Дыхание будущего

Тема борьбы с глобальным потеп­лением климата уже как минимум несколько десятилетий пользуется большой популярностью во многих странах мира. В Европейском союзе (ЕС) эти идеи вовсе постепенно приобрели статус официальной идеологии.

По данным Международного энергетического агентства (IEA), на март 2021 года доля выбросов CO₂ представителями таких секторов мировой экономики, как промышленность и транспорт, сопоставима — по 23%. Потому глобальная декарбонизация все больше захватывает сегмент перевозок.

В мире, в первую очередь в Евросоюзе, уже началось масштабное перераспределение транспортных потоков. Средством передвижения №1 в глазах чиновников становятся поезда. Причина проста: на железные дороги приходится лишь 4% углеродных выбросов. Потому, по оценкам UBS, до 2030 года в эксплуатацию в Европе введут порядка 800 новых скоростных поездов. Однако сейчас потребительский спрос на железнодорожные перевозки в целом удовлетворен. Предстоит перестроить всю концепцию логистики в Европе.

Проблема в том, что слипперы в 2010-х годах начали закрывать не из-за капризов железнодорожных операторов. В целом поезда проиграли борьбу авиационным лоукостерам. Не помогла даже резко выросшая скорость железнодорожного сообщения. Рекорд был установлен в 2007 году французским TGV и составил 574,8 км/ч.

Билеты на скоростной поезд часто оказывались дороже, чем на самолет на том же маршруте. По­ехать поездом попроще значило пожертвовать личным временем. Средняя скорость перемещения по железной дороге в Европе, по оценке портала omio, не превышает 200 км/ч. При этом в Германии, Италии или Великобритании этот показатель куда ближе к 150 км/ч. Такого темпа недостаточно, чтобы переигрывать авиацию на большинстве коротких и средних маршрутов.

«По различным оценкам в сегменте пассажирских перевозок, воздушный транспорт более конкурентоспособен по сравнению с железнодорожным на расстояниях более 500–600 км», — говорит Юрий Пономарев, заведующий Лабораторией инфраструктурных и пространственных исследований ИПЭИ РАНХиГС.

В сложившихся обстоятельствах, чтобы пересадить пассажиров с самолета на поезд, государства ЕС реализуют специальный пакет мер в отношении авиаперевозчиков.

Многие страны, регионы уже ввели экосбор. В Швеции с 2018 года со всех рейсов с каждого пассажира (за исключением нескольких социальных групп) в зависимости от дальности взимается налог 6–39 евро; в Нидерландах сбор составляет 7,5 евро с пассажира; в Австрии дополнительный платеж за перелет на расстояние менее 350 км — 30 евро.

Одновременно власти провоцируют закрытие ряда авиамаршрутов. Air France с 2020 года сокращает отдельные короткие рейсы в обмен на дополнительную поддержку государства (7 млрд евро только за прошлый год). Austrian Airlines получил финансовую помощь в обмен на отказ от полетов по маршруту Вена — Зальцбург.

Уже даже дошло дело до прямых законодательных запретов на авиа­рейсы. В 2019 году парламент Нидерландов одобрил запрет перелетов между Амстердамом и Брюсселем. Тогда проект заблокировали из-за нарушения законодательства ЕС о свободном перемещении между странами.

Но весной 2021 года Национальное собрание Франции проголосовало за отмену внутренних авиарейсов, которые можно заменить поездкой на поезде продолжительностью 2,5 часа или меньше. Под запрет попали, в частности, маршруты между Парижем и Нантом, Лионом и Бордо.

На этот раз власти поддержат решение нижней палаты страны. Проект уже компромиссный — изначально правительство грозило вовсе отменить рейсы длительностью менее четырех часов.

Тем не менее напор европейских чиновников через некоторое время должен слегка ослабнуть. Авиаперевозчиков пока не удастся полностью вытеснить на дальнемагистральные маршруты. Пропускная способность железных дорог ограниченна. На то, чтобы построить новые рельсовые пути или трассы для поездов на магнитной подушке, уйдут десятилетия. Повысить возможности текущей инфраструктуры должна Европейская система управления железнодорожным движением (ERTMS). Реализация проекта предусматривает замену национальных систем сигнального оборудования единым стандартом ETCS, внедрение современных общеевропейских систем управления и командования поездом, оборудование всех поездов по стандарту связи GSM-R.

Вот только работы идут с отставанием. Европейский план внедрения ERTMS гласит, что к 2023 году должны быть готовы 15 682 км путей. Но в 2020 году систему установили только на 78% маршрутов от числа запланированных. Даже если работы завершатся по начальному плану, цифровизация железной дороги по общему стандарту увеличит пропускную способность линий в среднем на 20% без строительства дополнительных путей. Показатель отличный, но для авиа­отрасли не убийственный, особенно если учесть, что производители самолетов давно ведут работу над более экологичными двигателями, внедрение которых поможет задобрить адептов декарбонизации.

Тем более что борьба еврочиновников с авиаперевозчиками частично носит пиар-характер. На самом деле объем выбросов углерода самолетами не так и высок. Действительно, если пересчитать эмиссию CO₂ на одного перевезенного человека, то сравнение с железной дорогой будет не в пользу перелета. По данным Международного транспортного форума, средний уровень выбросов углерода высокоскоростными поездами в Европе на пассажирокилометр составляет менее 17 г против 153 г эмиссии от авиалайнера. Но самолетов в мире летает гораздо меньше, чем ездит поездов. Потому доля выбросов CO₂ воздушным транспортом составляет всего лишь 11% от общей эмиссии транспортного сектора. Для сравнения: доля выбросов CO₂ в атмосферу со стороны личных автомобилей и грузовиков — 40 и 34% соответственно.

В отношении автомобильного транспорта риторика властей тоже жесткая, но называемые сроки декарбонизации расплывчаты. На территории Великобритании должны прекратить продавать новые машины с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) с 2030 года. Гибридными моделями можно будет торговать на пять лет дольше. В 2030-м от реализации новых автомобилей с бензиновыми и дизельными моторами также планируют отказаться в Германии, Нидерландах и Дании. На 2030 год ориентируются в Индии, в Китае — на 2035-й. В 2040 году традиционные машины перестанут реализовывать во Франции. В Северной Америке позиция в отношении запрета продаж автомобилей с ДВС на государственном уровне еще более осторожная. Заявления подобного толка делают в основном губернаторы отдельных штатов или регионов (Калифорнии, Квебека), да и то обычно называют срок не ранее 2035 года.

Проблема в том, что электромобили, на которые мечтают сделать ставку борцы с парниковым эффектом, еще не готовы к массовому производству, их двигатели слишком слабы. Многие производители моделей среднего ценового сегмента (BMW i3, Peugeot 2008, DS 3 Crossback, Opel Corsa-e, Renault Zoe и прочие) заявляют запас хода от 300 км/ч, что изначально немного. Но в реальных дорожных условиях и этот показатель оказывается на 20–30% ниже.

По оценкам консалтинговой фирмы ABI Research, литийионные батареи, которыми в основном оборудуют электромобили, пока имеют короткий жизненный цикл и склонны к перегреву. Большинство автоконцернов планируют решить эту проблему, повысив плотность энергии. Для этого они постепенно увеличивают долю кремния в источниках питания. В результате в течение 3–5 лет плотность энергии можно будет увеличить до 300 Вт·ч/кг, прогнозируют в ABI Research.

Позднее (вероятно, как раз ближе к 2030 году) должны появиться источники питания с преобладанием кремния. Такие батареи обеспечат плотность энергии не менее 500 Вт·ч/кг. Если работа исследователей будет идти медленнее, то, вероятно, чиновникам придется продлить сроки отказа от традиционных двигателей.

Пусть не через 10, но через 20 лет города мира могут серьезно преобразиться. Реформируя движение в городах, большинство стран мира сегодня делает основную ставку на рельсовый транспорт.

«Развитие пассажирского наземного рельсового транспорта, в том числе скоростного, является одним из современных трендов в крупных городах и агломерациях, включая Москву. Это позволяет сбалансировать пассажиропотоки и снизить нагрузку на другие сегменты транспортного комплекса, в том числе снизить перегрузку улично-дорожной сети», — рассуждает Юрий Пономарев.

Трамвай также в большей степени подходит и для декарбонизации городов. При этом в отличие от электробуса всегда может получить подпитку от контактного провода. Правда, «воздушная инфраструктура» обходится дорого. Потому с увеличением мощности батарей традиционный трамвай на многих городских маршрутах обречен слиться с электробусом в новый гибридный вид транспорта, который вберет в себя все самые эффективные дизайнерские и цифровые решения, востребованные в транспортном секторе.

Собственно, работа над такими моделями уже идет. Не так давно китайский концерн CRRC представил модель ART. Фактически это гибрид автобуса и трамвая. От поезда он унаследовала модульную структуру, то есть вагоны в состав можно добавлять. При этом каждый из них рассчитан на 100 человек. Такая модель по вместимости сопоставима именно с трамваем, а не электробусом. Но ART не нуждается в рельсах: как автобус, он едет по дороге. Правда, следует по маршруту, размеченному специальными линиями. У них двойное назначение. С одной стороны, они всегда позволяют ограничить выделенный путь лишь для городского транспорта, с другой — гарантируют, что сам гибрид не сойдет с трассы. ART управляется не водителем, а искусственным интеллектом, оснащен камерами с высоким разрешением, радар-детектором препятствий, лазерными измерительными системами, которые ориентируются как раз на белые полосы на асфальте.

При этом стоимость трассы для ART составляет порядка 6–8 млн долл. за километр. Для сравнения: инфраструктура для обычного скоростного трамвая в Сиднее стоила 120 млн долл. за км, а в Ньюкасле или Праге — 80 млн за км.

Пока главный недостаток модели — ее батарея, которая имеет запас хода 25 км, а потом требует 10 минут зарядки. Но с новым «кремниевым сердцем» ART быстро станет прообразом городского транспорта будущего.

Классический трамвай, скорее всего, будет востребован на тех маршрутах, где нужно использовать не только городские рельсы, но и обычные железнодорожные пути, например для быстрого перемещения из центра в удаленные рай­оны мегаполисов. Тут возможность ездить по рельсам станет, наоборот, неоспоримым преимуществом. Такие универсальные модели рельсового городского транспорта тоже уже существуют.