Футурама: как мох, планктон и биомельницы помогут сделать воздух столицы чище - «Технологии строительства»

Одна из самых острых тем последнего времени в России, пожалуй,  экологическая. Достаточно вспомнить чадящие, отравляющие воздух свалки в Подмосковье, протесты из-за мусорного полигона в Шиесе, постоянно буксующую мусорную реформу. Добавим к этому напряженную обстановку со свежим воздухом в крупных российских городах. Москва здесь не исключение: уровень выхлопов автомобилей в столице, по некоторым оценкам, чуть ли не в несколько раз выше нормы. Кроме того, на территории города имеются захоронения тория и других радиоактивных веществ.

Каково экологическое будущее, и есть ли оно вообще, у современных мегаполисов? Каким оно будет у Москвы?  Об этом мы и поговорим сегодня.

От Гургаона до Сараево

Согласно  прогнозам ООН, к 2050 году 68% мирового населения будет жить в городах. Как городские власти будут справляться с этим наплывом, пока неясно. И речь не только о работе и обеспечении едой, но и о пригодности городов к приему таких потоков населения в экологическом плане. 

Справедливости ради, заметим, что более всего проблема загрязнения воздуха характерна для мегаполисов Азии. Самый загрязненный город мира на 2019 год  -  Гургаон (Гуруграм) – пригород индийской столицы Нью-Дели. Там  содержание вредных частиц РМ2.5 превысило 200 мкг/м3 – при том, что, по нормам ВОЗ, максимальный среднесуточный уровень не должен превышать 25 мкг/м3. В 99% городов Южной Азии и в 89% городов Восточной Азии загрязнение превышает все мыслимые нормы.

 Гургаон - самый грязный город мира

Впрочем, если говорить конкретно о качестве воздуха, то в 2020 «мяч» оказался на поле европейцев. Городом с самым грязным воздухом по данным Международного рейтинга AQI признан боснийский Сараево, в связи с чем, там уже ограничили движение транспорта, а также попросили жителей не выходить на улицу без особой необходимости.

У нас тоже свои рекорды. Не Москва и не Санкт-Петербург, а Абакан (Хакасия) занял третье место в рейтинге городов по уровню загрязнения атмосферного воздуха. На первом месте Красноярск, на втором Минусинск. Об этом 7 февраля сообщил председатель Регионального отделения Российской экологической партии «Зеленые» в Красноярском крае, куратор Российской экологической палаты по Сибирскому федеральному округу Сергей Шахматов.

 Абакан третий по загрязненности воздуха город в России

А Росгидромет назвал 22 российских города, в которых в 2018 году был зафиксирован наибольший уровень загрязнения воздуха. В список попали Абакан, Ангарск, Барнаул, Братск, Зима, Иркутск, Искитим, Красноярск, Кызыл, Лесосибирск, Минусинск, Новокузнецк, Норильск, Петровск-Забайкальский, Свирск, Селенгинск, Улан-Удэ, Усолье-Сибирское, Черемхово, Черногорск, Чита и Шелехов. 

Основные в списке – явно средние и малые города с серьезными предприятиями, и соответственно мощными выбросами. Последние концентрируются над этими небольшими территориями и устанавливают зубодробительный коэффициент загрязнения.

Москва в десятки раз больше и, может быть, поэтому не попадает в топ-3.  И все же, столица России занимает 15-е место в мире среди самых вредных с точки зрения для экологии городов по версии GGMCF.

По данным ВОЗ, каждый год загрязнение воздуха становится причиной преждевременной смерти семи миллионов человек.  Конкретно по Москве эксперты называют цифру в 3-3,5 тыс. (данные профессора Российской медицинской академии Росздрава Симона Авалиани и доктора медицинских наук Бориса Ревича). Это вчетверо больше, чем смертность от ДТП.

А туда ли мы идем?

Нельзя сказать, что на экологическом направлении в России не делается ничего. Наоборот. В рамках национального проекта  «Экология» действует федеральная программа «Чистый воздух». Она работает  в пилотном режиме в 12 городах, это: Братск, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Медногорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Норильск, Омск, Челябинск, Череповец и Чита.  К  2024 году планируется сократить суммарный объем выбросов в атмосферу городов на 20%. Упор делается на снижение выбросов промышленных предприятий.

 Дымящие трубы Череповца

И программа работает. Так, только в 2019 году компании потратили 77 млрд руб. на очищения воздуха в семи из двенадцати городов участвующих в федеральном проекте. Суммы, которые планируется выделить в будущем - заоблачные.

- На  реализацию проекта «Чистый воздух» до 2024 года предусматривается 455 млрд рублей внебюджетных инвестиций, - объяснила  глава Росприроды Светланы Радионова.

В свою очередь,  министр природных ресурсов и экологии Российской Федерации Дмитрий Кобылкин говорил о 57 млрд уже бюджетных средств.

Экологическая политика в России есть, и она масштабна. Вот только в правильном ли направлении она движется?

- Около 90% всех загрязнений воздуха в Москве приходится не на промышленные объекты, а на автомобили, - пояснил руководитель столичного департамента природопользования и охраны окружающей среды города Антон Кульбачевский.

Информация не нова. Главным фактором загрязнения атмосферного воздуха во всех мегаполисах мира (Москва в этом ряду – не исключение) считается автомобильный транспорт.

 Пробки в Москве в час пик

Предприятие можно вынести за пределы города, установить на нем специальное измерительное оборудование, перевести на усиленные квоты по выбросам, обязать внедрить наилучшие доступные технологии (НДТ). С автомобильным парком Москвы и других крупнейших городов России это вряд ли возможно проделать.

Промышленники уже говорят о том, что механизм учета выбросов будет абсолютно неточен и не принесет пользы, если не будет рассчитан вклад автотранспорта. 

Как регулировать эти выбросы – вот вопрос.

Futuramа: управляя трафиком

Тема снижения уровня моторных газов занимает ученых и урбанистов давно. Есть сразу несколько технологий, позволяющих не отказываясь от автомобиля, снизить выхлопы. 

О смене вида топлива с нефтепродуктов на газ, электричество или биоагенты говорят давно и процесс идет. 

Однако, современная урбанистика смотрит на вопрос куда шире. С одной стороны переход на новые виды топлива не решит проблемы выбросов полностью. С другой – ожидать полного отказа от бензинов и дизеля в ближайшие десятилетия не приходится.

Ответ кроется в самой организации движения.  Ведь самым важным источником постоянного загрязнения являются даже не автомобили, а пробки и заторы, которые они образуют.

На выручку приходит технология vehicle platooning.

Автомобили будущего будут беспилотными. Таков основной тренд развития. Еще в 1939 году на Международной Нью-Йоркской выставке был открыт павильон Futurama – целая улица «города будущего» (как он виделся тогда). А виделся он с беспилотными автомобилям,и управляемыми по радио.

В 1955-м General Motors представляет свой концепт Firebird III

По данным  Gartner, в 2018 году общее количество новых беспилотных транспортных средств составило 137 129 единиц, а в 2019 году — 332 932.  Но если автомобили двигаются без водителя, то нет личностных предпочтений и фактор навыков и темперамента убран из водительского кресла. А значит  можно скомпоновать машины в отряды и, управляя ими по единой программе, разработать графики движения в режиме реального времени. По мысли разработчиков количество пробок резко сократится, а пропускная способность – повысится.

CityTree и BioSolarLeaf: Будущее за мхом и планктоном

Мобильный CityTree производимый в Берлине компанией GreenCitySolutions может обмануть своим названием.

Мобильный CityTree на улице одного из европейских городов 

Вообще-то это не дерево,  а особые породы мха, помещенные в специальные установки.  Моховое покрытие связывает все вредные вещества в окружающей атмосфере – это твердые частицы, оксид азота и углекислый газ. Взамен этого производится чистый кислород. Установленная на улицах и перекрестках система не только обеспечивает свежий кислород, но и охлаждает окружающий воздух.  Мобильный агрегат имеет ширину около 3 метров, высоту почти 4 метра, глубину посадки в 2,19 метра.

- Моховые культуры имеют гораздо большую площадь поверхности листьев, чем любое другое растение, - объясняют специалисты компании. -  Это означает, что мы можем захватить больше загрязняющих веществ.

Проект уже установлен в некоторых городах Европы, например в Глазго.

 "Дерево из мха" в Глазго

Каждая установка автономна и имеет Wi-Fi-сенсоры, способные измерять качество воздуха вокруг. Проект футуристический. Однако, вероятно за таким способом очистки будущее.

Бионический лист тоже может очищать воздух 

Другой проект из будущего – BioSolar Leaf от британского стартапа Arborea (Имперский колледж Лондона). Это даже не мох. Искусственные бионические листья из микрорастений - микроводорослей или фитопланктона. Они выращиваются на солнечных панелях и сходных им структурах.  Такие панели могут быть установлены где угодно, от городского сквера до крыши собственного дома.

Согласно ТТХ очистка воздуха от загрязнения происходит методом фотосинтеза, один акр таких культур по уровню очистки равен примерно ста акрам «настоящих» деревьев.

Помимо очистки воздуха такие «фазенды» могут вырабатывать и полезные пищевые добавки. Первая из них в 2019 году была установлена в Уайт Сити.

 Фазенды из биосистем отлично фильтруют атмосферу

Smog Free Tower: Эко-мельница

Следующий экологический проект представляет собой не просто техническую новинку, но и произведение искусства. Его создал Daan Roosegaarde. Это голландский художник и основатель Studio Roosegaarde, которая разрабатывает проекты, объединяющие технологии и искусство в городских условиях.  

 Эта мельница легко перемалывает смог 

Смахивающая на голландскую мельницу, она таковой и является, только перемалывается не зерно, а вредные вещества. В семиметровой башне SMOG FREE TOWER используется запатентованная технология положительной ионизации для создания свободного от смога воздуха в общественных местах.

Эко-башня очищает 30 000 куб. метров воздуха в час и использует небольшое количество экологически чистой электроэнергии. SMOG FREE TOWER обеспечивает местное решение для чистого воздуха, например, в парках. Эффективность установки была подтверждена результатами, собранными Эндховенским технологическим университетом.

Сейчас башни установлены в нескольких городах, включая Пекин. Инвестиции для проекта были собраны  методом краудфандинга на Kickstarter.

 Еще одна "смог тауэр"

Напомним, что предыдущий проект Роозегаарде – поедающий смог биллборд  уже установлен на кампусе Монтерейского университета (UDEM) в Мексике.

В наши пенаты

Впрочем,  полагаю, что до внедрения у нас таких новинок пока далековато. А жаль. Экологические исследования (1342 региона ЕС) показали, что загрязнение воздуха напрямую влияет на производительность труда и как следствие на уровень ВВП.

Например, рост содержания в воздухе мелкодисперсных взвешенных частиц РМ2.5 на 1 мкг на 1 куб. м приводит к снижению ВВП на душу населения на 0,8%. Если же концентрация уменьшается, показатель растет от 0,5 до 1,5%. В Европе число частиц РМ2.5 в воздухе уменьшалось на 0,2 мкг на 1 куб. м в год, что дало рост регионального ВВП (в постоянных ценах) на 1% и за 15 лет сформировало до 15% роста ВВП. Напомним, РМ2.5 – производное диоксида азота, это продукт горения топлива.

По данным Еврокомиссии, масштабная программа по сокращению выбросов РМ2.5 по всей Европе обойдется в 1,2 млрд евро ежегодно, но выгода от этого будет как минимум вдвое больше.
Российская Федерация находится в верхних строчках рейтингов по потерям от плохой экологии. По данным экологов ежегодно в России из-за этого преждевременно умирает от 80 до 140 тыс. человек. По данным «Гринпис» потери от плохого воздуха в России только в 2015 составили $447,6 млрд, или 12,5% ВВП.

Впрочем, зеленый путь – путь всего мира. Когда-то его, вместе со всеми, придется пройти и нам. А вот рано или поздно это случится, зависит уже непосредственно от нас.

Даниил МАЦЕЙКО

В материале также использованы фото с сайтов futirism.com, www.studioroosegaarde.net, htpp://arborea.io, drivenxdesign.com, airqualitynews.com