Rad i izgradnja željezničke infrastrukture otporne na klimatske promjene

Željeznički promet energetski je učinkovit način prijevoza s relativno malim utjecajem na okoliš i, konkretnije, nižim emisijama stakleničkih plinova. Potonje ga čini ključnim doprinosom provedbi dugoročne ugljično neutralne prometne strategije u Europi. Međutim, taj se potencijal može ostvariti samo ako su željeznice prilagođene učincima povezanima s klimatskim promjenama.

Jedna od najkritičnijih slabih točaka u sustavu željezničkog prijevoza jest niska fleksibilnost infrastrukture i poslovanja u slučaju poremećaja. Sustav željezničkog prijevoza ovisi i o drugim vrstama infrastrukture. Na primjer, poremećaji u opskrbi električnom energijom zbog ekstremnih vremenskih uvjeta izravno utječu na funkcionalnost sustava željezničkog prijevoza. Zbog dugog životnog vijeka željezničke infrastrukture, za koju se očekuje da će raditi punim kapacitetom više od 50 godina (a za neka postrojenja čak i dulje), primjereno je integrirati aspekte klimatskih promjena u dugoročni postupak planiranja, projektiranja i upravljanja željeznicama. Osim toga, mnoge su željeznice u prošlosti projektirane i izgrađene s obzirom na povijesne klimatske uvjete koji se zbog klimatskih promjena mogu razlikovati od sadašnjih i budućih uvjeta. U viziji izvješća o prilagodbi željeznica (UIC, 2017.) postupak prilagodbe željeznica razmatra se kao dio scenarija uobičajenog razvoja. Stoga trošak prilagodbe ima tek neznatan utjecaj na financijske rezultate željezničkog poduzeća. Rizici od klimatskih promjena za željezničku industriju detaljno su opisani u projektu ARISCC (Prilagodba željezničke infrastrukture klimatskim promjenama), koji provodi konzorcij pod vodstvom UIC-a (Međunarodna željeznička unija). Ishodi ARISCC-a obuhvaćaju karte prirodnih opasnosti i smjernice o integriranom upravljanju prirodnim opasnostima na željeznicama.

Novijim preispitivanjem (Haghighi i dr., 2025.) potvrđeno je da klimatske opasnosti mogu imati širok raspon učinaka na željeznice. One se mogu kategorizirati u dvije glavne vrste, fizičke i operativne učinke. Fizički učinci uključuju izravnu štetu na željezničkoj infrastrukturi. Mogu biti strukturne (npr. oštećenja tračnica i pragova), geotehničke (npr. oštećenja balastnog materijala i padina) i hidrološke (neuspjeh sustava odvodnje, poplave). Operativni učinci obuhvaćaju poremećaje i kašnjenja u pružanju usluga. Opsežna literatura upućuje na to da utjecaj klimatskih nepogoda na željezničku infrastrukturu i rad raste zbog klimatskih promjena.

Ista je studija pokazala da su ekstremni vremenski uvjeti (obilne kiše, ekstremni vjetrovi, poplave i oluje) i spori procesi (visoke srednje temperature) među najčešće proučavanim klimatskim opasnostima. Najčešće prijavljeni učinci na željeznice su toplinski stres, savijanje tračnica, poplavljeni kolosijeci, klizišta na nasipu, prekidi u pružanju usluga i povećana potražnja za održavanjem.

Pristupima prilagodbe može se nastojati povećati otpornost željezničke infrastrukture smanjenjem osjetljivosti imovine na opasnosti, čime se omogućuje funkcioniranje i u nepovoljnim uvjetima. To može podrazumijevati, na primjer, podizanje električnih sustava iznad predviđenih razina poplava. Prilagodbom se također može nastojati osigurati redundancija u sustavu kako bi se omogućio kontinuitet rada u slučaju kvara sustava. Obuhvaća stvaranje dodatnih ili alternativnih usluga. Naposljetku, prilagodba može obuhvaćati mjere kojima se omogućuje brz oporavak kako bi se infrastruktura i usluge brzo ponovno uspostavile (Palin i dr., 2021.).

Odabir mjere prilagodbe ovisi o lokalnom kontekstu, izloženosti posebnim opasnostima, prisutnosti drugih rizika koji nisu povezani s klimom, željenim rashodima i ciljnim vrijednostima za prilagodbu te životnom vijeku infrastrukture.

Povećanje temperature može dovesti do izgaranja na tračnicama, povećanog rizika od požara u vegetaciji, sve veće potrebe za ugradnjom sustava hlađenja i drugih sustava za udobnost putnika. Odgovarajući odgovori na prilagodbu trebali bi kombinirati tehnička rješenja (npr. povećana toplinska otpornost prekidača i sigurnosnog sustava) s prirodnim rješenjima (npr. sadnja vegetacije radi zaštite kolosijeka od izravnog sunčevog zračenja).  

Obilne kiše, oluje i vjetrovi mogu smanjiti stabilnost tla, potaknuti klizišta, padove stijena ili lavine, što uglavnom utječe na planinska područja. Potrebno je provesti strukturne zaštitne mjere, kao što su nasipi i nasipi. Te mjere mogu imati višestruke koristi jer se njima mogu zaštititi i naselja ili druga infrastruktura kao što su ceste ili mreže za opskrbu energijom. Kako bi se poboljšala otpornost katalonskih jarbola na vjetar, prilagodba može obuhvaćati područja u blizini kolosijeka i katalonskih područja bez opasnih predmeta. Prirodna rješenja mogu obuhvaćati sadnju vegetacije kako bi se smanjila erozija tla i ojačale padine.

Vegetacija se često upotrebljava kao tampon-zona za buku i onečišćenje duž željezničkih kolosijeka te za zaštitu kolosijeka od izravne izloženosti suncu. Uz željezničke kolosijeke mogu se uspostaviti zeleni željeznički koridori kako bi se pogodovalo kretanju divljih vrsta. Kako bi se izbjegli operativni kvarovi uzrokovani stablima koja su pala na tračnicama ili šumskim požarima, sadnju i održavanje vegetacije trebalo bi pažljivo planirati. Mora uzeti u obzir lokalne klimatske uvjete i projekcije klimatskih promjena. Na primjer, upotreba biljaka s relativno visokim udjelom vlage i niskim razinama hlapivih ulja može pomoći u sprečavanju šumskih požara. Odabir vrsta drveća kako bi se oduprlo većem vjetru trebalo bi predvidjeti u područjima sklonima olujama (Blackwood i dr., 2022.).

Provedba strukturnih mjera za cijeli željeznički sustav često nije izvediva ni zbog gospodarskih razloga ni zbog aspekata zaštite prirode i krajolika. Stoga postoji snažna potreba za dodatnim (nestrukturnim) mjerama za smanjenje rizika, kao što su osiguravanje sustava ranog upozoravanja, preusmjeravanje prometa, alternativni vozni redovi, pametna zamjena usluga (npr. autobusni prijevoz), pojačana međusobna povezanost različitih vrsta prijevoza (multimodalnost).  Osim toga, pružanje informacija putnicima u stvarnom vremenu od ključne je važnosti. 

Prilagodba željezničke infrastrukture također je dio rješenja za osiguravanje kontinuiteta lanaca opskrbe za poslovni i industrijski sektor. Zajednički rizici koji ugrožavaju kontinuitet lanca opskrbe povezan s prijevozom uključuju kašnjenja ili prekide osnovnih usluga prijevoza uzrokovane ekstremnim vremenskim uvjetima, željezničkim vezama i nesrećama. Poremećaji u lancu opskrbe mogli bi naposljetku dovesti do povećanih troškova. To može utjecati na kupca, dobavljača ili cijeli lanac opskrbe. Osiguravanje otpornosti željeznica ključno je i za osiguravanje povezanosti odredišta u turističkim regijama, čime se doprinosi i gospodarskom razvoju tog sektora. 

Željeznička poduzeća koja rade na nacionalnoj razini obično upravljaju provedbom mjera usmjerenih na povećanje otpornosti željezničkog prijevoza.  Te aktere podupiru javne uprave koje djeluju na regionalnoj, nacionalnoj ili čak europskoj razini (npr. GU MOVE Europske komisije). Njima se pruža zakonodavna, administrativna i financijska potpora aktivnostima prilagodbe. Poduzeća specijalizirana za projektiranje i izgradnju prijevoza provode tehničku provedbu mjera. . Sve te dionike podupiru istraživačke institucije i konzultantske tvrtke koje pružaju procjenu ranjivosti, određivanje prioriteta mjera, studije izvedivosti i analizu troškova i koristi. Dionici koji pružaju sustave za vremensku prognozu i rano upozoravanje (npr. UBIMET u Austriji) također su važni dionici koje treba uključiti. Neke su studije otkrile nisku razinu osviještenosti upravitelja željeznica i dionika o pitanjima klimatskih promjena, što može otežati prilagodbu.

Zbog dugog životnog vijeka željezničke infrastrukture, provedba mjera prilagodbe dio je cjelokupnog procesa razvoja i/ili modernizacije željeznice. Općenito, trebalo bi ga uključiti u dugoročne prometne strategije, a očekuje se da će željeznica imati važnu ulogu. Time se može osigurati dostupnost potrebnih financijskih sredstava. Osim nedostatka sredstava, drugi čimbenici koji mogu ometati razvoj i prilagodbu željeznica povezani su s mogućim sukobima s ciljevima zaštite okoliša, uglavnom povezanima s fragmentacijom krajolika, i mogućim sukobima s lokalnim zajednicama koje su zabrinute zbog povećanog onečišćenja bukom i preuzimanja zemljišta.

Najpovoljnije su mjere prilagodbe one kojima se osiguravaju sinergije s drugim mjerama koje dovode do dodatnih koristi, primjerice do doprinosa ublažavanju klimatskih promjena, poticanja održivog razvoja i poboljšanja zaštite bioraznolikosti. U tom bi se pogledu prirodna rješenja mogla upotrijebiti za prilagodbu željezničkog sustava na različite načine. Neka stabla odolijevaju većim brzinama vjetra od drugih, mali vodotoci za vijuganje mogli bi bolje zaštititi visoke razine vode od umjetnih sustava odvodnje, a odabir odgovarajuće vegetacije u blizini željezničkog koridora mogao bi smanjiti rizik od požara.

Mjere koje dovode do štetnih učinaka na okoliš ne bi se trebale razmatrati, osim ako to zahtijevaju sigurnosni propisi. Na primjer, povećanje upotrebe klimatizacijskih sustava za hlađenje unutarnjih prostora trebalo bi u najvećoj mogućoj mjeri ograničiti kako bi se proizvodnja ograničila na emisije stakleničkih plinova. Mjere za smanjenje osjetljivosti na sječu stabala uspostavom širih željezničkih koridora mogu biti kontraproduktivne za neke druge ciljeve. Širi koridor može dovesti do većih temperaturnih razlika u zoni kolosijeka. Time bi se mogli osporiti budući ciljevi za smanjenje osjetljivosti na požare ili povezivanje željeznica, osim ako se ti problemi ne riješe.

Glavna je korist mjera prilagodbe željeznička infrastruktura i rad otporni na klimatske promjene, čime se osigurava povezanost prometne mreže s posljedicama za gospodarsko blagostanje i dobrobit. Osim toga, pomoćne su koristi mjera prilagodbe doprinosi održivom razvoju i ublažavanju klimatskih promjena (prelazak na željeznički prijevoz dovodi do smanjenja emisija stakleničkih plinova). Osim toga, poželjne su i druge sinergije u području okoliša i dodatne koristi mjera prilagodbe. Na primjer, mjerama strukturne zaštite mogu se, osim zaštite željezničkog kolosijeka, zaštititi i naselja ili druga infrastruktura kao što su ceste ili opskrba energijom. U gospodarskom smislu željeznice su ključna prometna infrastruktura ne samo za mobilnost stanovnika EU-a i turista, već i za održiv prijevoz robe unutar zemalja i među njima. Emisije ugljika iz željezničkog prometa samo su dio emisija iz drugih mogućnosti prijevoza tereta (EEA, 2021.). Mjere prilagodbe usmjerene na očuvanje srednjoročne i dugoročne operabilnosti europske željezničke mreže stoga su ključne i za vitalnost i održivost europskog sektora trgovine teretom i za industrije koje otpremaju svoju robu željeznicom.

Troškovi se dosljedno razlikuju ovisno o odabranim mjerama, njihovoj specifičnoj strukturi, opsegu primjene, posebnim uvjetima na lokaciji na kojoj se mjere provode, rješavanju klimatskih izazova i mnogim drugim čimbenicima. Gospodarski troškovi uključuju trošak izravnih učinaka na infrastrukturnu imovinu, trošak kašnjenja i otkazivanja prijevoza zbog ekstremnih vremenskih uvjeta te trošak mjera prilagodbe. U nekoliko studija kvantificiraju se gospodarski troškovi klimatskih promjena na željeznicama. Uspoređivanje tih rezultata bilo je vrlo zahtjevno. To je posljedica upotrebe različitih klimatskih modela, klimatskih scenarija, budućih vremenskih razdoblja, metodologija procjene, zemljopisnog područja primjene itd.

Nadalje, širi društveno-gospodarski troškovi poremećaja u prometu rijetko se kvantificiraju. Može obuhvaćati smanjeni kapacitet za prijevoz osnovnih dobara i smanjenu turističku privlačnost odredišta (Palin i dr., 2021.). S obzirom na povećanje događaja i rizika povezanih s klimom, razumno je očekivati povećane troškove za održavanje sigurne i upotrebljive mreže, obnovu oštećene ili uništene infrastrukture i pokrivanje povećanog upravljanja poslovanjem (Agencija EU-a za željeznice, 2024.).

Troškove prvenstveno pokriva željeznički prijevoznik; sufinanciranje se može osigurati iz javnog proračuna, europskih financijskih instrumenata i drugih izvora. Javno-privatna partnerstva mogu imati ulogu u financiranju mjera prilagodbe željezničke infrastrukture i usluga. Na primjer, austrijsko željezničko poduzeće ÖBB donijelo je strategiju smanjenja rizika na temelju naprednog praćenja vremenskih uvjeta i sustava ranog upozoravanja (infra:wetter). Njime zajednički upravljaju ÖBB i privatna meteorološka služba UBIMET GmbH (vidjeti studiju slučaja Izgradnja otpornosti željezničkog prijevoza na opasnosti u Alpama).

Međunarodni željeznički prijevoz uređen je s nekoliko međuvladinih konvencija, a unutar Europske unije s nekoliko uredbi i direktiva EU-a.

Na razini EU-a, u važnom političkom dokumentu, Bijeloj knjizi iz 2011. (Plan za jedinstveni europski prometni prostor), predložen je ambiciozan pristup za prevladavanje utvrđenih nedostataka mobilnosti u EU-u. Među različitim mjerama prepoznala je i potrebu za rješavanjem izazova povezanih s klimatskim promjenama jačanjem otpornosti cjelokupne infrastrukture na klimatske promjene.

Od 2020. strategijom za održivu i pametnu mobilnost, zajedno s akcijskim planom od 82 mjere, uređuje se budućnost prometa EU-a u skladu s ambicijom europskog zelenog plana i ciljevima digitalne strategije EU-a. Otporna mobilnost ključni je cilj strategije EU-a za održivu i pametnu mobilnost. Kako bi se očuvao kontinuitet prometa, mjere uključuju uspostavu kriznih planova za prometni sektor, nadogradnju (prilagodbu klimatskim promjenama) fizičke i digitalne prometne infrastrukture, interoperabilnost među različitim vrstama prijevoza i jačanje mreže TEN-T. Ključni je cilj politike EU-a jačanje multimodalnosti, osiguravanje bolje integracije vrsta prijevoza i uspostava interoperabilnosti na svim razinama prometnog sustava (Agencija EU-a za željeznice, 2024.). Uredbom o TEN-T-u propisano je da projekti od „zajedničkog interesa” moraju pokazati otpornost na klimatske promjene. Konkretno, od upravitelja infrastrukture zahtijeva se da procijene osjetljivost na klimatske promjene (poplave, toplinski valovi) i provedu mjere prilagodbe radi zaštite javnih ulaganja.

Uobičajeno vrijeme potrebno za provedbu tehničkih mjera je nekoliko godina (otprilike 2 – 5 godina). Međutim, provedba operativnih mjera mora biti brza i brzo reagirati na poremećaje uzrokovane ekstremnim događajima. Pružanje vremenskih prognoza i sustava ranog upozoravanja kontinuirano je.

Trajanje tehničkih mjera trebalo bi biti u skladu s vijekom trajanja same željezničke infrastrukture, koji traje nekoliko desetljeća.