Ilmastokestävät rautatieinfrastruktuuritoiminnot ja -rakentaminen

Rautatieliikenne on energiatehokas liikennemuoto, jonka ympäristövaikutukset ovat suhteellisen vähäiset ja erityisesti kasvihuonekaasupäästöt pienemmät. Viimeksi mainittu tekee siitä keskeisen tekijän pitkän aikavälin hiilineutraalin liikennestrategian täytäntöönpanossa Euroopassa. Tämä potentiaali voidaan kuitenkin hyödyntää vain, jos rautatiet on mukautettu kestämään ilmastonmuutokseen liittyviä vaikutuksia.

Yksi rautatieliikennejärjestelmän kriittisimmistä haavoittuvuuksista on sekä infrastruktuurin että toiminnan vähäinen joustavuus häiriötilanteissa. Rautatieliikennejärjestelmä on riippuvainen myös muuntyyppisestä infrastruktuurista. Esimerkiksi äärimmäisistä sääilmiöistä johtuvat sähkönsyötön häiriöt vaikuttavat suoraan rautatieliikennejärjestelmän toimivuuteen. Koska rautatieinfrastruktuurin, jonka odotetaan toimivan täydellä kapasiteetilla yli 50 vuoden ajan (ja joissakin laitoksissa jopa pidempään), käyttöikä on pitkä, on aiheellista sisällyttää ilmastonmuutosnäkökohdat rautateiden pitkän aikavälin suunnittelu- ja hallinnointiprosessiin. Lisäksi monet rautatiet suunniteltiin ja rakennettiin aiemmin ottaen huomioon historialliset ilmasto-olosuhteet, jotka voivat poiketa nykyisistä ja tulevista olosuhteista ilmastonmuutoksen vuoksi. Rail Adapt Report vision (UIC, 2017) mukaan rautateiden sopeuttamisprosessi on osa nykykehitysskenaariota. Sopeutumiskustannuksilla on näin ollen vain vähäinen vaikutus rautatieyhtiön taloudelliseen tulokseen. Rautatiealan ilmastonmuutosriskit on kuvattu perusteellisesti ARISCC-hankkeessa (Adaptation of Railway Infrastructure to Climate Change), jonka toteutti UIC:n (International Union of Railways) johtama konsortio. ARISCC:n tulokset koostuvat luonnonuhkien kartoista ja ohjeasiakirjasta, joka koskee yhdennettyä luonnonuhkien hallintaa rautateillä.

Tuoreemmassa katsauksessa (Haghighi et al., 2025) vahvistettiin, että ilmastouhkilla voi olla monenlaisia vaikutuksia rautateihin. Ne voidaan jakaa kahteen päätyyppiin, fyysisiin ja toiminnallisiin vaikutuksiin. Fyysiset vaikutukset aiheuttavat suoria vahinkoja rautatieinfrastruktuurille. Ne voivat olla rakenteellisia (esim. raiteiden ja ratapölkkyjen vaurioita), geoteknisiä (esim. painolastimateriaalin ja rinteiden vaurioita) ja hydrologisia (viemäröintijärjestelmien vikoja, tulvia). Operatiiviset vaikutukset kattavat palveluhäiriöt ja viivästykset. Laaja kirjallisuus viittaa siihen, että ilmastoriskien vaikutukset rautateiden infrastruktuuriin ja toimintaan kasvavat ilmastonmuutoksen vuoksi.

Sama tutkimus paljasti, että sekä äärimmäiset sääilmiöt (raskas sademäärä, äärimmäiset tuulet, tulvat ja myrskyt) että hitaat käynnistysprosessit (korkeammat keskilämpötilat) ovat yleisimmin tutkittuja ilmastoriskejä. Eniten raportoituja vaikutuksia rautateihin ovat lämpörasitus, junien jumiutuminen, raiteiden tulvat, maanvyörymät pengerryksillä, palveluhäiriöt ja lisääntyneet kunnossapitotarpeet.

Sopeutumismenetelmillä voidaan pyrkiä lisäämään rautatieinfrastruktuurin vakautta vähentämällä omaisuuserien alttiutta vaaroille ja mahdollistamalla siten toiminta myös epäsuotuisissa olosuhteissa. Tämä voi tarkoittaa esimerkiksi sähköjärjestelmien nostamista ennustettuja tulvatasoja suuremmiksi. Sopeutumisella voidaan myös pyrkiä järjestelmän redundanssiin, joka mahdollistaa toiminnan jatkuvuuden järjestelmän vikaantuessa. Se sisältää lisäpalvelujen tai vaihtoehtoisten palvelujen luomisen. Sopeutuminen voi kattaa myös toimenpiteitä, joilla mahdollistetaan nopea elpyminen infrastruktuurin ja palvelujen palauttamiseksi nopeasti ennalleen (Palin et al., 2021).

Sopeutumistoimenpiteen valinta riippuu paikallisesta tilanteesta, altistumisesta erityisille vaaroille, muiden kuin ilmastoon liittyvien riskien esiintymisestä, toivotuista sopeutumismenoista ja -tavoitteista sekä infrastruktuurin käyttöiästä.

Lämpötilan nousu voi aiheuttaa kiskojen lukkiutumisen, kasvillisuuspalojen riskin lisääntymisen, kasvavan tarpeen asentaa jäähdytys- ja muita järjestelmiä matkustajien mukavuuden parantamiseksi. Vastaavissa sopeutumistoimissa olisi yhdistettävä tekniset ratkaisut (esim. kytkimien ja turvajärjestelmän parempi lämmönkestävyys) luontopohjaisiin ratkaisuihin (esim. kasvillisuuden istutus raiteiden suojaamiseksi suoralta auringonsäteilyltä).  

Raskaat sateet, myrskyt ja tuulet voivat heikentää maaperän vakautta, aiheuttaa maanvyörymiä, kallioputouksia tai lumivyöryjä, jotka vaikuttavat pääasiassa vuoristoalueisiin. Rakenteellisia suojelutoimenpiteitä, kuten patoja ja pengerryksiä, on toteutettava. Näillä toimenpiteillä voi olla useita etuja, koska ne voivat suojata myös siirtokuntia tai muuta infrastruktuuria, kuten teitä tai energiaverkkoja. Ajojohtimien mastojen tuulenkestävyyden parantamiseksi sopeutuminen voi kattaa alueiden pitämisen lähellä raiteita ja ajojohtimia ilman vaarallisia esineitä. Luontopohjaiset ratkaisut voivat kattaa kasvillisuuden istutuksen maaperän eroosion vähentämiseksi ja rinteiden vahvistamiseksi.

Kasvillisuutta käytetään usein melun ja saastumisen puskurivyöhykkeenä raiteiden varrella ja myös radan suojelemiseksi suoralta altistumiselta auringolle. Raiteiden rinnalle voidaan luoda vihreitä rautatiekäytäviä luonnonvaraisten lajien liikkumisen edistämiseksi. Ratojen yli kaatuneiden puiden tai maastopalojen aiheuttamien toimintahäiriöiden välttämiseksi kasvillisuuden istutus ja ylläpito olisi suunniteltava huolellisesti. Siinä on otettava huomioon paikalliset ilmasto-olosuhteet ja ilmastonmuutosennusteet. Esimerkiksi sellaisten kasvien käyttö, joilla on suhteellisen korkea kosteuspitoisuus ja alhainen haihtuvien öljyjen pitoisuus, voi auttaa estämään maastopaloja. Myrskyalttiilla alueilla olisi harkittava puulajien valintaa kestämään voimakkaampaa tuulta (Blackwood et al., 2022).

Rakenteellisten toimenpiteiden toteuttaminen koko rautatiejärjestelmässä ei useinkaan ole mahdollista sekä taloudellisista syistä että luonnon- ja maisemansuojeluun liittyvistä syistä. Sen vuoksi tarvitaan voimakkaasti (muita kuin rakenteellisia) lisätoimenpiteitä riskien vähentämiseksi, kuten varhaisvaroitusjärjestelmien tarjoaminen, liikenteen uudelleenohjaus, vaihtoehtoiset aikataulut, palvelujen älykäs korvaaminen (esim. linja-autoliikenne) ja eri liikennemuotojen yhteenliitettävyyden parantaminen (multimodaalisuus).  Lisäksi on olennaisen tärkeää tarjota matkustajille reaaliaikaista tietoa. 

Rautatieinfrastruktuurin mukauttaminen on myös osa ratkaisuja, joilla varmistetaan toimitusketjujen jatkuvuus liike-elämälle ja teollisuudelle. Liikenteeseen liittyviä toimitusketjun jatkuvuutta uhkaavia yleisiä riskejä ovat muun muassa äärimmäisistä sääilmiöistä, junien jumiutumisesta ja onnettomuuksista johtuvat keskeisten kuljetuspalvelujen viivästykset tai keskeytykset. Toimitusketjun häiriöt voivat viimeinkin lisätä kustannuksia. Tämä voi vaikuttaa ostajaan, toimittajaan tai koko toimitusketjuun. Rautateiden häiriönsietokyvyn varmistaminen on myös ratkaisevan tärkeää matkailualueiden kohteiden yhteyksien varmistamiseksi, mikä edistää myös alan taloudellista kehitystä. 

Yleensä kansallisella tasolla toimivat rautatieyhtiöt hallinnoivat rautatieliikenteen häiriönsietokyvyn parantamiseen tähtäävien toimenpiteiden täytäntöönpanoa.  Näitä toimijoita tukevat alueellisella, kansallisella tai jopa Euroopan tasolla toimivat julkishallinnot (esim. komission liikenteen ja liikkumisen pääosasto). Ne tarjoavat lainsäädännöllistä, hallinnollista ja taloudellista tukea sopeutumistoimille. Liikenteen suunnitteluun ja rakentamiseen erikoistuneet yritykset toteuttavat toimenpiteet teknisesti. . Kaikkia näitä sidosryhmiä tukevat tutkimuslaitokset ja konsulttitoimistot, jotka laativat haavoittuvuusarviointeja, toimenpiteiden priorisointia, toteutettavuustutkimuksia ja kustannus-hyötyanalyysejä. Myös toimijat, jotka toimittavat sääennusteita ja varhaisvaroitusjärjestelmiä (esim. UBIMET Itävallassa), ovat tärkeitä sidosryhmiä, jotka on otettava mukaan. Joissakin tutkimuksissa kävi ilmi, että rautatieliikenteen harjoittajien ja sidosryhmien tietoisuus ilmastonmuutokseen liittyvistä kysymyksistä on vähäistä, mikä voi haitata sopeutumista.

Rautatieinfrastruktuurin pitkän käyttöiän vuoksi sopeutumistoimenpiteiden toteuttamisen on oltava osa rautateiden yleistä kehittämisprosessia ja/tai nykyaikaistamista. Yleisemmällä tasolla se olisi sisällytettävä pitkän aikavälin liikennestrategioihin, ja rautatieliikenteen odotetaan olevan tärkeässä asemassa. Näin voidaan varmistaa tarvittavien taloudellisten resurssien saatavuus. Rahoituksen puutteen lisäksi muut tekijät, jotka voivat haitata rautateiden kehittämistä ja mukauttamista, liittyvät mahdollisiin konflikteihin ympäristönsuojelutavoitteiden kanssa, jotka liittyvät pääasiassa maiseman pirstoutumiseen, sekä mahdollisiin konflikteihin sellaisten paikallisyhteisöjen kanssa, jotka ovat huolissaan melusaasteen lisääntymisestä ja maankäytöstä.

Edullisimpia sopeutumistoimenpiteitä ovat toimenpiteet, jotka tarjoavat synergioita muiden lisähyötyjä tuottavien toimenpiteiden kanssa, kuten ilmastonmuutoksen hillitseminen, kestävän kehityksen edistäminen ja biologisen monimuotoisuuden suojelun parantaminen. Tässä mielessä luontoon perustuvia ratkaisuja voitaisiin käyttää rautatiejärjestelmän sopeuttamiseen monin eri tavoin. Jotkut puut kestävät suurempia tuulen nopeuksia kuin toiset, pienet mutkittelevat vesistöt voisivat puskuroida korkeita vesitasoja paremmin kuin ihmisen tekemät viemäröintijärjestelmät, ja sopivan kasvillisuuden valinta rautatiekäytävän lähellä voisi vähentää tulipalojen riskiä.

Haitallisiin ympäristövaikutuksiin johtavia toimenpiteitä ei pitäisi harkita, ellei turvallisuusmääräyksissä toisin edellytetä. Esimerkiksi ilmastointijärjestelmien käytön lisäämistä sisätilojen jäähdyttämiseen olisi rajoitettava mahdollisimman paljon, jotta tuotanto voidaan rajoittaa kasvihuonekaasupäästöihin. Toimenpiteet, joilla vähennetään haavoittuvuutta kaatuville puille luomalla laajempia rautatiekäytäviä, voivat olla haitallisia joidenkin muiden tavoitteiden kannalta. Laajempi käytävä voi johtaa suurempiin lämpötilaeroihin raidealueella. Tämä saattaa asettaa kyseenalaiseksi tulevat tavoitteet vähentää alttiutta tulipaloille tai junien junille, ellei näihin ongelmiin puututa.

Sopeutumistoimenpiteiden tärkein hyöty on ilmastonmuutoksen kestävä rautatieinfrastruktuuri ja -toiminta, joilla varmistetaan liikenneverkon yhteydet, millä on vaikutuksia taloudelliseen vaurauteen ja hyvinvointiin. Lisäksi sopeutumistoimenpiteiden lisähyötyinä ovat kestävän kehityksen edistäminen ja ilmastonmuutoksen hillitseminen (liikennemuotosiirtymä rautatieliikenteeseen johtaa kasvihuonekaasupäästöjen vähenemiseen). Myös muut kuin ympäristöön liittyvät synergiat ja sopeutumistoimenpiteiden sivuhyödyt ovat toivottavia. Rakenteellisilla suojelutoimenpiteillä voidaan esimerkiksi rautatieradan suojaamisen lisäksi suojata myös asutusalueita tai muuta infrastruktuuria, kuten teitä tai energiahuoltoa. Taloudellisesti rautatiet ovat keskeisiä liikenneinfrastruktuureja paitsi EU:n asukkaiden ja matkailijoiden liikkuvuuden kannalta myös tavaroiden kuljettamiseksi kestävällä tavalla maiden sisällä ja niiden välillä. Rautatieliikenteen hiilidioksidipäästöt ovat vain murto-osa muiden rahtiliikennevaihtoehtojen päästöistä (ETA, 2021). Sopeutumistoimet, joilla pyritään säilyttämään Euroopan rautatieverkon keskipitkän ja pitkän aikavälin toimintakyky, ovat näin ollen ratkaisevan tärkeitä myös Euroopan tavaraliikennealan elinvoimaisuuden ja kestävyyden sekä tavaroitaan rautateitse kuljettavien teollisuudenalojen kannalta.

Kustannukset vaihtelevat johdonmukaisesti valittujen toimenpiteiden, niiden erityisen suunnittelun, soveltamisen laajuuden, toimenpiteiden toteuttamispaikan erityisten olosuhteiden, käsiteltyjen ilmastohaasteiden ja monien muiden tekijöiden mukaan. Taloudellisiin kustannuksiin sisältyvät infrastruktuuriomaisuuteen kohdistuvien suorien vaikutusten kustannukset, äärimmäisistä sääilmiöistä johtuvien kuljetusten viivästysten ja peruutusten kustannukset sekä sopeutumistoimien kustannukset. Useissa tutkimuksissa kvantifioidaan ilmastonmuutoksen taloudelliset kustannukset rautateillä. Tulosten vertailu oli varsin haastavaa. Tämä johtuu erilaisten ilmastomallien, ilmastoskenaarioiden, tulevien ajanjaksojen, arviointimenetelmien, maantieteellisen soveltamisalan jne. käytöstä.

Lisäksi liikenteen häiriöiden laajempia sosioekonomisia kustannuksia on harvoin kvantifioitu. Se voi kattaa keskeisten tavaroiden kuljetuskapasiteetin vähenemisen ja matkailukohteiden houkuttelevuuden vähenemisen (Palin et al., 2021). Ilmastoon liittyvien tapahtumien ja riskien lisääntyessä on kohtuullista odottaa, että turvallisen ja käyttökelpoisen verkon ylläpitämisestä, vahingoittuneen tai tuhoutuneen infrastruktuurin jälleenrakentamisesta ja liikkeenjohdon lisäämisestä aiheutuvat kustannukset kasvavat (EU:n rautatievirasto, 2024).

Kustannukset maksaa ensisijaisesti rautatieyhtiö. Yhteisrahoitusta voidaan myöntää julkisesta talousarviosta, eurooppalaisista rahoitusvälineistä ja muista lähteistä. Julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuuksilla voi olla merkitystä rautatieinfrastruktuurin ja -palvelujen mukauttamistoimenpiteiden rahoittamisessa. Esimerkiksi itävaltalainen rautatieyhtiö ÖBB hyväksyi riskienvähentämisstrategian, joka perustuu kehittyneeseen säänseurantaan ja varhaisvaroitusjärjestelmään (infra:wetter). ÖBB ja yksityinen sääpalvelu UBIMET GmbH hallinnoivat sitä yhdessä (ks. tapaustutkimus ”Rautatieliikenteen sietokyvyn parantaminen alppien aiheuttamien vaarojen varalta”).

Kansainvälistä rautatieliikennettä säännellään useilla hallitustenvälisillä yleissopimuksilla ja Euroopan unionissa useilla EU:n asetuksilla ja direktiiveillä.

EU:n tasolla merkittävässä toimintapoliittisessa asiakirjassa, vuoden 2011 valkoisessa kirjassa (Yhtenäistä Euroopan liikennealuetta koskeva etenemissuunnitelma), ehdotettiin kunnianhimoista lähestymistapaa liikkuvuuden havaittujen puutteiden korjaamiseksi EU:ssa. Se tunnusti eri toimien joukossa myös tarpeen vastata ilmastonmuutokseen liittyviin haasteisiin vahvistamalla koko infrastruktuurin ilmastokestävyyttä.

Kestävän ja älykkään liikkuvuuden strategialla ja 82 toimenpiteestä koostuvalla toimintasuunnitelmalla on vuodesta 2020 lähtien säännelty EU:n liikenteen tulevaisuutta Euroopan vihreän kehityksen ohjelman tavoitteiden ja EU:n digitaalistrategian tavoitteiden mukaisesti. Joustava liikkuvuus on EU:n kestävän ja älykkään liikkuvuuden strategian keskeinen tavoite. Liikenteen jatkuvuuden turvaamiseksi toimiin kuuluvat kriisivalmiussuunnitelmien laatiminen liikennealaa varten, fyysisen ja digitaalisen liikenneinfrastruktuurin parantaminen (ilmastokestävyyden varmistaminen), eri liikennemuotojen yhteentoimivuus ja TEN-T-verkon vahvistaminen. Yksi EU:n keskeisistä poliittisista tavoitteista on multimodaalisuuden vahvistaminen, liikennemuotojen paremman integroinnin varmistaminen ja yhteentoimivuuden varmistaminen liikennejärjestelmän kaikilla tasoilla (EU:n rautatievirasto, 2024). TEN-T-asetuksessa säädetään, että yhteistä etua koskevissa hankkeissa on osoitettava ilmastokestävyys. Siinä edellytetään erityisesti, että rataverkon haltijat arvioivat haavoittuvuutta ilmastonmuutokselle (tulvat, helleaallot) ja toteuttavat sopeutumistoimenpiteitä julkisten investointien suojelemiseksi.

Teknisten toimenpiteiden toteuttamiseen tarvitaan tyypillisesti useita vuosia (noin 2–5 vuotta). Operatiivisten toimenpiteiden toteuttamisen on kuitenkin oltava nopeaa ja reagoitava nopeasti ääri-ilmiöiden aiheuttamiin häiriöihin. Sääennusteiden ja varhaisvaroitusjärjestelmien tarjoaminen on jatkuvaa.

Teknisten toimenpiteiden käyttöiän olisi vastattava itse rautatieinfrastruktuurin käyttöikää, joka on useita vuosikymmeniä.