По данным Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха только в странах Евросоюза ежегодно приводит к преждевременным смертям порядка 350 000 человек. При этом одни только тяжелые грузовики являются причиной ущерба здоровью горожан на 43-46 млрд евро в год. Более четверти всех мировых выбросов CO₂ приходится на автомобильный транспорт. Прежде всего это связано с его возрастом и несоответствием современным экологическим стандартам, типологией используемого топлива и режимом движения потоков.

Во время пробок, резкого торможения или, наоборот, стремительного набора скорости машины вносят свою негативную лепту в загрязнение окружающей среды не только токсичными отработавшими газами, но и парами топлива, продуктами износа шин и дорожных покрытий, тормозных накладок и т.д.

Воспользуйтесь калькулятором углеродного следа, и вы заметите, что цифра возрастает в разы у тех, кто регулярно пользуется автотранспортом. В Великобритании подсчитали, что, отказавшись хотя бы дважды в месяц от поездок на автомобиле, горожане смогут снизить углеродные выбросы на 2 млн тонн в год. Пока что совокупное число поездок растет, что нивелирует усилия стран по повышению эффективности транспортной системы.

Возьмем, к примеру, США. До 2012 года там удавалось удерживать на стабильном уровне показатели выбросов – аж с 2005 года, запомнившегося пиковыми значениями. Теперь цифры увеличиваются каждый год, а в 2016 году транспортный сектор впервые превзошел электроэнергетику в качестве крупнейшего источника выбросов парниковых газов.

В свою очередь Россия в мировом объеме выбросов CO₂ также ежегодно попадает в пятерку самых крупных по выбросам стран. Однако неутешительные тенденции характерны для большинства государств.

С чем связаны происходящие процессы? Во-первых, стремительная урбанизация – численность горожан и пользователей автомобилей растет намного быстрее, чем успевает развиваться пропускная способность улично-дорожной сети. Проще говоря, изначально при планировании наших городов не учитывалось, что в них будет столько машин. Во-вторых, высокая зависимость грузоперевозок от автомобильного «углеродно-потребляющего» транспорта. А в-третьих, XXI век мобильности – поездки стали более доступными, и люди ими активно пользуются.

В итоге доля выбросов от транспортных средств растет быстрее, чем в любом другом секторе. Эта проблема остается серьезнейшим вызовом как для транспортного планирования, так и в целом для выработки мероприятий по снижению выбросов и адаптации городов к климатическим изменениям.

Как можно снизить выбросы в транспортном секторе

На пути к переходу к транспортным системам с нулевым уровнем выбросов важно придерживаться следующих направлений:

– совершенствовать стандарты производства и продажи топлива, переходить на экологически чистые виды (водород, сжиженный газ, электроэнергия и т.д.);

– использовать современные методы моделирования и строительства дорожной инфраструктуры для поиска баланса между спросом на автотранспорт и пропускной способностью дорог;

– регулировать транспортные потоки через запретительные и ограничительные меры; для перемещения людей и товаров в городе внедрять механизмы совместного использования транспорта и передвижений на велосипедах и средствах индивидуальной мобильности.

Если говорить о подходах к стратегическому транспортному планированию, то приоритетной становится идея компактного города, являющаяся ответом на тенденцию разрастания городов. Концепция предполагает повышение плотности населения, концентрацию максимального количества городских функций и сервисов внутри одного района, проектирование эффективной уличной сети, когда легко обойтись без использования личного автотранспорта. Так, согласно новой городской повестке ООН Хабитат III, уличная сеть должна занимать не менее 30% территории и не менее 18 км протяженности на один километр.

Примеры и практики из городов мира

Посмотрим, каким образом решают задачу снижения выбросов в городах мира по трем ключевым направлениям: управленческие меры, т.е. политические решения, принимаемые для изменения ситуации; инфраструктурные, когда перемены в проектировании улично-дорожной сети и организации движения влияют на трафик; и технологические решения, построенные на инновационных разработках.

Итак, мероприятия правительств Германии и Франции по субсидированию из госбюджета покупок электромобилей признаны в прошлом году агентством Bloomberg одними из самых выгодных в мире мер поддержки. В ФРГ размер субсидии составил 9000 евро, во Франции – 7000. При этом субсидия в некоторых случаях почти полностью покрывает взносы за лизинг.

Прежде всего главы европейских государств намеревались поддержать просевший во время пандемии коронавируса авторынок, но результаты превзошли все ожидания – продажи электрокаров в Германии выросли в 10 раз. Во Франции самую популярную модель электромобиля стали покупать вдвое чаще. Стоит отметить, что помимо выделенных в 2020 году 2,5 млрд евро на поддержку продаж электромобилей и развитие зарядной инфраструктуры ФРГ снизила НДС на покупку электромобилей с 19 до 16%.

Интересен опыт столицы Норвегии Осло, где также осознали важность замены городского автопарка на транспорт с нулевыми выбросами. Более трети всех покупаемых новых автомобилей в городе – электрические. Таких результатов правительству удалось достичь за счет введения целого ряда льгот: отсутствие налога с продаж на электромобили, бесплатная парковка, проездные и перевозка транспорта на паромах для электрокаров. Плюс ко всему только в городской черте построено более 2000 зарядных станций.

Для сравнения: в Стокгольме их уже свыше 4000, в Лондоне – более 2000. И это также чрезвычайно важный фактор для формирования пользовательского спроса на личный электротранспорт.

Чем обширнее сеть зарядных станций, тем смелее человек может планировать поездки не только внутри города, но и в другие регионы. Именно недостаточность инфраструктуры долгое время тормозила развитие использования личного электротранспорта в России, зарядиться можно было исключительно в столичных городах, а вот на маршрут между ними (например, Москвой и Петербургом) заряда не хватает.

До 2030 года в нашей стране появится 150 000 новых зарядных станций, которые будут приходиться на каждые 100 километров пути, на это Минэкономразвития выделит более 400 млрд рублей. Однако пока что на всю Россию лишь около 500 АЭЗС. Для сравнения: в Великобритании количество зарядок для электромобилей уже превысило число топливных АЗС (9300 против 8400).

Для достижения углеродной нейтральности ряд стран приняли решение об отказе от передвижений на бензиновом и дизельном топливе. В Нидерландах планируют осуществить переход до 2025 года. Германия хочет запретить использование двигателей внутреннего сгорания к 2030 году и рекомендует Европарламенту лоббировать такой подход для всех стран Евросоюза.

Главный аргумент в пользу такой политики – бензиновое топливо обеспечивает пятую часть всех выбросов в атмосферу, а нововведения снизят выбросы оксидов азота до 30 мг/км, что вдвое жестче ранее действовавших экологических норм Евро-6. В Нью-Йорке также уже принято решение к 2045 году полностью перевести весь транспорт, в том числе средней и тяжелой грузоподъемности, на электропитание, гибридное или водородное топливо.

На этом месте хотелось бы поразмыслить о реалистичности таких явлений в России. И здесь авторы данной статьи преисполнены скепсиса. Прежде всего он связан с разницей в уровне доходов населения. По дорогам нашей страны сейчас ездит около 40 тыс. электромобилей и порядка 39 тыс. гибридных авто. Официальный ценник на те модели, которые можно купить и в России, и в Европе, – практически идентичен. Например, Audi eTrone обойдется от 6,2 млн рублей, Jaguar E-Pace – от 3,8 млн рублей.

При этом размер минимальной оплаты труда в тех же Германии и Франции по итогам 2020 года составил около 150 тыс. рублей (более 1500 евро в месяц). Для сравнения: аналогичный показатель в России немного меньше 13 тыс. рублей. Средняя зарплата в США – 4265 долларов (чуть больше 315 тыс. рублей), в России – 51 083 рубля (708 долларов). Исходя из этих цифр, понятно, что массовый переход на энергонейтральный транспорт россиянам пока не по карману.

Перенесемся снова в Лондон. Здесь принесла успех политика взимания платы с автомобилей с низким экологическим классом. Для пилотного проекта в 2017-2019 годах выбрали несколько центральных районов города, где уже за первые полгода уровень присутствия транспорта, соответствующего экологическим стандартам, составил 77%. Зафиксировано снижение концентрации NO₂ на придорожных участках в центре Лондона на 29%. Существенно снизилось и среднесуточное число машин – на 28% по сравнению с периодом до начала пилота, а заторы в час пик сократились более чем на треть.

Зарядная станция для электромобилей с солнечными панелями на крыше. Портленд, штат Орегон, США Credit: Prosper Portland / flickr.com

Совместное пользование транспортными средствами

Следующее направление транспортной политики в городах, которое показало свою однозначную эффективность, – это каршеринг. По мере развития его сервисов сокращается общий пробег транспортных средств, что приводит к снижению выбросов парниковых газов. В Европе каршеринг, по результатам некоторых исследований, сокращает выбросы CO₂ от одного пользователя личного авто на 40-50%.

Кроме того, многие каршеринговые компании включают в свои автопарки транспорт с низким уровнем выбросов, такие как гибридные бензиновые и электрические автомобили. Об экологической пользе каршеринга с гордостью говорят и в канадской провинции Квебек, где компания Communauto объявила о сокращении выбросов CO₂ на 13 000 тонн за год. При этом, по ее подсчетам, каждый пользователь каршеринга сокращает расстояние, пройденное на автомобиле, в среднем на 2900 километров в год.

Сделать личный автотранспорт дорогим

Конечно же, одной из ключевых задач в борьбе с вредными выбросами от автомобилей является совокупное ограничение присутствия личного транспорта в городе. Достигается это с помощью введения дополнительных платежей, сумма которых делает содержание личного автотранспорта весьма затратным и буквально вынуждает горожан пользоваться общественным транспортом, каршерингом, пересаживаться на велосипед или использовать средства индивидуальной мобильности (СИМ).

Теперь о платном въезде в центр города. Такая мера реализована в Лондоне, единоразово въехать на личном автотранспорте можно за 8 фунтов стерлингов (порядка 400 рублей). При этом владельцы экологичного транспорта от выплаты освобождены. Аналогичный принцип действует и при въезде в центр Милана (обойдется в 5 евро в сутки), Сингапура, Стокгольма, Юрмалы, Сан-Франциско, Валетты (Мальта), городов Норвегии.

Платным может быть въезд и в отдельные районы города с высокой плотностью застройки, где сосредоточены офисные здания, деловые и торговые центры. Возможно и взимание платы в таких районах за проезд по так называемым экспресс-полосам, которые менее загружены. Опыт Лондона показывает, что программа взимания платы за пробки в центре города привела к 16%-ному сокращению выбросов CO₂ в зоне действия ограничений. Пилотировали подобное решение и в центральных районах Стокгольма, включая оплату транзитных проездов и платных парковок. По оценкам властей, эти мероприятия привели к сокращению выбросов CO₂ и твердых частиц примерно на 100 тонн в год. В правительстве Осло сейчас прорабатывается вопрос ввода запрета на въезд всех легковых автомобилей в центр города.

Платные парковки во многих странах мира также зачастую весьма затратны для горожан. В австралийском Сиднее час обойдется в сумму до 490 рублей, в Стокгольме и Амстердаме – порядка 350 рублей, в Барселоне – до 300 рублей. В этих городах существует возможность оформления резидентских разрешений на парковку, что также стоит немалых денег и затрат времени на некоторые бюрократические проволочки.

В Японии подход еще более радикальный – стать владельцем автомобиля просто нельзя, пока заранее не обеспокоишься арендой или покупкой парковочного места. В целом в стране большой дефицит пространства, и все оно используется с умом, поэтому оценивается этот комфорт соответственно. Час парковки в черте города обойдется примерно в 450 рублей.

Отметим, что стратегически в России также мыслят в этом направлении. Так, в 2020 году по поручению председателя Правительства силами Минстроя РФ, финансового института развития в жилищной сфере ДОМ.РФ и КБ Стрелка был разработан Стандарт комплексного развития территорий. Документом предполагается размещение парковочных мест в подземных паркингах и полный отказ от автомобилей во дворах при строительстве новых жилых объектов.

Впрочем, не только взимание платы, но и ее отсутствие стимулирует людей менять транспортные привычки. В Таллине, Люксембурге, французском Дюнкерке и китайском Чаннине проезд на общественном транспорте бесплатный. Такие решения обеспечиваются за счет налоговых поступлений. Например, в Люксембурге эта мера обходится в среднем в 660 евро на человека в год.

Еще один интересный пример, на этот раз из Франции. Здесь вводят выплату в размере 2500 евро на утилизацию старого автомобиля (а таким по новым экологическим стандартам не место на дорогах). На эти деньги французы смогут обзавестись электрическим или обычным велосипедом, купить проездной на общественный транспорт или абонемент в каршеринговом сервисе.

А вот опыт Нидерландов и США. Сотрудники ряда частных и государственных компаний могут обналичить субсидии на парковку, оплачиваемые работодателем. Такой механизм поощряет тех, кто использует общественный транспорт, велосипед или идет пешком до места работы. При таком механизме можно выбрать бесплатную парковку или ее эквивалент в деньгах. Опыт показал, что большинство сотрудников отдают предпочтение денежному вознаграждению, что способствует снижению выбросов. Оценки сокращения выбросов CO₂ в результате реализации этих программ варьируются от 123 тонн в год в Плезантоне и до 200 тонн в год в Санта-Монике (Калифорния).

Как выбросы автомобилей зависят от скорости движения

Говоря об инфраструктурных решениях по улучшению экологических показателей на транспорте, стоит отметить, что степень загрязнения газами CO₂, твердыми частицами и NO₂ имеет прямую зависимость от скорости движения транспортных средств. Наименьшее число выбросов всех бензиновых и дизельных двигателей соответствует скорости движения 40-60 км/час. При превышении этого диапазона количество выбросов стремительно увеличивается. Заметим, что и с точки зрения безопасности дорожного движения скорость 40-60 км/час считается оптимальной для передвижения по городу и даже при столкновении с пешеходом оставляет возможность выжить – такой скоростной режим является неотъемлемой частью подхода концепции Vision Zero (нулевая смертность в результате ДТП).

Снижение скоростного режима на городских улицах в этом году вступит в силу в Париже, Брюсселе и Бильбао – ограничение составит 30 км/ч. Так, улучшая условия дорожного движения за счет уменьшения числа остановок, торможений и ускорений потока, а также снижая заторы и при этом не допуская чрезмерной скорости транспортных средств, можно добиться значительного снижения степени загрязнения воздуха.

Говоря о контроле за скоростью движения, вспомним и о строительстве путепроводов. Цель их обустройства – безопасное вхождение транспорта на шоссе, при этом сводится к минимуму нарушение скорости существующих потоков. Самым значительным преимуществом использования эстакад является экономия времени пассажиров.

Но влияние эстакад и съездов на выбросы и расход топлива в условиях магистралей неоднозначно. При движении на эстакадах для съезда или выезда на автомагистраль автомобили зачастую многократно останавливаются и трогаются, при этом расходуется больше топлива, чем при движении со свободным потоком. Однако равномерное движение на прямых участках магистралей приводит к более плавному движению транспортных средств на автострадах, что, в свою очередь, ведет к снижению расхода топлива. Эти два фактора нивелируют друг друга.

Линии скоростного общественного транспорта

Свою эффективность по снижению выбросов в атмосферу показало создание линий скоростных автобусов BRT (Bus Rapid Transportation). Фактически в районе трассы маршрута повышается содержание CO₂ и твердых частиц на 8-10%, но глобально в городе за счет уменьшения числа автобусов средней и большой вместимости фиксируется снижение выбросов на 3-4%.

В качестве примера рассмотрим Манилу. На столицу Филиппин приходится порядка 75 000 джипни – аналога российских маршруток, предоставляемых по франшизе. По мере стремительного экономического роста в стране джипни старых моделей стали основным источником загрязнения воздуха и заторов на дорогах в городах. Помимо загрязнителей воздуха, таких как оксиды азота, оксиды серы, оксид углерода и другие твердые частицы, джипни вносят вклад в выбросы парниковых газов в объеме около 12,49-17,48 млн тонн CO₂ в год. Переориентация Манилы на линии скоростных автобусов стала настоящим прорывом за счет отказа от использования старых, медленных и маловместительных джипни.

Здесь же, на Филиппинах, для развития велосипедного туризма была создана обширная сеть велосипедных дорог и выделенных полос. Данный проект спровоцировал не только переход туристических потоков с автомобильного транспорта (джипни), но и стимулировал рост интереса местных жителей к использованию велосипедов. Таким образом, за последние несколько лет благодаря применению велополос удалось снизить число выбросов углерода на 30%, число твердых частиц на 4% и объем оксида азота на 6%.

Станция линии скоростных автобусов BRT, Куритиба, Бразилия Credit: Mariordo (Mario Roberto Duran Ortiz) / commons.wikimedia.org

Развитие велосипедной инфраструктуры

Использование средств индивидуальной мобильности и велосипедов напрямую влияет на число выбросов CO₂, так как практически все эти устройства не производят углерода при движении. Улучшая велосипедную и пешеходную среду, можно стимулировать жителей совершать поездки на данных видах транспорта к месту работы. Одним из способов поощрения езды на велосипеде в качестве альтернативного режима является улучшение инфраструктуры и увеличение качества, безопасности и числа велосипедных полос.

К примеру, долгосрочный план Стокгольма по сокращению выбросов CO₂ предполагает замену 30 миллионов непродолжительных поездок в год на автомобиле на аналогичные поездки на велосипедах и СИМ. Для более длительных поездок – поставлена цель пересадить еще 2000 автомобилистов на велосипеды в летний период. Неудивительно, что это потребует улучшения инфраструктуры. Однако предполагается, что такие улучшения сократят выбросы CO₂ на 2900 тонн в год к 2050 году.

Перехватывающие парковки

Переориентировать горожан на использование общественного транспорта помогут и перехватывающие парковки. Они позволяют пассажирам оставлять свои личные автомобили и пересаживаться на общественный транспорт при движении в город. Самый распространенный вид таких парковок – в крупных агломерациях с высокой интенсивностью маятниковой дневной миграции населения в ее центр.

Основной эффект по снижению выбросов состоит в том, что личный транспорт припаркован на территории перехватывающей парковки в течение всего трудового дня. Обычно такие объекты встречаются на окраинах крупных мегаполисов. В Стокгольме за счет увеличения числа и вместимости таких парковок, а также их правильного размещения в городе и на его окраинах планируют сократить выбросы CO₂ на 600 тонн в год к 2030-2050 годам.

Как поступать с доставкой товаров

Если говорить о системах доставки товаров в городах, а их роль при входе в ковидную реальность заметно усилилась, то важно сказать о равномерном распределении по городу логистических центров и точек выдачи товаров. За счет таких решений в Лондоне, заменив крупногабаритный дизельный транспорт малыми, более экологичными грузовиками, удалось снизить перепробег грузовика от логистического центра до магазина с 53 до 16%.

Системы управления дорожным движением

Перейдем к технологичным решениям, и начнем с систем автоматизированного управления дорожным движением и светофорами (АСУДД). Они помогают максимально равномерно и качественно распределять движение транспорта по магистралям, а также через объединение системы автомагистралей и наземных улиц позволяют транспортному потоку двигаться с минимальными задержками на пересечениях.

АСУДД организуют «коридоры» для предоставления приоритета транзитному транспорту или автомобилям с высокой загруженностью. Эти системы могут управлять скоростью движения и объединять транспортные потоки. Исследования эффективности систем АСУДД, применяемых в США, показывают, что экономия топлива составляет от 1,6 до 50%. Кроме того, все светофорные объекты, работающие в адаптивном режиме в реальном времени, привели к сокращению выбросов CO₂ на 4% в пиковые нагрузки и на 14% – в непиковые за счет снижения затрат топлива, уменьшения резких остановок и задержек.

А вот эффект по снижению выбросов от применения дорожных камер изучен слабо. Но уже сейчас можно говорить о том, что на небольших городских улицах при контроле скоростного режима на уровне 40-60 км/ч он может быть внушительным. Исследования, проведенные на отдельных участках в Вене, показали, что за счет автоматизированного контроля скорости уменьшается число ДТП, поток транспорта движется равномернее, и вместе с тем за несколько лет объем выбросов углерода сократился на 12 000 тонн.

В американском Нью-Джерси провели исследование на платных магистралях и пришли к выводу, что система электронной оплаты сборов за проезд экономит до 1,2 млн галлонов топлива в год за счет сокращения задержек в очередях на пунктах взимания платы. Технологии связи между автомобилем и дорогой включают в себя электронные придорожные антенны (или считыватели) и карманные метки, содержащие радиоответчики (обычно размещаемые внутри авто у лобового стекла). Авторы исследования отмечают, что примерно 75% экономии пришлось на легковые автомобили и 25% – на коммерческий транспорт.

В другом американском штате, Калифорнии, подтвердили эффективность применения технологий интеллектуальных транспортных систем управления. Они включают в себя интеллектуальный круиз-контроль, предупреждение о скорости, предотвращение столкновений, антиблокировочную тормозную систему, индикаторы неисправности электронных систем и автоматизированные системы дорог, контролирующие нахождение транспортного средства на проезжей части. Моделирование транспортных потоков показывает, что если хотя бы 10% автомобилей в полосе движения оснащены интеллектуальным круиз-контролем, общая экономия топлива составляет от 8,5 до 28,5%.

Это работает так: сигнал автомобилей передается в автоматизированную систему, которая помогает дистанционно распределять потоки, сглаживать ускорение. Моделирование автоматизированных автомагистралей показывает снижение расхода топлива на 5-15% за счет правильного распределения автомобилей и аэродинамических карманов. Однако внедрение таких технологий может занять продолжительное время, поскольку автомобили с такой мощной бортовой электроникой пока что довольно редкое явление – даже в странах с развитой экономикой и высоким уровнем благосостояния жителей.

Сергей Кривоспиченко, эксперт по безопасности транспортных систем
Яна Мерцалова, городской планировщик

Специально для 82 номера журнала «Экология и Право»