İklime Dayanıklı Demiryolu Altyapısı operasyonları ve inşaatı

Demiryolu taşımacılığı, nispeten düşük çevresel etkiye ve daha spesifik olarak daha düşük sera gazı emisyonlarına sahip, enerji açısından verimli bir ulaşım şeklidir. İkincisi, Avrupa'da uzun vadeli karbon nötr bir ulaşım stratejisinin uygulanmasına önemli bir katkı sağlıyor. Bununla birlikte, bu potansiyel ancak demiryollarının iklim değişikliği ile ilişkili etkilere dayanacak şekilde uyarlanması durumunda gerçekleştirilebilir.

Demiryolu ulaşım sistemindeki en kritik güvenlik açıklarından biri, bozulma durumunda hem altyapının hem de operasyonların düşük esnekliğidir. Demiryolu ulaşım sistemi ayrıca diğer altyapı türlerine de bağlıdır. Örneğin, aşırı hava olayları nedeniyle güç kaynağındaki bozukluklar, demiryolu ulaşım sisteminin işlevselliğini doğrudan etkiler. 50 yıldan fazla bir süredir (ve hatta bazı tesisler için daha uzun süre) tam kapasitede çalışması beklenen demiryolu altyapısının uzun ömrü nedeniyle, iklim değişikliği yönlerini uzun vadeli demiryolu planlama, tasarım ve yönetim sürecine entegre etmek uygundur. Ayrıca, geçmişte birçok demir yolu, iklim değişikliği nedeniyle mevcut ve gelecekteki koşullardan farklı olabilecek tarihi iklim koşullarına atıfta bulunarak tasarlanmış ve inşa edilmiştir. Demiryolu Adaptasyon Raporu vizyonu (UIC, 2017), demiryolunun adaptasyon sürecini her zamanki gibi iş geliştirme senaryosunun bir parçası olarak görmektedir. Bu nedenle, adaptasyon maliyetinin bir demiryolu şirketinin finansal performansı üzerinde sadece marjinal bir etkisi vardır. Demiryolu endüstrisi için iklim değişikliği riskleri, UIC (Uluslararası Demiryolları Birliği) liderliğindeki konsorsiyum tarafından uygulanan ARISCC projesi (Demiryolu Altyapısının İklim Değişikliğine Adaptasyonu) tarafından kapsamlı bir şekilde tanımlanmıştır. ARISCC'nin sonuçları, doğal tehlike haritaları ve demiryollarında entegre doğal tehlike yönetimi hakkında bir rehberlik belgesi içermektedir.

Daha yeni bir inceleme (Haghighi ve diğ., 2025) iklim tehlikelerinin demiryolları üzerinde çok çeşitli etkiler yaratabileceğini doğruladı. Bunlar, fiziksel ve operasyonel etkiler olmak üzere iki ana tipte sınıflandırılabilir. Fiziksel etkiler demiryolu altyapısına doğrudan zarar vermeyi içerir. Yapısal (örneğin raylara ve traverslere verilen hasarlar), jeoteknik (örneğin balast malzemesine ve eğimlere verilen hasarlar) ve hidrolojik (drenaj sistemlerinde arıza, sel) olabilirler. Operasyonel etkiler, hizmet kesintilerini ve gecikmeleri kapsar. Kapsamlı bir literatür, iklim tehlikelerinin demiryolu altyapısı ve işletmesi üzerindeki etkilerinin iklim değişikliği nedeniyle arttığını göstermektedir.

Aynı çalışma, hem aşırı hava olaylarının (ağır yağışlar, aşırı rüzgarlar, seller ve fırtınalar) hem de yavaş başlangıçlı süreçlerin (daha yüksek ortalama sıcaklıklar) en sık incelenen iklim tehlikeleri arasında olduğunu ortaya koymuştur. Demiryolları için en çok bildirilen etkiler termal stres, demiryolu burkulması, su basmış raylar, setlerdeki heyelanlar, hizmet kesintisi ve artan bakım talepleridir.

Adaptasyon yaklaşımları, varlıkların tehlikelere karşı savunmasızlığını azaltarak ve böylece olumsuz koşullarda da çalışmaya izin vererek demiryolu altyapısının sağlamlığını artırmaya çalışabilir. Bu, örneğin elektrik sistemlerini öngörülen taşkın seviyelerinin üzerine çıkarmak anlamına gelebilir. Adaptasyon, bir sistem arızası meydana geldiğinde işlemlerin sürekliliğini sağlamak için sistemde yedeklilik sağlamaya da çalışabilir. Ek veya alternatif hizmetler oluşturmayı içerir. Son olarak, adaptasyon, altyapı ve hizmetleri hızlı bir şekilde eski haline getirmek için hızlı iyileşmeyi sağlayacak önlemleri kapsayabilir (Palin vd., 2021).

Uyum önleminin seçimi yerel bağlama, belirli tehlikelere maruz kalmaya, iklimle ilgili olmayan diğer risklerin varlığına, istenen uyum harcamasına ve hedefine ve altyapı ömrüne bağlıdır.

Sıcaklıktaki bir artış demiryolu burkulması, bitki örtüsü yangınları riskinin artması, yolcu konforu için soğutma ve diğer sistemlerin kurulmasına duyulan ihtiyacın artmasına neden olabilir. İlgili adaptasyon yanıtları, teknik çözümleri (örneğin anahtarların ve güvenlik sisteminin artan ısı direnci) Doğa tabanlı çözümlerle (örneğin, izleri doğrudan güneş radyasyonundan korumak için bitki örtüsü ekimi) birleştirmelidir.  

Şiddetli yağmur olayları, fırtınalar ve rüzgarlar toprak stabilitesini azaltabilir, heyelanları, kaya düşmelerini veya çığları tetikleyebilir ve esas olarak dağlık alanları etkileyebilir. Çukurlar ve setler gibi yapısal koruma önlemlerinin uygulanması gerekir. Bu önlemlerin, yerleşimleri veya yollar veya enerji tedarik ağları gibi diğer altyapıları da koruyabilecekleri için birden fazla faydası olabilir. Katener direklerinin rüzgar direncini artırmak için adaptasyon, pistlere ve katenerlere yakın alanları tehlikeli nesnelerden uzak tutmayı kapsayabilir. Doğaya dayalı çözümler, toprak erozyonunu azaltmak ve yamaçları güçlendirmek için bitki örtüsü ekimini kapsayabilir.

Bitki örtüsü genellikle demiryolu rayları boyunca gürültü ve kirlilik için bir tampon bölge olarak ve aynı zamanda pisti güneşe doğrudan maruz kalmaktan korumak için kullanılır. Rayların üzerine düşen ağaçların veya orman yangınlarının neden olduğu operasyonel arızaları önlemek için bitki örtüsü dikimi ve bakımı dikkatli bir şekilde planlanmalıdır. Yerel iklim koşullarını ve iklim değişikliği projeksiyonlarını dikkate almalıdır. Örneğin, nispeten yüksek nem içeriğine ve düşük uçucu yağ seviyelerine sahip bitkilerin kullanılması, orman yangınlarının önlenmesine yardımcı olabilir. Daha yüksek rüzgara dayanacak ağaç türlerinin seçimi fırtınaya eğilimli bölgelerde öngörülmelidir (Blackwood ve ark., 2022).

Tüm demiryolu sistemi için yapısal önlemlerin uygulanması, hem ekonomik nedenlerle hem de doğanın ve peyzajın korunması açısından genellikle mümkün değildir. Bu nedenle, erken uyarı sistemlerinin sağlanması, trafik yönlendirmesi, alternatif zaman çizelgeleri, hizmetlerin akıllı şekilde değiştirilmesi (örneğin otobüs taşımacılığı), farklı taşıma modları arasında gelişmiş ara bağlantı (çok yönlülük) gibi ek (yapısal olmayan) risk azaltma önlemlerine güçlü bir ihtiyaç vardır.  Ayrıca, yolculara gerçek zamanlı bilgi sağlamak esastır. 

Demiryolu altyapısının uyarlanması, iş ve sanayi sektörü için tedarik zincirlerinin sürekliliğini sağlamaya yönelik çözümlerin de bir parçasıdır. Taşımacılıkla ilgili tedarik zinciri sürekliliğini tehdit eden yaygın riskler arasında, aşırı hava olayları, demiryolu burkulması ve kazaların neden olduğu temel taşımacılık hizmetlerinin gecikmeleri veya kesintileri yer alır. Tedarik zincirindeki aksaklıklar sonunda maliyetlerin artmasına neden olabilir. Bu alıcıyı, tedarikçiyi veya tüm tedarik zincirini etkileyebilir. Demiryollarının dayanıklılığının sağlanması, turizm bölgelerindeki destinasyonların bağlantısını sağlamak için de kritik öneme sahiptir, böylece bu sektörün ekonomik gelişimine de katkıda bulunur. 

Normalde, ulusal düzeyde çalışan demiryolu şirketleri, demiryolu taşımacılığının dayanıklılığını artırmaya yönelik önlemlerin uygulanmasını yönetir.  Bu aktörler bölgesel, ulusal ve hatta Avrupa düzeyinde faaliyet gösteren kamu idareleri tarafından desteklenmektedir (örneğin EC DG MOVE). Uyum faaliyetleri için yasal, idari ve mali destek sağlarlar. Taşımacılık tasarımı ve yapımında uzmanlaşmış şirketler, önlemlerin teknik uygulamasını gerçekleştirir. . Tüm bu paydaşlar, kırılganlık değerlendirmesi, önlemlerin önceliklendirilmesi, fizibilite çalışmaları ve maliyet-fayda analizi sağlayan araştırma kurumları ve danışmanlık tarafından desteklenmektedir. Hava tahmini ve erken uyarı sistemleri sunan aktörler (örneğin Avusturya'da UBIMET) de dahil edilmesi gereken önemli paydaşlardır. Bazı çalışmalar, demiryolu yöneticileri ve paydaşları arasında iklim değişikliği konularında adaptasyonu engelleyebilecek düşük düzeyde bir farkındalık olduğunu ortaya koymuştur.

Demiryolu altyapısının uzun ömrü nedeniyle, adaptasyon önlemlerinin uygulanması genel demiryolu geliştirme sürecinin ve / veya modernizasyonun bir parçası olacaktır. Daha genel olarak, demiryolu içinde önemli bir rol oynaması beklenen uzun vadeli ulaşım stratejilerine dahil edilmelidir. Bu, gerekli finansal kaynakların kullanılabilirliğini sağlayabilir. Fon eksikliğinin yanı sıra, demiryolu gelişimini ve adaptasyonunu engelleyebilecek diğer faktörler, başta peyzaj parçalanması olmak üzere çevre koruma hedefleriyle olası çatışmalar ve artan gürültü kirliliği ve arazi alımıyla ilgili yerel topluluklarla olası çatışmalarla ilgilidir.

En avantajlı uyum önlemleri, örneğin iklim değişikliğinin azaltılmasına katkıda bulunmak, sürdürülebilir kalkınmayı teşvik etmek ve biyoçeşitliliğin korunmasını iyileştirmek gibi ek faydalara yol açan diğer önlemlerle sinerji sağlayan önlemlerdir. Bu perspektifte, raylı sistemi çeşitli şekillerde uyarlamak için doğaya dayalı çözümler kullanılabilir. Bazı ağaçlar diğerlerinden daha yüksek rüzgar hızlarına dayanabilir, küçük kıvrımlı su parkurları yüksek su seviyelerini insan yapımı drenaj sistemlerinden daha iyi tamponlayabilir ve demiryolu koridorunun yakınında uygun bitki örtüsünün seçilmesi yangın riskini azaltabilir.

Güvenlik yönetmelikleri gerektirmedikçe, olumsuz çevresel etkilere yol açan önlemler dikkate alınmamalıdır. Örneğin, iç mekanları soğutmak için klima sistemlerinin kullanımındaki artış, üretimi sera gazı emisyonlarıyla sınırlamak için mümkün olduğunca sınırlandırılmalıdır. Daha geniş demiryolu koridorları kurarak düşen ağaçlara karşı savunmasızlığı azaltmaya yönelik önlemler, diğer bazı hedefler için verimsiz olabilir. Daha geniş bir koridor, pist bölgesinde daha büyük sıcaklık farklılıklarına neden olabilir. Bu, bu sorunlar ele alınmadığı sürece yangınlara veya ray burkulmasına karşı savunmasızlığı azaltmak için gelecekteki hedeflere meydan okuyabilir.

Uyum önlemlerinin temel yararı, iklim değişikliğine dayanıklı demiryolu altyapısı ve işletmesi olup, ulaşım ağının ekonomik refah ve refah üzerindeki etkileri ile bağlantının sağlanmasıdır. Ayrıca, adaptasyon önlemlerinin yardımcı faydaları sürdürülebilir kalkınmaya ve iklim değişikliğinin azaltılmasına katkılarıdır (ulaşım modunun demiryoluna kayması sera gazı emisyonlarında azalmaya yol açar). Ayrıca, çevresel sinerjiler ve uyum önlemlerinin ortak faydaları dışında arzu edilir. Örneğin, yapısal koruma önlemleri, demiryolu hattını korumanın yanı sıra, yerleşim yerlerini veya yollar veya enerji arzı gibi diğer altyapıları da koruyabilir. Ekonomik açıdan, demiryolları sadece AB sakinlerinin ve turistlerin hareketliliği için değil, aynı zamanda malların ülkeler içinde ve ülkeler arasında sürdürülebilir bir şekilde taşınması için de temel ulaşım altyapılarıdır. Demiryolu taşımacılığından kaynaklanan karbon emisyonları, diğer yük taşımacılığı seçeneklerinden kaynaklanan emisyonların yalnızca bir kısmıdır (AÇA, 2021). Bu nedenle, Avrupa demiryolu ağının orta ve uzun vadeli işlerliğini korumaya yönelik uyarlama eylemleri, Avrupa yük ticareti sektörünün ve mallarını demiryolu ile gönderen endüstrilerin canlılığı ve sürdürülebilirliği için de çok önemlidir.

Maliyetler, seçilen önlemlere, özel tasarımlarına, uygulama ölçeğine, önlemlerin uygulandığı yerin özel koşullarına, ele alınan iklim zorluklarına ve diğer birçok faktöre göre tutarlı bir şekilde değişir. Ekonomik maliyetler, altyapı varlıkları üzerindeki doğrudan etkilerin maliyetini, aşırı hava koşullarından kaynaklanan nakliye gecikmelerinin ve iptallerinin maliyetini ve uyarlama eylemlerinin maliyetini içerir. Birçok çalışma, iklim değişikliğinin demiryolları üzerindeki ekonomik maliyetlerini ölçüyor. Bu sonuçların karşılaştırılması oldukça zor bulundu. Bunun nedeni, farklı iklim modellerinin, iklim senaryolarının, gelecek zaman dilimlerinin, değerlendirme metodolojilerinin, coğrafi kapsamın vb. kullanılmasıdır.

Ayrıca, ulaşım kesintisinin daha geniş sosyo-ekonomik maliyeti nadiren ölçülür. Temel malların taşınması için azaltılmış kapasiteyi ve destinasyonların turizm çekiciliğini azaltabilir (Palin ve ark., 2021). İklimle ilgili olayların ve risklerin artmasıyla birlikte, güvenli ve hizmet verilebilir bir ağı sürdürmek, hasarlı veya tahrip olmuş altyapıyı yeniden inşa etmek ve artan işletme yönetimini kapsamak için artan maliyetler beklemek mantıklıdır (AB Demiryolları Ajansı, 2024).

Maliyetler öncelikle demiryolu şirketi tarafından karşılanmaktadır; Ortak finansman kamu bütçesinden, Avrupa finansal araçlarından ve diğer kaynaklardan sağlanabilir. Kamu-özel sektör ortaklıkları, demiryolu altyapısı ve hizmetlerinin adaptasyon önlemlerinin finansmanında rol oynayabilir. Örneğin, Avusturyalı demiryolu şirketi ÖBB, gelişmiş hava izleme ve erken uyarı sistemine dayalı bir risk azaltma stratejisi benimsemiştir (infra:wetter).ÖBB ve özel hava hizmeti UBIMET GmbH tarafından ortaklaşa işletilmektedir (bkz.

Demiryolu ile uluslararası taşımacılık, çeşitli hükümetler arası sözleşmeler ve Avrupa Birliği içinde çeşitli AB Düzenlemeleri ve Direktifleri tarafından yönetilmektedir.

AB düzeyinde, önemli bir politika belgesi olan 2011 Beyaz Kitabı (Tek Bir Avrupa Ulaştırma Alanına Giden Yol Haritası), AB'de tespit edilen hareketlilik eksikliklerinin üstesinden gelmek için iddialı bir yaklaşım önerdi. Çeşitli eylemler arasında, genel altyapı için iklim direncini güçlendirerek iklim değişikliği zorluklarını ele alma ihtiyacını da kabul etti.

* 2020 yılından bu yana, Sürdürülebilir ve akıllı mobilite stratejisi, 82 önlemlik bir eylem planı ile birlikte, Avrupa Yeşil Anlaşması'nın hedefi ve EU’s Dijital Stratejisinin hedefleri doğrultusunda AB taşımacılığının geleceğini yönetmektedir. Esnek mobilite, AB Sürdürülebilir ve Akıllı Mobilite Stratejisinin temel hedefidir. Taşımacılık sürekliliğini korumak için, eylemler arasında taşımacılık sektörü için kriz acil durum planlarının oluşturulması, fiziksel ve dijital taşımacılık altyapısının yükseltilmesi (iklim provası), farklı taşıma modları arasında birlikte çalışabilirlik ve TEN-T ağının güçlendirilmesi yer almaktadır. AB'nin önemli bir politika hedefi, çok modluluğu güçlendirmek, ulaşım modlarının daha iyi entegrasyonunu sağlamak ve ulaşım sisteminin tüm seviyelerinde birlikte çalışabilirlik sağlamaktır (AB Demiryolları Ajansı, 2024). TEN-T yönetmeliği, "ortak çıkar" projelerinin iklim direncini göstermesi gerektiğini zorunlu kılmaktadır. Özellikle altyapı yöneticilerinin iklim değişikliğine (seller, sıcak hava dalgaları) karşı savunmasızlığı değerlendirmelerini ve kamu yatırımlarını korumak için uyum önlemleri uygulamalarını gerektirir.

Teknik önlemlerin uygulanması için gereken tipik süre birkaç yıldır (yaklaşık 2-5 yıl). Bununla birlikte, operasyonel önlemlerin uygulanması hızlı olmalı ve aşırı olayların neden olduğu rahatsızlıklara derhal tepki vermelidir. Hava tahminleri ve erken uyarı sistemlerinin sağlanması süreklidir.

Teknik önlemlerin ömrü, birkaç on yıl olan demiryolu altyapısının ömrüne uygun olmalıdır.