Exploitatie en bouw van klimaatbestendige spoorweginfrastructuur

Het spoorvervoer is een energie-efficiënte vervoerswijze met een relatief lage milieu-impact en meer in het bijzonder een lagere uitstoot van broeikasgassen. Dit laatste maakt het een belangrijke bijdrage aan de uitvoering van een koolstofneutrale vervoersstrategie voor de lange termijn in Europa. Dit potentieel kan echter alleen worden gerealiseerd als de spoorwegen zijn aangepast aan de gevolgen van de klimaatverandering.

Een van de meest kritieke kwetsbaarheden in het spoorwegvervoersysteem is de geringe flexibiliteit van zowel de infrastructuur als de exploitatie in geval van verstoringen. Het spoorvervoersysteem is ook afhankelijk van andere soorten infrastructuur. Storingen in de stroomvoorziening als gevolg van extreme weersomstandigheden hebben bijvoorbeeld een directe invloed op de functionaliteit van het spoorwegvervoerssysteem. Gezien de lange levensduur van de spoorweginfrastructuur, die naar verwachting meer dan 50 jaar (en zelfs langer, voor sommige installaties) op volle capaciteit zal werken, is het passend om klimaatveranderingsaspecten te integreren in het langetermijnproces voor de planning, het ontwerp en het beheer van spoorwegen. Bovendien zijn veel spoorwegen in het verleden ontworpen en gebouwd met betrekking tot historische klimaatomstandigheden die als gevolg van klimaatverandering kunnen verschillen van de huidige en toekomstige omstandigheden. In de visie van het Rail Adapt Report (UIC, 2017) wordt het aanpassingsproces van het spoor beschouwd als onderdeel van het business-as-usual-ontwikkelingsscenario. De aanpassingskosten hebben dus slechts een marginale invloed op de financiële prestaties van een spoorwegmaatschappij. Klimaatveranderingsrisico's voor de spoorwegindustrie zijn uitvoerig beschreven in het ARISCC-project (Adaptation of Railway Infrastructure to Climate Change), uitgevoerd door het consortium onder leiding van UIC (International Union of Railways). De resultaten van ARISCC omvatten natuurrisicokaarten en een leidraad voor geïntegreerd natuurrisicobeheer op het spoor.

Een recentere evaluatie (Haghighi et al., 2025) bevestigde dat klimaatrisico’s een breed scala aan effecten op de spoorwegen kunnen hebben. Deze kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdtypen, fysieke en operationele effecten. Fysieke gevolgen hebben directe schade aan de spoorweginfrastructuur tot gevolg. Ze kunnen structureel zijn (bv. schade aan rails en dwarsliggers), geotechnisch (bv. schade aan ballastmateriaal en hellingen) en hydrologisch (storing in de drainagesystemen, overstromingen). Operationele gevolgen omvatten verstoringen en vertragingen van de dienstverlening. Een uitgebreide hoeveelheid literatuur suggereert dat de effecten van klimaatgevaren op de spoorweginfrastructuur en -exploitatie toenemen als gevolg van klimaatverandering.

Uit dezelfde studie bleek dat zowel extreme weersomstandigheden (zware regenval, extreme winden, overstromingen en stormen) als langzame beginprocessen (hogere gemiddelde temperaturen) tot de meest bestudeerde klimaatgevaren behoren. De meest gemelde effecten voor spoorwegen zijn thermische stress, knikkende spoorwegen, overstroomde sporen, aardverschuivingen op dijken, verstoring van de dienstverlening en verhoogde onderhoudseisen.

Aanpassingsbenaderingen kunnen erop gericht zijn de robuustheid van de spoorweginfrastructuur te vergroten door de kwetsbaarheid van activa voor de gevaren te verminderen en zo ook in ongunstige omstandigheden te kunnen functioneren. Dit kan bijvoorbeeld betekenen dat elektrische systemen worden verhoogd tot boven de voorspelde overstromingsniveaus. Aanpassing kan ook gericht zijn op redundantie in het systeem, om de continuïteit van de werking mogelijk te maken wanneer een systeemstoring optreedt. Het omvat het creëren van aanvullende of alternatieve diensten. Tot slot kan aanpassing maatregelen omvatten om snel herstel mogelijk te maken om de infrastructuur en diensten snel te herstellen (Palin et al., 2021).

De keuze van de aanpassingsmaatregel hangt af van de lokale context, de blootstelling aan bepaalde gevaren, de aanwezigheid van andere niet-klimaatgerelateerde risico’s, de gewenste aanpassingsuitgaven en -doelstelling en de levensduur van de infrastructuur.

Een stijging van de temperatuur kan leiden tot knikken van het spoor, een verhoogd risico op vegetatiebranden, een toenemende noodzaak om koeling en andere systemen voor passagierscomfort te installeren. De respectieve aanpassingsreacties moeten technische oplossingen (bv. verhoogde hittebestendigheid van schakelaars en het veiligheidssysteem) combineren met op de natuur gebaseerde oplossingen (bv. vegetatieaanplant om sporen te beschermen tegen directe zonnestraling).  

Zware regengebeurtenissen, stormen en winden kunnen de stabiliteit van de bodem verminderen, aardverschuivingen, rotsdalingen of lawines veroorzaken, die voornamelijk bergachtige gebieden treffen. Er moeten structurele beschermingsmaatregelen worden genomen, zoals dijken en dijken. Deze maatregelen kunnen meerdere voordelen hebben, aangezien zij ook nederzettingen of andere infrastructuur, zoals wegen of energievoorzieningsnetwerken, kunnen beschermen. Om de windbestendigheid van bovenleidingmasten te verbeteren, kan aanpassing inhouden dat gebieden in de buurt van sporen en bovenleidingen vrij van gevaarlijke voorwerpen worden gehouden. Op de natuur gebaseerde oplossingen kunnen vegetatieaanplant omvatten om bodemerosie te verminderen en hellingen te versterken.

Vegetatie wordt vaak gebruikt als bufferzone voor lawaai en vervuiling langs spoorwegen en ook om het spoor te beschermen tegen directe blootstelling aan de zon. Groene spoorwegcorridors kunnen naast spoorwegen worden gecreëerd om de beweging van wilde diersoorten te bevorderen. Om operationele storingen te voorkomen die worden veroorzaakt door bomen die over het spoor vallen of door bosbranden, moeten het planten en onderhouden van vegetatie zorgvuldig worden gepland. Het moet rekening houden met lokale klimaatomstandigheden en klimaatveranderingsprognoses. Het gebruik van planten met een relatief hoog vochtgehalte en een laag gehalte aan vluchtige oliën kan bijvoorbeeld bosbranden helpen voorkomen. In stormgevoelige gebieden moet worden overwogen boomsoorten te selecteren om bestand te zijn tegen hogere wind (Blackwood et al., 2022).

De uitvoering van structurele maatregelen voor het hele spoorwegsysteem is vaak niet haalbaar om zowel economische redenen als aspecten van natuur- en landschapsbescherming. Daarom is er een grote behoefte aan aanvullende (niet-structurele) risicobeperkende maatregelen, zoals het aanbieden van systemen voor vroegtijdige waarschuwing, omleiding van het verkeer, alternatieve dienstregelingen, slimme vervanging van diensten (bv. busvervoer), verbeterde interconnectiviteit tussen verschillende vervoerswijzen (multimodaliteit).  Bovendien is het verstrekken van realtime-informatie aan passagiers van fundamenteel belang. 

De aanpassing van de spoorweginfrastructuur maakt ook deel uit van de oplossingen om de continuïteit van de toeleveringsketens voor het bedrijfsleven en de industrie te waarborgen. Veelvoorkomende risico’s die de continuïteit van de toeleveringsketen in verband met vervoer bedreigen, zijn vertragingen of onderbrekingen van essentiële vervoersdiensten als gevolg van extreme weersomstandigheden, knik in het spoor en ongevallen. Verstoring van de toeleveringsketen kan uiteindelijk leiden tot hogere kosten. Dit kan gevolgen hebben voor de inkoper, leverancier of de gehele supply chain. Het waarborgen van de veerkracht van de spoorwegen is ook van cruciaal belang om de connectiviteit van bestemmingen in toeristische regio’s te waarborgen en zo ook bij te dragen tot de economische ontwikkeling van deze sector. 

Normaal gesproken beheren spoorwegmaatschappijen die op nationaal niveau werken de uitvoering van maatregelen die gericht zijn op het vergroten van de veerkracht van het spoorvervoer.  Deze actoren worden ondersteund door overheidsdiensten die op regionaal, nationaal of zelfs Europees niveau actief zijn (bv. DG MOVE van de Commissie). Zij bieden wetgevende, administratieve en financiële steun voor aanpassingsactiviteiten. Bedrijven die gespecialiseerd zijn in het ontwerp en de bouw van vervoer voeren de technische uitvoering van maatregelen uit. . Al deze belanghebbenden worden ondersteund door onderzoeksinstellingen en consultancy die kwetsbaarheidsbeoordelingen, prioritering van maatregelen, haalbaarheidsstudies en kosten-batenanalyses bieden. Actoren die weersvoorspellingen en systemen voor vroegtijdige waarschuwing leveren (bv. UBIMET in Oostenrijk) zijn ook belangrijke belanghebbenden die hierbij moeten worden betrokken. Uit sommige studies is gebleken dat spoorwegbeheerders en belanghebbenden zich weinig bewust zijn van de klimaatverandering, wat de aanpassing aan de klimaatverandering kan belemmeren.

Gezien de lange levensduur van de spoorweginfrastructuur moet de uitvoering van aanpassingsmaatregelen deel uitmaken van het algemene ontwikkelingsproces en/of de modernisering van de spoorwegen. Meer in het algemeen moet het worden opgenomen in vervoersstrategieën voor de lange termijn, waarbij het spoor naar verwachting een belangrijke rol zal spelen. Dit kan ervoor zorgen dat de benodigde financiële middelen beschikbaar zijn. Naast een gebrek aan middelen houden andere factoren die de ontwikkeling en aanpassing van het spoor kunnen belemmeren verband met mogelijke conflicten met milieubeschermingsdoelstellingen, voornamelijk in verband met versnippering van het landschap, en mogelijke conflicten met lokale gemeenschappen die zich zorgen maken over toegenomen geluidshinder en ruimtebeslag.

De meest voordelige aanpassingsmaatregelen zijn die welke synergieën opleveren met andere maatregelen die tot extra voordelen leiden, bijvoorbeeld door bij te dragen tot mitigatie van de klimaatverandering, duurzame ontwikkeling te bevorderen en de bescherming van de biodiversiteit te verbeteren. In dit perspectief kunnen op de natuur gebaseerde oplossingen worden gebruikt om het spoorwegsysteem op verschillende manieren aan te passen. Sommige bomen zijn bestand tegen hogere windsnelheden dan andere, kleine meanderende waterlopen kunnen hoge waterstanden beter bufferen dan kunstmatige drainagesystemen en de selectie van geschikte vegetatie in de buurt van de spoorwegcorridor kan het risico op branden verminderen.

Maatregelen die tot nadelige milieueffecten leiden, mogen niet in overweging worden genomen, tenzij dit op grond van veiligheidsvoorschriften vereist is. Zo moet de toename van het gebruik van airconditioningsystemen voor het koelen van binnenruimten zoveel mogelijk worden beperkt om de productie te beperken tot broeikasgasemissies. Maatregelen om de kwetsbaarheid voor vallende bomen te verminderen door bredere spoorwegcorridors tot stand te brengen, kunnen voor sommige andere doelstellingen contraproductief zijn. Een bredere corridor kan leiden tot grotere temperatuurverschillen in de spoorzone. Dit kan toekomstige doelstellingen ter vermindering van de kwetsbaarheid voor branden of knik in het spoor in gevaar brengen, tenzij deze problemen worden aangepakt.

Het belangrijkste voordeel van aanpassingsmaatregelen is de klimaatbestendige spoorweginfrastructuur en -exploitatie, die zorgen voor connectiviteit van het vervoersnetwerk met gevolgen voor de economische welvaart en het welzijn. Daarnaast zijn de bijkomende voordelen van aanpassingsmaatregelen bijdragen aan duurzame ontwikkeling en mitigatie van klimaatverandering (de verschuiving van de vervoerswijze naar het spoor leidt tot een daling van de broeikasgasemissies). Ook andere dan milieusynergieën en nevenvoordelen van aanpassingsmaatregelen zijn wenselijk. Structurele beschermingsmaatregelen kunnen bijvoorbeeld niet alleen het spoor beschermen, maar ook nederzettingen of andere infrastructuur zoals wegen of energievoorziening beschermen. In economisch opzicht zijn spoorwegen belangrijke vervoersinfrastructuren, niet alleen voor de mobiliteit van EU-ingezetenen en toeristen, maar ook voor het duurzaam vervoeren van goederen binnen en tussen landen. De koolstofemissies van het spoorvervoer zijn slechts een fractie van de emissies van andere opties voor goederenvervoer (EEA, 2021). Aanpassingsacties die gericht zijn op het behoud van de operabiliteit van het Europese spoorwegnet op middellange en lange termijn zijn dus ook van cruciaal belang voor de vitaliteit en duurzaamheid van de Europese goederenhandel en voor de industrieën die hun goederen per spoor verzenden.

De kosten variëren consistent naargelang van de geselecteerde maatregelen, het specifieke ontwerp ervan, de schaal van toepassing, de specifieke omstandigheden van de plaats waar de maatregelen worden uitgevoerd, de klimaatuitdagingen die worden aangepakt en vele andere factoren. De economische kosten omvatten de kosten van directe effecten op infrastructuuractiva, de kosten van vertragingen en annuleringen van vervoer als gevolg van extreme weersomstandigheden en de kosten van aanpassingsmaatregelen. Verschillende studies kwantificeren de economische kosten van klimaatverandering op het spoor. Het vergelijken van deze resultaten bleek een hele uitdaging. Dit is te wijten aan het gebruik van verschillende klimaatmodellen, klimaatscenario’s, toekomstige perioden, beoordelingsmethoden, geografische reikwijdte enz.

Bovendien worden de bredere sociaal-economische kosten van verstoringen van het vervoer zelden gekwantificeerd. Het kan gaan om een verminderde capaciteit voor het vervoer van essentiële goederen en een verminderde toeristische aantrekkelijkheid van bestemmingen (Palin et al., 2021). Met de toename van klimaatgerelateerde gebeurtenissen en risico’s is het redelijk om hogere kosten te verwachten om een veilig en bruikbaar netwerk in stand te houden, beschadigde of vernietigde infrastructuur opnieuw op te bouwen en meer bedrijfsbeheer te dekken (Spoorwegbureau van de EU, 2024).

De kosten worden in de eerste plaats door de spoorwegmaatschappij gedekt; medefinanciering kan worden verstrekt uit de overheidsbegroting, Europese financieringsinstrumenten en andere bronnen. Publiek-private partnerschappen kunnen een rol spelen bij de financiering van aanpassingsmaatregelen voor spoorweginfrastructuur en -diensten. Zo heeft de Oostenrijkse spoorwegmaatschappij ÖBB een risicobeperkingsstrategie vastgesteld op basis van geavanceerde weermonitoring en een systeem voor vroegtijdige waarschuwing (infra:wetter). Deze wordt gezamenlijk beheerd door ÖBB en de particuliere weerdienst UBIMET GmbH (zie de case study Building railway transport resilience to Alpine hazards).

Het internationale vervoer per spoor wordt geregeld door verschillende intergouvernementele verdragen en binnen de Europese Unie door verschillende EU-verordeningen en -richtlijnen.

Op EU-niveau werd in een belangrijk beleidsdocument, het Witboek van 2011 (Stappenplan voor een interne Europese vervoersruimte), een ambitieuze aanpak voorgesteld om de vastgestelde tekortkomingen op het gebied van mobiliteit in de EU te verhelpen. Van de verschillende acties werd ook erkend dat de uitdagingen op het gebied van klimaatverandering moeten worden aangepakt door de klimaatveerkracht voor de algehele infrastructuur te versterken.

Sinds 2020 regelt de strategie voor duurzame en slimme mobiliteit, samen met een actieplan met 82 maatregelen, de toekomst van het vervoer in de EU in overeenstemming met de ambitie van de Europese Green Deal en de doelstellingen van de digitale strategie van de EU. Veerkrachtige mobiliteit is een belangrijke doelstelling van de EU-strategie voor duurzame en slimme mobiliteit. Om de continuïteit van het vervoer te waarborgen, omvatten de acties het opstellen van (een) crisisnoodplan(nen) voor de vervoerssector, de modernisering (klimaatbestendigheid) van fysieke en digitale vervoersinfrastructuur, de interoperabiliteit tussen verschillende vervoerswijzen en de versterking van het TEN-T-netwerk. Een belangrijke beleidsdoelstelling van de EU is het versterken van multimodaliteit, het waarborgen van een betere integratie van de vervoerswijzen en het tot stand brengen van interoperabiliteit op alle niveaus van het vervoerssysteem (Spoorwegbureau van de EU, 2024). De TEN-T-verordening schrijft voor dat projecten van "gemeenschappelijk belang" klimaatbestendigheid moeten aantonen. Het vereist specifiek dat infrastructuurbeheerders de kwetsbaarheid voor klimaatverandering (overstromingen, hittegolven) beoordelen en aanpassingsmaatregelen nemen om overheidsinvesteringen te beschermen.

Typische tijd die nodig is voor de uitvoering van de technische maatregelen is meerdere jaren (ongeveer 2-5 jaar). De operationele maatregelen moeten echter snel worden uitgevoerd en snel reageren op verstoringen als gevolg van extreme gebeurtenissen. Het verstrekken van weersvoorspellingen en systemen voor vroegtijdige waarschuwing is continu.

De levensduur van technische maatregelen moet in overeenstemming zijn met de levensduur van de spoorweginfrastructuur zelf, die meerdere decennia bedraagt.