandels zusammen, da das Wachstum des Schienenverkehrs zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen führen würde. Dieses Potenzial kann jedoch nur realisiert werden, wenn die Eisenbahnen an die Auswirkungen des Klimawandels angepasst werden.

Eine der kritischsten Schwachstellen im Schienenverkehrssystem ist die geringe Flexibilität der Infrastruktur und des Betriebs bei Störungen. Das Schienenverkehrssystem hängt auch von anderen Arten von Infrastruktur ab. So beeinflussen beispielsweise Störungen in der Stromversorgung durch extreme Wetterereignisse direkt die Funktionalität des Schienenverkehrssystems. Aufgrund der langen Lebensdauer der Eisenbahninfrastruktur, die voraussichtlich mehr als 50 Jahre lang (und bei einigen Anlagen sogar länger) mit voller Kapazität betrieben wird, ist es angezeigt, Aspekte des Klimawandels in den langfristigen Planungs-, Planungs- und Managementprozess der Eisenbahn zu integrieren. In der Vision des Rail Adapt Report (UIC,2017)wird der Anpassungsprozess der Eisenbahn als Teil des Business-as-usual-Entwicklungsszenarios betrachtet, so dass die Anpassungskosten nur einen marginalen Einfluss auf die finanzielle Leistung eines Eisenbahnunternehmens haben.

Die Risiken des Klimawandels für die Eisenbahnindustrie wurden im Projekt ARISCC (Adaptation of Railway Infrastructure to Climate Change) ausführlich beschrieben, das vom Konsortium unter der Leitung der UIC (International Union of Railways) durchgeführt wurde. Die Ergebnisse von ARISCC umfassen Naturgefahrenkarten und den Leitfaden zum integrierten Naturgefahrenmanagement im Schienenverkehr. Die ermittelten Auswirkungen des Klimawandels auf die Eisenbahn lassen sich in drei Hauptkategorien unterteilen, die jeweils spezifische Anpassungsmaßnahmen erfordern:

• Extreme Wetterereignisse wie Starkregen (und damit verbundene Überschwemmungen), hohe Windgeschwindigkeiten, Stürme, Wirbelstürme, schweres Winterwetter usw. Nach der Überprüfung der Verkehrsresilienz 2011 durch Defra sollten sowohl die Infrastruktur als auch die Betriebsstabilität insbesondere unter Verwendung verfügbarer Netzredundanz- und Umleitungsrouten  entwickelt und durch wirksame Systeme zur Wiederherstellung von Diensten und Routen unter normalen Bedingungen ergänzt werden. Die Kommunikation mit Interessenträgern, um die Auswirkungen von Störungen auf Menschen und Unternehmen zu minimieren, ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung.
• Langsam auftretende Ereignisse, die sich allmählich auf den Eisenbahnverkehr auswirken, wie der Anstieg der Lufttemperatur oder der Anstieg des Meeresspiegels. Die Anpassungsmaßnahmen sollten im Rahmen langfristiger Verkehrsentwicklungsstrategien umgesetzt werden.
• Andere durch den Klimawandel ausgelöste Naturgefahren wie Erdrutsche, Felsstürze, Lawinen, eine Verringerung der Stabilität des Damms usw. Strukturschutzmaßnahmen in Kombination mit Systemen zur Bewertung der Anfälligkeit und zur Verringerung des Katastrophenrisikos würden auf diese Herausforderungen angemessen reagieren.

Im „Leitfaden zur Verbesserung der Resilienz des europäischen Schienenverkehrs bei Extremwetterereignissen“, der vom MOWE-IT-Projekt erstellt wurde, werden die Reaktionen auf Extremwetterereignisse in langfristige Planungsmaßnahmen, unmittelbar vor dem Ereignis zu ergreifende Maßnahmen und Sanierungsmaßnahmen unterteilt. Der von der Internationalen Union für den öffentlichen Verkehr (UITP) entwickelte Leitfaden „UrbanRail, Climate Change and Resilience“konzentriert sich auf Anpassungsmaßnahmen zur Vermeidung und Wiederherstellung von Schäden, die durch Klimagefahren auf einzelnen Teilsystemen der Stadtbahn verursacht werden, wie z. B.: Stromversorgung, Gleise, Rollmaterial, Bahnhöfe, Tunnel, Bahnübergänge und Wartungseinrichtungen. Zu den wichtigsten Empfehlungen dieser Ressourcen gehören:

• Einbeziehung von Klimaprojektionen in die Gestaltung und Kapazität der Entwässerung, um die prognostizierte zukünftige Häufigkeit und Größenordnung von Überschwemmungen zu bewältigen. Im Vereinigten Königreich beispielsweise enthalten die Entwässerungsstandards Zertifikate für die Auswirkungen des künftigen Klimas auf die Gestaltung von Eisenbahnanlagen: Bei der neuen und sanierten Eisenbahnentwässerung wird ein Anstieg des geschätzten Durchflusses um 20 % hinzugefügt.
• Verbessern Sie die Windresilienz von Fahrleitungsmasten und halten Sie Bereiche in der Nähe von Gleisen und Fahrleitungen frei von gefährlichen Gegenständen. Obwohl viele Betriebsausfälle durch Bäume verursacht werden, die auf Gleise oder Oberleitungen gefallen sind, wird die Vegetation oft als Pufferzone für Lärm und Verschmutzung entlang der Eisenbahngleise und auch zum Schutz der Strecke vor direkter Sonneneinstrahlung verwendet. Daher sollten naturbasierte Maßnahmen zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wind (z. B. Bäume, die hohen Windgeschwindigkeiten standhalten können) bevorzugt werden.
• Installieren Sie Ersatz- und Notfallkapazitäten für die Sicherheits- und Betriebssysteme (Pass-by-Trucks, Schalter, Betrieb auf der gegenüberliegenden Spur), um die von extremen Wetterbedingungen betroffene Kapazität zu sichern.
• Entwicklung von Strategien zur Minimierung der Auswirkungen von Betriebsausfällen aufgrund extremer Wetterbedingungen (spezielle Fahrpläne, Umleitungsmodelle) und Bereitstellung von Ersatzdiensten bei Bedarf (z. B. Busverkehr)
• Bereitstellung von Echtzeitinformationen für Passagiere und Aufrechterhaltung der Kommunikation mit wichtigen Institutionen

Der Temperaturanstieg kann nicht als großes Problem für den Eisenbahnverkehr in Regionen angesehen werden, die bereits mit solchen Bedingungen fertig werden (Südeuropa); in Nordeuropa sollte jedoch die Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Sommertemperaturen erhöht werden. Schienenknicken, erhöhtes Risiko von Vegetationsbränden, Installation von Kühlsystemen und anderen Systemen für den Fahrgastkomfort sind Bedenken in Bezug auf die Wärme im zukünftigen Eisenbahnverkehrssystem. Die jeweiligen Anpassungsreaktionen sollten technische Lösungen (z. B. erhöhte Wärmebeständigkeit von Schaltern und des Sicherheitssystems) mit naturbasierten Maßnahmen (z. B. Vegetation zum Schutz vor direkter Sonne) sowie Überwachungs- und Frühwarnsystemen kombinieren.

Ein weiterer Aspekt der Verwundbarkeit der Schiene beruht auf einer verringerten Bodenstabilität, die durch Auswirkungen des Klimawandels wie starke Niederschläge oder Temperaturschwankungen ausgelöst wird. Das Auftreten von Erdrutschen, Felsstürzen oder Lawinen, die hauptsächlich Berggebiete betreffen, erfordert die Umsetzung struktureller Schutzmaßnahmen wie Deiche und Böschungen. Diese Maßnahmen können mehrere Vorteile haben, da sie auch Siedlungen oder andere Infrastrukturen wie Straßen oder Energieversorgungsnetze schützen können. Da die Umsetzung struktureller Maßnahmen für das gesamte Eisenbahnsystem der Bergländer oft sowohl aus wirtschaftlichen Gründen als auch aus Gründen des Natur- und Landschaftsschutzes nicht durchführbar ist, besteht ein starker Bedarf an zusätzlichen (nicht-strukturellen) Risikominderungsmaßnahmen, wie z. B. die Bereitstellung von Frühwarnsystemen, Verkehrsumlenkung usw.

Die Anpassung der Eisenbahninfrastruktur ist auch Teil der Lösungen zur Gewährleistung der Kontinuität der Lieferketten für den Geschäfts- und Industriesektor. Häufige Risiken, die die Kontinuität der Lieferkette im Zusammenhang mit dem Transport bedrohen, sind Verzögerungen oder Unterbrechungen von Transportdiensten, die durch extreme Wetterereignisse, Schienenknicken und Unfälle verursacht werden. Die Unterbrechung der Lieferkette könnte schließlich zu höheren Kosten führen. Dies kann sich auf den Käufer, Lieferanten oder die gesamte Lieferkette auswirken. Die Gewährleistung der Widerstandsfähigkeit der Eisenbahnen ist auch von entscheidender Bedeutung, um die Konnektivität von Reisezielen in Tourismusregionen sicherzustellen und somit auch zur wirtschaftlichen Entwicklung dieses Sektors beizutragen.