Движение – жизнь! …И выхлопные газы

Точно рассчитать вклад выхлопных газов от транспорта в загрязнение воздуха в мире достаточно сложно, поскольку данные сильно отличаются по регионам и городам. В докладе компании CE Delft, подготовленном по заказу консорциума европейских некоммерческих организаций, приводятся такие данные: в среднем европейский транспортный сектор ответственен за 40-50% выбросов оксидов азота и 10-15% выбросов твердых частиц.

Агентство окружающей среды США подсчитало, что в стране на выбросы от транспорта приходится свыше 55% выбросов оксидов азота, менее 10% выбросов твердых частиц и менее 10% выбросов летучих органических веществ.

Оценить реальный объем и динамику выбросов от транспорта в России на сегодняшний день проблематично. Во-первых, государственная статистика ведет подсчет выбросов исходя из данных о выбросах только автомобильного и железнодорожного транспорта. Выбросы от речного и морского судоходства, а также от воздушного транспорта не учитываются. А во-вторых, в 2019 году Росприроднадзор кардинально изменил методику расчета выбросов от автомобильного транспорта, в результате чего этот показатель снизился в три раза.

Если ежегодные выбросы от передвижных источников в России с 2000 по 2018 год были стабильны и колебались в пределах от 12,8 до 15,4 млн тонн, то в 2019 году этот показатель составил 5,4 млн тонн. Новая методика учитывает экологический класс автотранспорта и виды дорог, по которым движутся автомобили. Возможно, новые данные более точные, но сравнивать их с показателями предыдущих лет невозможно. Как и вклад транспортных выбросов в общее загрязнение воздуха: если в 2018 году доля выбросов от транспорта составляла 47%, то в 2019 году 24% – произошло снижение, которого добились только из-за изменения методики расчета.

Как загрязняет транспорт

Загрязнение воздуха от транспорта локально и сконцентрировано в крупных городах с большим количеством автомобилей на душу населения, как, например, в Москве и Петербурге. Транспорт с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) загрязняет воздух в основном в процессе движения. Выбросы состоят из газов и сажи, которые образуются в процессе горения ископаемого топлива, а также из твердых частиц от трения шин о дорожное покрытие. В итоге качество воздуха заметно снижается непосредственно возле загруженных дорог.

Вещества, которые выделяются при работе двигателей внутреннего сгорания:

Оксид углерода, или угарный газ, – ядовитый газ, вызывающий у человека при вдыхании головную боль, одышку, тошноту, помутнение сознания. Большая концентрация угарного газа может привести к смерти. Оксиды азота в больших концентрациях в воздухе могут приводить к раздражению слизистых оболочек, ожогам органов дыхания, хроническим болезням дыхательных путей.

Твердые взвешенные вещества PM2.5 и PM10, частички пыли, сажи и шин, опасны не только сами по себе, но и тем, что способны адсорбировать и переносить на себе другие токсичные вещества или вирусы. Более мелкие частицы PM2.5 способны проникать в кровь и накапливаться в организме человека, приводя к сердечно-сосудистым заболеваниям.

Диоксид серы и аммиак – опасные вещества, вызывающие кашель, насморк, рвоту и удушье. А вот метан относительно безопасен для здоровья человека. Он не накапливается в организме и не раздражает дыхательные пути при вдыхании. Но при очень высокой концентрации в воздухе (25-30%) может вызвать удушье.

Неметановые летучие органические соединения включают в себя большое количество различных веществ разной степени опасности, в том числе бензол, этанол, формальдегид, циклогексан, ацетон и др.

Кроме этого, автомобильный транспорт является источником выбросов парниковых газов (углекислого газа и метана) – основного фактора изменения климата. В Великобритании, например, на автомобильный транспорт приходится 22% от общего объема выбросов углекислого газа (CO₂) в стране.

Еще один немаловажный вид загрязнения, за который ответственен транспорт, – шум. Шумовое загрязнение возникает из-за звуков работы двигателя, трения шин о дорожное покрытие и металлических колес о рельсы. Постоянный шум ухудшает качество сна и способствует быстрой утомляемости. Сильная шумовая нагрузка в течение многих лет может привести к развитию опасных сердечно-сосудистых заболеваний.

Транспортные средства оказывают серьезное воздействие на окружающую среду не только в процессе их использования, но и производства и утилизации. Для автомобилей с ДВС подсчитано, что из выбросов CO₂, производимых в течение срока службы авто, 10% приходится на его производство и 5% – на утилизацию, а остальные 85% – на процесс использования.

Для электромобилей соотношение будет другим: если их эксплуатация может осуществляться с минимальным негативным воздействием на окружающую среду (частицы от трения шин о дорожное покрытие), то производство и особенно утилизация аккумуляторов представляет угрозу окружающей среде. В целом производство автотранспорта и связанные с ним отрасли потребляют большое количество сырья и производят значительное количество отходов.

Как уменьшить негативное воздействие транспорта?

Со времен Великого смога в Лондоне в середине прошлого века политики и общественные деятели по всему миру, и в первую очередь в развитых странах, задумываются над тем, как снизить негативные последствия использования транспорта. Основным и довольно успешным методом до недавнего времени было совершенствование самих транспортных средств: повышение экономичности ДВС и улучшение системы очистки выхлопных газов. Но у этого способа есть технологические лимиты, поэтому возникла необходимость придумывать и другие, косвенные политики для снижения уровня выбросов от транспорта.

Косвенные политики – это политики, объектом воздействия которых являются не источники выбросов (в данном случае автомобили), но результат приводит к тому, что выбросы от автомобилей снижаются. Например, сюда можно отнести развитие велоинфраструктуры или новый дизайн городского пространства, чтобы усложнить жизнь автомобилистам и люди сами отказывались бы от автомобиля в пользу других видов транспорта.

На графике показана динамика объемов выбросов оксидов азота и твердых частиц от автотранспорта в Европейской экономической зоне с 1990 по 2018 год. Если количество выбросов оксидов азота уменьшилось более чем в два раза, то объемы выбросов твердых частиц РМ2.5 и РМ10 снизились не столь значительно.

Среди наиболее популярных на сегодняшний день в мире мер по снижению транспортных выбросов выделяют следующие:

Электрификация транспорта. Перевод автомобильного транспорта с ДВС на электродвигатели позволит быстро снизить локальное загрязнение воздуха от выхлопных газов и внести вклад в снижение антропогенного воздействия на атмосферу. Программы по стимулированию электрификации транспорта принимают не только в развитых странах, но и в развивающихся, таких как Индия и Китай, где проблема загрязненности воздуха стоит гораздо острее.

Однако несмотря на то, что электромобили эффективны в борьбе за чистый воздух, они не способны решить другие автомобильные проблемы – пробки и безопасность на дорогах. Кроме того, чтобы снизить загрязнение не только в месте эксплуатации автомобиля, но и во всем его жизненном цикле, важно получать электричество, используемое для питания электромобилей, из возобновляемых источников энергии с низким или нулевым уровнем выбросов. Примеры последних лет показывают, что эффективно электрифицировать можно не только легковые автомобили, но и грузовые авто, речные и морские суда, а также крупную строительную технику.

Зоны с низким уровнем выбросов. Во многих городах мира действуют зоны с низким уровнем выбросов, куда въезд для автомобилей ограничен по классу экологических стандартов. Автомобилям, не соответствующим установленным экологическим стандартам, может быть либо запрещен доступ в такую зону, либо за въезд будет взиматься плата.

Эта схема была принята во многих европейских городах и в трех различных районах Гонконга. В частности, в Гонконге автобусные операторы, работающие по франшизе, могут использовать только транспортные средства, соответствующие стандартам Евро-4 или выше; однако эти ограничения не распространяются на другие типы транспортных средств, например на частные автомобили.

Ограничения на пользование автомобилем. Чтобы уменьшить пробки и снизить загрязнение воздуха, некоторые города запрещают жителям пользоваться своими личными автомобилями в час пик в определенные дни недели. Запрет обычно варьируется для каждого водителя в зависимости от последних цифр номерного знака его автомобиля.

Такая мера по управлению трафиком была реализована в Сан-Паулу, Мехико, Сантьяго и многих других городах Латинской Америки. В столице Эквадора Кито исследования показали, что ограничения на движение привели к снижению выбросов оксида углерода на 9-11% в часы пиковой нагрузки. Однако эффективность этой политики зависит от того, смогут ли водители обойти ограничения.

К примеру, в Дели около половины «пострадавших» от ограничительных мер водителей смогли использовать альтернативные варианты индивидуального транспорта, такие как вторые семейные автомобили, такси или рикши. Чтобы избежать этого и получить максимальную экологическую выгоду от политики ограничений, важно обеспечить качественные варианты общественного транспорта.

Правила ввоза подержанных автомобилей. Эта мера, в первую очередь, важна для стран с низким уровнем благосостояния, куда импортируется большое количество подержанных легковых и грузовых автомобилей и автобусов. Как правило, таким машинам много лет или даже десятилетий и они не имеют катализаторов для очистки выхлопных газов.

Развивающиеся страны борются с этим двумя способами: либо накладывая запрет на ввоз автомобилей старше определенного года, как, например, в Кении, куда нельзя ввозить подержанные автомобили старше восьми лет, либо повышая пошлину на ввоз, как в Танзании, где дополнительная плата взимается за ввоз подержанных автомобилей старше семи лет. Эффективность этой меры зависит от размера пошлины и должного контроля импорта.

Вариативность мер

Европейский проект по устойчивому городскому транспорту SUTP систематизировал различные меры, которые городские или национальные власти могут принять для снижения негативного воздействия транспорта на окружающую среду и здоровье жителей, и сформулировал систему A-S-I (Avoid-Shift-Improve). Все меры сгруппированы по трем направлениям: предотвращение трафика (A – avoid), экологизация способов передвижения (S – shift) и экологизация средств передвижения (I – improve).

Предотвратить плотный трафик можно с помощью управления транспортными потоками и организации общественных пространств таким образом, чтобы не совершались ненужные поездки и не увеличивалась загруженность транспортных средств, в первую очередь общественного транспорта.

Сокращение расстояния, которое человек проезжает на автомобиле каждый день, приводит, соответственно, к быстрому сокращению выбросов и может быть очень эффективным способом улучшения качества воздуха. Исследования доказали, что существует большой потенциал для снижения нагрузки на окружающую среду от транспорта за счет предотвращения ненужных поездок, особенно в городских условиях.

Это требует изменений в повседневной практике, но не обязательно изменения образа жизни горожан. К таким мерам можно отнести регулирование парковки, организацию зон с низким уровнем выбросов, ограничение на въезд в центр, модернизацию городского пространства и уход от разделения районов на «спальные» и «деловые». Многие из них находятся в компетенции местных властей.

Экологизация способов передвижения также может внести значительный вклад в сокращение транспортных выбросов и привести к более активной мобильности и здоровому образу жизни. К таким мерам относится стимулирование использования немоторизированных активных видов транспорта (пешие прогулки и езда на велосипеде) и общественного транспорта. Это должно внедряться на уровне городского планирования, например путем инвестиций в велосипедную инфраструктуру и инфраструктуру общественного транспорта за счет сокращения автомобильной инфраструктуры.

Экологизация средств передвижения предусматривает стимулирование использования транспортных средств с меньшими выбросами на километр пробега. С этой целью вводятся новые стандарты для новых автомобилей. Автомобили с наивысшим европейским стандартом, действующим на сегодняшний день, – Евро-6 должны выбрасывать в 3 раза меньше СО и в 2,5 раза меньше оксидов азота, чем автомобили класса Евро-1. Также поощряется использование других видов топлива (газ или бензин вместо дизельного топлива) и внедрение электрических транспортных средств с нулевым уровнем выбросов.

Эти меры оказались очень успешными в сокращении выбросов NO_x и PM от транспорта. Городские власти могут поощрять использование более чистых транспортных средств путем введения экологических зон с низким уровнем выбросов, в которые не разрешается въезд старым, менее экологичным транспортным средствам, или путем налоговых стимулов, таких как нулевые пошлины на ввоз электромобилей или специальные схемы утилизации, которые поощряют замену старого авто на новое, более экологичное.

Компания CE Delft в своем докладе «Загрязнение воздуха и транспортная политика городского уровня» проанализировала большинство применяемых в разных городах мер по снижению выбросов от транспорта, сравнив их эффективность и инвестиции, необходимые для их внедрения. Под эффективностью в данном случае понимается потенциал каждой из мер по снижению выбросов оксидов азота и твердых частиц РМ.

В таблице ниже приведены результаты анализа. Но их нужно интерпретировать с осторожностью. Дизайн и способ внедрения конкретной меры может существенно влиять на ее эффективность и затраты. Например, если в городе уже существует плата за парковку, то при небольшом увеличении ее стоимости существенного сокращения выбросов добиться не удастся.

Также необходимо смотреть на конкретную ситуацию в городе: если город расположен на гористой местности, то развитие велосипедной инфраструктуры будет менее эффективным, нежели в «плоском» городе. Кроме этого, исследователи из CE Delft не анализировали политическую поддержку и общественное одобрение вводимых мер. В зависимости от общественно-политической ситуации и уровня доверия к власти в некоторых городах предлагаемые меры могут вызывать сопротивление в обществе, что снизит их эффективность.

Как Сеул отказался от автомобильной эстакады

В 1960-х годах над рекой, пересекающей южнокорейскую столицу, была проложена дорога. Через некоторое время ввиду возникновения пробок было принято решение дорогу расширить. В результате после завершения работ в 1971 году в центре города появилась скоростная автомагистраль на эстакаде высотой 16 м и длиной 5,8 км.

Проблемы с дорожным движением не были решены, но качество жизни в центре города значительно ухудшилось. Дорога была снесена в 2003 году, а в октябре 2005-го была проведена большая церемония в связи со сносом эстакады и восстановлением прежнего облика реки. С тех пор это место стало одним из любимых среди жителей и туристов города, а цена на близлежащую недвижимость значительно повысилась. Тогдашний мэр Сеула Ли Мен Бак стал настолько популярным после восстановления реки, что его избрали президентом Южной Кореи.

Как Богота убрала лишние машины с улиц города

В 1998 году был избран новый мэр столицы Колумбии – Боготы, с населением 7 млн человек. Приступив к работе, Энрике Пеньялоса обнаружил генеральный план транспортной системы Боготы, подготовленный японскими и американскими экспертами, с предложением построить линию метро, городское шоссе и эстакаду. Но Пеньялоса не был согласен с данным предложением и разработал свою собственную модель, при которой успех измеряется уровнем счастья, а не уровнем потребления.

Пеньялоса запретил парковаться на тротуарах. Тротуары предназначены не только для того, чтобы дойти из одного места в другое, но и для социальных встреч. На том месте, где японские и американские эксперты предложили проложить 8-полосную трассу, был построен 45-километровый пешеходный и велосипедный «зеленый» путь. Пеньялоса создал 40%-ное ограничение для машин – во время часа пик (с 7:00 до 9:00 и с 17:00 до 19:00). За те же деньги, которые нужны были, чтобы построить 17-километровую линию метро, в Боготе построили систему скоростного автобуса (BRT) длиной 388 км и улучшили качество общественных пространств вдоль этих коридоров.

В результате в промежутке с 1991 по 2003 год число дорожно-транспортных происшествий снизилось с 21,05 до 10,13%, на 100 000 человек. Когда Пеньялоса заявил о своем плане изменить транспортную систему Боготы, опросы жителей показали, что 86% были против и не верили в осуществление задумки. Спустя три года, когда проект был полностью реализован, около 90% населения оказались очень довольны.