Rekstrar- og byggingarráðstafanir til að tryggja járnbrautargrunnvirki sem eru loftslagsþolin

Járnbraut felur í sér orkunýtinn flutningsmáta sem hefur tiltölulega lítil umhverfisáhrif, sem er til hagsbóta fyrir flutninga á járnbrautum við framkvæmd langtímaáætlunar um flutninga með hlutlausum kolefnum. Þetta tengist einnig möguleikum járnbrauta til að draga úr loftslagsbreytingum þar sem vöxtur járnbrautarflutninga myndi leiða til minnkunar á losun gróðurhúsalofttegunda. Hins vegar er þessi möguleiki aðeins hægt að átta sig á ef járnbrautir eru aðlagaðar til að standast áhrif sem tengjast loftslagsbreytingum.

Einn mikilvægasti veikleikinn í járnbrautarflutningakerfinu er lítill sveigjanleiki bæði grunnvirkja og reksturs ef truflun verður. Járnbrautarflutningakerfið fer einnig eftir öðrum tegundum innviða. Til dæmis hafa truflanir á aflgjafanum vegna öfgakenndra veðuratburða bein áhrif á virkni járnbrautarflutningakerfisins. Vegna langs endingartíma járnbrautargrunnvirkja, sem gert er ráð fyrir að starfi með fullri afkastagetu í meira en 50 ár (og jafnvel lengur, fyrir sumar stöðvar), þykir rétt að fella þætti loftslagsbreytinga inn í langtímaskipulags-, hönnunar- og stjórnunarferli járnbrauta. The Rail Adapt Report framtíðarsýn (UIC, 2017) telur aðlögun ferli járnbraut sem hluta af fyrirtækinu eins og venjulega þróun atburðarás þannig að kostnaður við aðlögun hefur aðeins lítil áhrif á fjárhagslega frammistöðu járnbraut fyrirtæki.

Í ARISCC-verkefninu (Adaptation of Railway Infrastructure to Climate Change) sem samtökin undir forystu UIC (International Union of Railways) hafa hrint í framkvæmd. Niðurstöður ARISCC samanstanda af kortum yfir náttúruhamfarir og leiðbeiningarskjali um samþætta stjórnun náttúruhamfara á járnbrautum. Greina má tilgreind áhrif loftslagsbreytinga, sem hafa áhrif á járnbrautir, í þrjá meginflokka sem hver um sig krefst sértækra ráðstafana til aðlögunar:

• Extreme veðuratburðir, svo sem mikil rigning (og tengd flóð), hár vindhraði, stormar, hvirfilbylur, alvarleg vetur veður, o.fl. Samkvæmt Defra´s 2011 Transport Resilience Review bæði innviði og rekstur seiglu ætti að þróa einkum með tiltækum net offramboð og utanáskrift leiðum, og ætti að bæta við árangursríka kerfi til að endurheimta þjónustu og leiðir til eðlilegra aðstæðna. Samskipti við hagsmunaaðila til að lágmarka áhrif röskunar á fólk og fyrirtæki eru einnig nauðsynleg.
• Hægir atburðir sem hafa smám saman áhrif á járnbrautarflutninga, eins og hækkun lofthita eða hækkun sjávar. Viðbrögð við aðlögun skulu koma til framkvæmda innan langtímaáætlana um þróun flutninga.
• Aðrar náttúruhamfarir af völdum loftslagsbreytinga, þ.m.t. skriðuföll, grjóthrun, snjóflóð, samdráttur í stöðugleika fyllingar o.s.frv.

„Guidebook for Enhancing Resilience of European Rail Transport in Extreme Weather Events“, sem er afrakstur af MOWE-IT verkefninu, skiptir viðbrögðum við öfgakenndum veðuratburðum í langtímaáætlanir, aðgerðir sem grípa skal til rétt áður en atburðurinn og endurreisnaraðgerðirnar fara fram. Í leiðarvísinum „Borgarjárnbrautir, loftslagsbreytingar og álagsþol“ (e. Urban Rail, Climate Change and Resilience), sem þróaður var af Alþjóðasambandi almenningssamgangna (e. International Public Transport Union (UITP)), er lögð áhersla á viðbrögð við aðlögun að því er varðar að koma í veg fyrir og endurheimta tjón af völdum loftslagshættu á einstökum undirkerfum borgarjárnbrauta, s.s.: aflgjafa, brautir, járnbrautarvagna, stöðvar, jarðgöng, járnbrautarstöðvar og viðhaldsaðstöðu. Helstu ráðleggingar frá þessum tilföngum eru:

• Fella loftslagsbreytingar spár inn í hönnun og getu afrennslis til að takast á við spáð framtíð flóð tíðni og stærð. Í Bretlandi til dæmis eru frárennslisstaðlar greiðslur fyrir áhrif frá loftslagi í framtíðinni við hönnun járnbrautareigna: fyrir nýtt og bætt afrennsli járnbrauta er 20% aukning á áætluðu flæði bætt við.
• Bættu vindþol catenary masts og haltu svæðum nálægt lögum og catenaries án hættulegra hluta. Jafnvel þó að margar rekstrarbrestir séu af völdum trjáa sem fallið er til að fylgjast með eða catenaries, er gróður oft notaður sem biðminnissvæði fyrir hávaða og mengun meðfram járnbrautarteinum og einnig til að vernda brautina gegn beinni einangrun. Því ætti að velja náttúrumiðaðar ráðstafanir sem auka viðnámsþol gegn vindi (t.d. tré sem þola mikinn vindhraða).
• Setjið upp vara- og neyðarrými fyrir öryggis- og rekstrarkerfin (framhjá vörubílum, rofum, aðgerð á gagnstæða akrein) til að taka öryggisafrit af afkastagetu sem hefur áhrif á öfgafullt veður.
• Þróa aðferðir sem lágmarka áhrif rekstrarbilunar af völdum öfgakenndra veðurskilyrða (sérstakar tímaáætlanir, endurskipulagningarlíkön) og veita skipti á þjónustu ef þörf krefur (td strætóflutningar)
• Veita rauntíma upplýsingar til farþega og viðhalda samskiptum við mikilvægar stofnanir

Hækkun hitastigs má ekki líta á sem stórt vandamál fyrir flutninga á járnbrautum á svæðum sem eru nú þegar að takast á við slík skilyrði (suður Evrópu); þó ætti að auka viðnámsþrótt í Norður-Evrópu við háan sumarhita. Járnbrautarsog, aukin hætta á gróðureldum, uppsetning kælikerfa og önnur kerfi til þæginda fyrir farþega eru áhyggjuefni í tengslum við hita í komandi járnbrautarflutningskerfi. Viðeigandi aðlögunarsvörun ætti að sameina tæknilausnir (t.d. aukið hitaþol rofa og öryggiskerfisins) og náttúrulegar ráðstafanir (t.d. gróðurvernd gegn beinni sól) og vöktunar- og viðvörunarkerfi.

Annar þáttur í varnarleysi járnbrauta byggir á minni stöðugleika jarðvegs sem stafar af áhrifum loftslagsbreytinga, svo sem mikilli úrkomu eða hitasveiflum. Skriðuföll, grjóthrun eða snjóflóð, sem hafa einkum áhrif á fjalllendi, kalla á að gerðar verði ráðstafanir til verndar mannvirkjum, s.s. skurðum og fyllingum. Þessar ráðstafanir geta haft margvíslegan ávinning í för með sér þar sem þær geta einnig verndað byggðir eða önnur grunnvirki, s.s. vegi eða orkuveitukerfi. Þar eð framkvæmd skipulagsráðstafana fyrir allt járnbrautakerfi fjallalanda er oft ógerleg, bæði af efnahagslegum ástæðum og vegna náttúru- og landslagsverndar, er mikil þörf á viðbótarráðstöfunum til að draga úr áhættu (ekki skipulagslegum), s.s. að koma á viðvörunarkerfum fyrir umferð, að beina umferð aftur o.s.frv., sem getið er hér að framan.

Aðlögun járnbrautargrunnvirkja er einnig hluti af lausnum til að tryggja samfellu aðfangakeðja fyrir atvinnulífið. Algengar áhættur sem ógna samfellu aðfangakeðjunnar í tengslum við flutninga eru töf eða truflanir á flutningaþjónustu af völdum öfgafullra veðuratburða, lestarteina og slysa. Truflun á birgðakeðju gæti loksins leitt til aukins kostnaðar. Þetta getur haft áhrif á kaupanda, birgi eða alla aðfangakeðjuna. Einnig er mikilvægt að tryggja viðnámsþrótt járnbrauta til að tryggja tengjanleika áfangastaða á ferðamannasvæðum og stuðla þannig einnig að efnahagsþróun í þessum geira. 

Framkvæmd ráðstafana sem miða að því að auka viðnámsþrótt járnbrautarflutninga er venjulega stjórnað af járnbrautarfyrirtækjum, eins og fyrir dæmi um OBB í Austurríki eða DB í Þýskalandi. Þessir aðilar eru studdir af opinberum stjórnsýslustofnunum sem starfa á svæðis-, lands- eða jafnvel evrópskum vettvangi (t.d. Tæknileg framkvæmd aðgerða fer fram af hönnunar- og byggingarfyrirtækjum sem sérhæfa sig í flutningum. Allir þessir hagsmunaaðilar eru studdir af rannsóknarstofnunum og ráðgjöf sem veitir veikleikamat, forgangsröðun ráðstafana, hagkvæmniathuganir og kostnaðar- og ábatagreiningu. Leikarar sem skila veðurspám og viðvörunarkerfum (td ZAMG í Austurríki) eru einnig mikilvægir hagsmunaaðilar sem taka þátt.

Vegna langs líftíma járnbrautargrunnvirkis skal framkvæmd aðlögunarráðstafana vera hluti af heildarferli járnbrautarþróunar og/eða nútímavæðingar. Almennt ætti að fella það inn í langtímaflutningaáætlanir, þar sem búist er við að járnbrautir gegni mikilvægu hlutverki. Þetta getur tryggt aðgengi að nauðsynlegu fjármagni. Auk skorts á fjármagni eru aðrir þættir sem geta hindrað þróun og aðlögun járnbrauta tengdir hugsanlegum átökum við umhverfisverndarmarkmið, aðallega í tengslum við sundrun landslags og möguleg átök við sveitarfélög sem hafa áhyggjur af aukinni hávaðamengun og landtöku.

Hagstæðustu aðlögunarráðstafanirnar eru þær sem veita samlegðaráhrif við aðrar ráðstafanir sem leiða til aukins ávinnings, t.d. að stuðla að því að draga úr loftslagsbreytingum, stuðla að sjálfbærri þróun og bæta vernd líffræðilegrar fjölbreytni. Í þessu samhengi mætti nota náttúrulegar lausnir við aðlögun járnbrautakerfisins á margvíslegan hátt. Sum tré þola meiri vindhraða en önnur, lítil rennibrautir gætu jafnað háan vatnshæð betur en manngerð frárennsliskerfi og val á hentugum gróðri fyrir nálægt járnbrautargöngunum gæti dregið úr hættu á eldsvoða.

Ekki skal taka til athugunar ráðstafanir sem vinna gegn áhrifum umhverfissjónarmiða nema gerð sé krafa um það í öryggisreglum. Til dæmis ætti að takmarka aukningu á notkun loftræstikerfa til að kæla rými innandyra eins mikið og mögulegt er til að takmarka framleiðsluna við losun gróðurhúsalofttegunda. Ráðstafanir til að draga úr varnarleysi gagnvart trjám, sem falla, með því að koma á fót breiðari járnbrautargöngum geta komið í veg fyrir önnur markmið. Víðtækari gangur getur leitt til meiri hitamismunar á brautarsvæðinu og þetta getur skorað á framtíðarmarkmið að draga úr varnarleysi fyrir eldsvoða eða járnbrautarbryggju nema þessi vandamál séu ekki tekin á.

Helsti ávinningurinn af aðlögunarráðstöfunum er viðnámsþolið grunnvirki og rekstur járnbrauta sem tryggir tengjanleika flutninganets sem hefur áhrif á efnahagslega hagsæld og velferð. Að auki er viðbótarávinningur aðlögunarráðstafana framlag til sjálfbærrar þróunar og til að draga úr loftslagsbreytingum (breyting flutningsmáta í átt að járnbrautum leiðir til minnkunar á losun gróðurhúsalofttegunda). Einnig er æskilegt að aðlögunarráðstafanir séu ekki samlegðaráhrif á umhverfið og að þær njóti góðs af þeim. Ráðstafanir til verndar burðarvirkjum geta t.d., auk þess að vernda járnbrautarspor, einnig verndað byggðir eða önnur grunnvirki, s.s. vegi eða orkugjafa. Í efnahagslegu tilliti eru járnbrautir lykil samgöngugrunnvirki, ekki aðeins fyrir hreyfanleika íbúa og ferðamanna í ESB, heldur einnig til að flytja vörur innan og milli landa á sjálfbæran hátt:  kolefnislosun frá járnbrautarflutningum er aðeins brot af öðrum flutningsmöguleikum (EEA, 2021). Aðlögunaraðgerðir, sem miða að því að varðveita rekstur evrópska járnbrautanetsins til meðallangs og langs tíma, skipta því einnig sköpum fyrir lífsþrótt og sjálfbærni evrópska vöruflutningageirans og fyrir atvinnugreinarnar sem senda vörur sínar með járnbrautum.

Kostnaður er breytilegur í samræmi við valdar ráðstafanir, sérstaka hönnun þeirra, umfang notkunar, sérstök skilyrði staðarins þar sem ráðstafanirnar eru framkvæmdar, loftslagsáskoranir sem fjallað er um og marga aðra þætti. Járnbrautarfyrirtækið greiðir fyrst og fremst kostnaðinn og hægt er að fjármagna hann sameiginlega af opinberum fjárlögum, evrópskum fjármögnunarleiðum og öðrum aðilum.

Millilandaflutningar með járnbrautum falla undir nokkra milliríkjasamninga og innan Evrópusambandsins undir nokkrar reglugerðir og tilskipanir ESB. Helsta stefnumótandi skjal ESB, sem skiptir máli fyrir aðlögun flutninga að loftslagsbreytingum, er hvítbókin „Roadmap to a single European transport area – towards a competitive and resource-efficient transport system“.

Dæmigerður tími sem þarf til að framkvæma tæknilegar ráðstafanir er nokkur ár (u.þ.b. 2-5 ár). Framkvæmd aðgerða verður þó að vera hröð og bregðast skjótt við truflunum af völdum öfgafullra atburða. Útvegun veðurspáa og viðvörunarkerfa er samfelld.

Ævitími tæknilegra ráðstafana skal vera í samræmi við endingartíma járnbrautargrunnvirkisins sjálfs, sem er nokkrir áratugir.