Prevádzka a výstavba železničnej infraštruktúry odolnej proti zmene klímy

Železničná doprava je energeticky účinným spôsobom dopravy s relatívne nízkym vplyvom na životné prostredie a konkrétne nižšími emisiami skleníkových plynov. Vďaka tomu je kľúčovým prispievateľom k vykonávaniu dlhodobej uhlíkovo neutrálnej dopravnej stratégie v Európe. Tento potenciál však možno využiť len vtedy, ak sa železnice prispôsobia tak, aby odolali vplyvom spojeným so zmenou klímy.

Jednou z najkritickejších zraniteľností systému železničnej dopravy je nízka flexibilita infraštruktúry aj prevádzky v prípade narušení. Systém železničnej dopravy závisí aj od iných druhov infraštruktúry. Napríklad poruchy v napájaní z dôvodu extrémnych poveternostných javov priamo ovplyvňujú funkčnosť systému železničnej dopravy. Vzhľadom na dlhú životnosť železničnej infraštruktúry, od ktorej sa očakáva, že bude fungovať s plnou kapacitou viac ako 50 rokov (a v prípade niektorých zariadení ešte dlhšie), je vhodné začleniť aspekty zmeny klímy do dlhodobého železničného plánovania, projektovania a procesu riadenia. Okrem toho mnohé železnice boli v minulosti navrhnuté a vybudované s ohľadom na historické klimatické podmienky, ktoré sa môžu líšiť od súčasných a budúcich podmienok v dôsledku zmeny klímy. Vo vízii správy Rail Adapt Report (UIC, 2017) sa proces adaptácie železničnej dopravy považuje za súčasť scenára vývoja za nezmenených okolností. Náklady na adaptáciu majú teda len okrajový vplyv na finančnú výkonnosť železničnej spoločnosti. Riziká zmeny klímy pre železničný priemysel boli podrobne opísané v projekte ARISCC (Adaptácia železničnej infraštruktúry na zmenu klímy), ktorý realizovalo konzorcium pod vedením UIC (Medzinárodná únia železníc). Výsledky projektu ARISCC zahŕňajú mapy prírodných nebezpečenstiev a usmerňovací dokument o integrovanom riadení prírodných nebezpečenstiev na železniciach.

V novšom preskúmaní (Haghighi a kol., 2025) sa potvrdilo, že klimatické riziká môžu mať na železnice širokú škálu vplyvov. Tieto vplyvy možno rozdeliť do dvoch hlavných typov, fyzického a prevádzkového. Fyzické vplyvy zahŕňajú priame poškodenie železničnej infraštruktúry. Môžu byť štrukturálne (napr. poškodenie koľajníc a podvalov), geotechnické (napr. poškodenie balastového materiálu a svahov) a hydrologické (porucha drenážnych systémov, záplavy). Prevádzkové vplyvy zahŕňajú narušenia a oneskorenia služieb. Rozsiahla literatúra naznačuje, že vplyv klimatických rizík na železničnú infraštruktúru a prevádzku rastie v dôsledku zmeny klímy.

Z tej istej štúdie vyplynulo, že medzi najčastejšie skúmané klimatické riziká patria extrémne poveternostné javy (ťažké zrážky, extrémne vetry, povodne a búrky), ako aj pomalé procesy (vyššie priemerné teploty). Najviac hlásenými vplyvmi na železnice sú tepelné napätie, vzpery, zaplavené koľaje, zosuvy pôdy na hrádziach, narušenie služieb a zvýšené požiadavky na údržbu.

Cieľom adaptačných prístupov môže byť zvýšenie odolnosti železničnej infraštruktúry znížením zraniteľnosti aktív voči nebezpečenstvám, čím sa umožní fungovanie aj v nepriaznivých podmienkach. To môže znamenať napríklad zvýšenie elektrických systémov nad predpovedanú úroveň povodní. Cieľom prispôsobenia môže byť aj zabezpečenie nadbytočnosti systému, aby sa umožnila kontinuita prevádzky v prípade zlyhania systému. Zahŕňa vytvorenie dodatočných alebo alternatívnych služieb. A napokon, adaptácia môže zahŕňať opatrenia, ktoré umožnia rýchlu obnovu s cieľom rýchlo obnoviť infraštruktúru a služby (Palin a kol., 2021).

Výber adaptačného opatrenia závisí od miestneho kontextu, vystavenia konkrétnym nebezpečenstvám, prítomnosti iných rizík nesúvisiacich s klímou, požadovaných výdavkov na adaptáciu a cieľa a životnosti infraštruktúry.

Zvýšenie teploty môže spôsobiť vzpery koľajníc, zvýšené riziko požiarov vegetácie, rastúcu potrebu inštalovať chladiace a iné systémy pre pohodlie cestujúcich. V príslušných adaptačných reakciách by sa mali kombinovať technické riešenia (napr. zvýšená tepelná odolnosť spínačov a bezpečnostného systému) s riešeniami inšpirovanými prírodou (napr. výsadba vegetácie na ochranu tratí pred priamym slnečným žiarením).  

Silné dažde, búrky a vetry môžu znížiť stabilitu pôdy, vyvolať zosuvy pôdy, pády skál alebo lavíny, ktoré postihujú najmä horské oblasti. Je potrebné zaviesť štrukturálne ochranné opatrenia, ako sú hrádze a násypy. Tieto opatrenia môžu mať viacero výhod, pretože môžu chrániť aj sídla alebo inú infraštruktúru, ako sú cesty alebo siete dodávok energie. Na zlepšenie odolnosti stožiarov trolejového vedenia proti vetru môže prispôsobenie zahŕňať udržiavanie oblastí v blízkosti koľají a trolejových vedení bez nebezpečných predmetov. Riešenia blízke prírode môžu zahŕňať výsadbu vegetácie s cieľom znížiť eróziu pôdy a posilniť svahy.

Vegetácia sa často používa ako nárazníková zóna pre hluk a znečistenie pozdĺž železničných tratí a tiež na ochranu trate pred priamym vystavením slnku. Spolu so železničnými traťami možno vytvoriť zelené železničné koridory na podporu pohybu voľne žijúcich druhov. S cieľom zabrániť prevádzkovým poruchám spôsobeným spadnutými stromami alebo prírodnými požiarmi by sa mala starostlivo naplánovať výsadba a údržba vegetácie. Musí zohľadniť miestne klimatické podmienky a prognózy zmeny klímy. Napríklad používanie rastlín s relatívne vysokým obsahom vlhkosti a nízkym obsahom prchavých olejov môže pomôcť predchádzať prírodným požiarom. V oblastiach náchylných na búrky by sa mal zvážiť výber druhov stromov, aby odolali vyššiemu vetru (Blackwood a kol., 2022).

Vykonávanie štrukturálnych opatrení pre celý železničný systém často nie je uskutočniteľné z hospodárskych dôvodov ani z hľadiska ochrany prírody a krajiny. Preto sú veľmi potrebné dodatočné (neštrukturálne) opatrenia na zníženie rizika, ako je poskytovanie systémov včasného varovania, presmerovanie dopravy, alternatívne cestovné poriadky, inteligentná náhrada služieb (napr. autobusová doprava), zvýšená prepojenosť medzi rôznymi druhmi dopravy (multimodalita).  Okrem toho má zásadný význam poskytovanie informácií cestujúcim v reálnom čase. 

Súčasťou riešení na zabezpečenie kontinuity dodávateľských reťazcov pre podnikateľský a priemyselný sektor je aj prispôsobenie železničnej infraštruktúry. Medzi spoločné riziká, ktoré ohrozujú kontinuitu dodávateľského reťazca v súvislosti s prepravou, patria oneskorenia alebo prerušenia základných dopravných služieb spôsobené extrémnymi poveternostnými javmi, vzperami v železničnej doprave a nehodami. Narušenie dodávateľského reťazca by nakoniec mohlo viesť k zvýšeným nákladom. To môže mať vplyv na kupujúceho, dodávateľa alebo celý dodávateľský reťazec. Zabezpečenie odolnosti železníc má zásadný význam aj pre zabezpečenie prepojenia destinácií v regiónoch cestovného ruchu, čím prispieva aj k hospodárskemu rozvoju tohto odvetvia. 

Železničné spoločnosti pôsobiace na vnútroštátnej úrovni zvyčajne riadia vykonávanie opatrení zameraných na zvýšenie odolnosti železničnej dopravy.  Týchto aktérov podporujú orgány verejnej správy pôsobiace na regionálnej, vnútroštátnej alebo dokonca európskej úrovni (napr. GR MOVE EK). Tie poskytujú legislatívnu, administratívnu a finančnú podporu adaptačným činnostiam. Technické vykonávanie opatrení vykonávajú spoločnosti, ktoré sa špecializujú na projektovanie a výstavbu dopravy. . Všetky tieto zainteresované strany sú podporované výskumnými inštitúciami a poradenstvom poskytujúcim posúdenie zraniteľnosti, stanovenie priorít opatrení, štúdie uskutočniteľnosti a analýzu nákladov a prínosov. Dôležitými zainteresovanými stranami, ktoré sa majú zapojiť, sú aj subjekty, ktoré poskytujú systémy predpovedania počasia a včasného varovania (napr. UBIMET v Rakúsku). Niektoré štúdie odhalili nízku úroveň informovanosti manažérov železníc a zainteresovaných strán o otázkach zmeny klímy, čo môže brániť adaptácii.

Vzhľadom na dlhú životnosť železničnej infraštruktúry je vykonávanie adaptačných opatrení súčasťou celkového procesu rozvoja a/alebo modernizácie železníc. Vo všeobecnosti by sa mal začleniť do dlhodobých dopravných stratégií, pričom sa očakáva, že v rámci železničnej dopravy bude zohrávať dôležitú úlohu. Tým sa môže zabezpečiť dostupnosť potrebných finančných zdrojov. Okrem nedostatku finančných prostriedkov sa ďalšie faktory, ktoré môžu brániť rozvoju a adaptácii železníc, týkajú možných konfliktov s cieľmi ochrany životného prostredia, najmä v súvislosti s fragmentáciou krajiny, a možných konfliktov s miestnymi komunitami, ktoré sa obávajú zvýšeného znečistenia hlukom a záberu pôdy.

Najvýhodnejšie adaptačné opatrenia sú tie, ktoré poskytujú synergie s inými opatreniami vedúcimi k dodatočným prínosom, napríklad k zmierneniu zmeny klímy, podpore udržateľného rozvoja a zlepšeniu ochrany biodiverzity. Z tohto hľadiska by sa riešenia blízke prírode mohli použiť na prispôsobenie železničného systému rôznymi spôsobmi. Niektoré stromy odolávajú vyšším rýchlostiam vetra ako iné, malé meandrujúce vodné toky by mohli vyrovnávať vysoké hladiny vody lepšie ako umelé drenážne systémy a výber vhodnej vegetácie v blízkosti železničného koridoru by mohol znížiť riziko požiarov.

Opatrenia vedúce k nepriaznivým vplyvom na životné prostredie by sa nemali zvažovať, pokiaľ to nevyžadujú bezpečnostné predpisy. Napríklad zvýšenie používania klimatizačných systémov na chladenie vnútorných priestorov by sa malo čo najviac obmedziť, aby sa výroba obmedzila na emisie skleníkových plynov. Opatrenia na zníženie zraniteľnosti voči padajúcim stromom vytvorením širších železničných koridorov môžu byť pre niektoré ďalšie ciele kontraproduktívne. Širší koridor môže viesť k väčším teplotným rozdielom v zóne koľaje. Ak sa tieto problémy nevyriešia, môže to byť výzvou pre budúce ciele zamerané na zníženie zraniteľnosti voči požiarom alebo vzperám na železnici.

Hlavným prínosom adaptačných opatrení je železničná infraštruktúra a prevádzka odolná voči zmene klímy, ktorá zabezpečuje prepojenosť dopravnej siete s dôsledkami pre hospodársku prosperitu a blahobyt. Pomocnými prínosmi adaptačných opatrení sú okrem toho príspevky k udržateľnému rozvoju a zmierneniu zmeny klímy (presun spôsobu dopravy smerom k železničnej doprave vedie k zníženiu emisií skleníkových plynov). Okrem environmentálnych synergií a súvisiacich prínosov sú žiaduce aj iné adaptačné opatrenia. Napríklad štrukturálne ochranné opatrenia môžu okrem ochrany železničnej trate chrániť aj sídla alebo inú infraštruktúru, ako sú cesty alebo dodávky energie. Z hospodárskeho hľadiska sú železnice kľúčovou dopravnou infraštruktúrou nielen pre mobilitu obyvateľov EÚ a turistov, ale aj pre udržateľnú prepravu tovaru v rámci krajín a medzi nimi. Emisie uhlíka zo železničnej dopravy predstavujú len zlomok emisií z iných možností nákladnej dopravy (EEA, 2021). Opatrenia na prispôsobenie zamerané na zachovanie strednodobej a dlhodobej prevádzkyschopnosti európskej železničnej siete sú preto kľúčové aj pre životaschopnosť a udržateľnosť európskeho odvetvia obchodu s nákladnou dopravou a pre odvetvia, ktoré prepravujú svoj tovar železnicou.

Náklady sa neustále líšia v závislosti od vybraných opatrení, ich konkrétnej koncepcie, rozsahu uplatňovania, osobitných podmienok lokality, v ktorej sa opatrenia vykonávajú, riešených klimatických výziev a mnohých ďalších faktorov. Hospodárske náklady zahŕňajú náklady na priame vplyvy na aktíva infraštruktúry, náklady na meškanie a zrušenie dopravy v dôsledku extrémneho počasia a náklady na adaptačné opatrenia. V niekoľkých štúdiách sa kvantifikujú hospodárske náklady vyplývajúce zo zmeny klímy na železniciach. Porovnanie týchto výsledkov sa ukázalo ako dosť náročné. Je to spôsobené používaním rôznych klimatických modelov, klimatických scenárov, budúcich časových období, metodík posudzovania, geografického rozsahu atď.

Okrem toho sa len zriedka kvantifikujú širšie sociálno-ekonomické náklady na narušenie dopravy. Môže zahŕňať zníženú kapacitu na prepravu základného tovaru a zníženú turistickú atraktívnosť destinácií (Palin a kol., 2021). Vzhľadom na nárast udalostí a rizík súvisiacich s klímou možno odôvodnene očakávať zvýšené náklady na údržbu bezpečnej a prevádzkyschopnej siete, obnovu poškodenej alebo zničenej infraštruktúry a pokrytie zvýšeného obchodného riadenia (Železničná agentúra EÚ, 2024).

Náklady hradí v prvom rade železničná spoločnosť; spolufinancovanie sa môže poskytovať z verejného rozpočtu, európskych finančných nástrojov a iných zdrojov. Verejno-súkromné partnerstvá môžu zohrávať úlohu pri financovaní adaptačných opatrení v oblasti železničnej infraštruktúry a služieb. Napríklad rakúska železničná spoločnosť ÖBB prijala stratégiu znižovania rizík založenú na pokročilom monitorovaní počasia a systéme včasného varovania (infra:wetter). Prevádzkuje ju spoločne ÖBB a súkromná meteorologická služba UBIMET GmbH (pozri prípadovú štúdiu Budovanie odolnosti železničnej dopravy voči nebezpečenstvám v Alpách ).

Medzinárodná železničná doprava sa riadi viacerými medzivládnymi dohovormi a v rámci Európskej únie viacerými nariadeniami a smernicami EÚ.

Na úrovni EÚ sa v hlavnom politickom dokumente, bielej knihe z roku 2011 (Plán jednotného európskeho dopravného priestoru), navrhol ambiciózny prístup k prekonaniu zistených nedostatkov mobility v EÚ. V rámci rôznych opatrení sa tiež uznala potreba riešiť výzvy súvisiace so zmenou klímy posilnením odolnosti celkovej infraštruktúry proti zmene klímy.

Od roku 2020 sa budúcnosť dopravy EÚ riadi stratégiou pre udržateľnú a inteligentnú mobilitu spolu s akčným plánom 82 opatrení v súlade s ambíciami Európskej zelenej dohody a cieľmi digitálnej stratégie EÚ. Odolná mobilita je kľúčovým cieľom stratégie EÚ pre udržateľnú a inteligentnú mobilitu. Na zabezpečenie kontinuity dopravy opatrenia zahŕňajú vytvorenie krízového pohotovostného plánu (plánov) pre odvetvie dopravy, modernizáciu fyzickej a digitálnej dopravnej infraštruktúry (zabezpečenie odolnosti proti zmene klímy), interoperabilitu medzi rôznymi druhmi dopravy a posilnenie siete TEN-T. Kľúčovým politickým cieľom EÚ je posilnenie multimodality, zabezpečenie lepšej integrácie druhov dopravy a vytvorenie interoperability na všetkých úrovniach dopravného systému (Železničná agentúra EÚ, 2024). V nariadení o TEN-T sa stanovuje, že projekty „spoločného záujmu“ musia preukázať odolnosť proti zmene klímy. Konkrétne sa v ňom vyžaduje, aby manažéri infraštruktúry posudzovali zraniteľnosť voči zmene klímy (povodne, vlny horúčav) a vykonávali adaptačné opatrenia na ochranu verejných investícií.

Typický čas potrebný na vykonanie technických opatrení je niekoľko rokov (približne 2 – 5 rokov). Vykonávanie operačných opatrení však musí byť rýchle a musí rýchlo reagovať na narušenie spôsobené extrémnymi udalosťami. Poskytovanie predpovedí počasia a systémov včasného varovania je nepretržité.

Životnosť technických opatrení by mala byť v súlade so životnosťou samotnej železničnej infraštruktúry, ktorá trvá niekoľko desaťročí.