Поезда как пули, самолеты как ракеты: каким будет транспорт будущего?
Весной прошлого года Институт статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ с помощью анализа больших данных выявил перспективные технологии для транспорта и логистики, которые меняют саму отрасль и определяют контур мобильности будущего.
Эксперты отмечают, что сегодня интерес ученых в сфере цифровых технологий преимущественно сфокусирован на воздушном транспорте, а бизнеса – на автомобильном. И если один вид транспорта или технология уже в доступе и активно тиражируется (например, интеллектуальные транспортные системы), то другой вид – только зарождается (например, аэротакси).
Так, согласно исследованию, топ-15 технологий транспорта и логистики возглавили беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Беспилотные автомобили находятся на 4-м месте, а электромобили – на 7-м. Последние места рейтинга занимают системы управления складом и высокоскоростные поезда на магнитной подушке.
Вакуумный поезд Hyperloop
Еще в 2012 году американский предприниматель, генеральный директор и главный инженер компании SpaceX Илон Маск предложил идею Hyperloop – передвижение капсул с пассажирами или грузами в трубах над поверхностью земли в условиях сильно разряженного воздуха со скоростью до 1220 км/ч.
В июне 2014 года была основана компания Hyperloop, а в октябре 2017 года реорганизована и переименована. Сама же концепция открыта, и к ее реализации может подключиться любой желающий.
В начале 2020-го глава РЖД Олег Белозеров заявил, что технология Hyperloop недостаточно проработана, и пока что не идет речи о том, чтобы ее применять в России. А в последние годы монополия не комментировала официально планы по участию в концепции.
Спустя полгода голландские партнеры проекта заявили о том, что Hyperloop может потеснить авиатранспорт на коротких внутриевропейских маршрутах уже через 30 лет.
В начале ноября прошлого года, наконец, компания Илона Маска Boring Company заявила о старте полномасштабных испытаний Hyperloop. При этом за несколько дней до этого в министерстве транспорта заявили, что идея Hyperloop является очень интересной, но государство финансировать этот проект не будет. Несмотря на все тщетные попытки добиться поддержки со стороны государства, развитие проекта не прекращается.
В России же, как ранее заявляли специалисты АО «ВНИИЖТ», строительство Hyperloop крайне целесообразно. Для реализации Hyperloop потребуется государственная программа, огромные вложения в инфраструктуру. На основе частного инвестирования проект Hyperloop в нашей стране не осуществить.
Поезд на магнитной подушке, или Маглев
Технология Маглев подразумевает движение состава под управлением силы электромагнитного поля без соприкосновения с поверхностью рельса. Проект является глубокой модернизацией созданной в начале 2000-х годов монорельсовой транспортной системы. Поезд сможет работать как в беспилотном режиме, так и при минимальном участии машиниста.
Интересно, что скорость, достигаемая поездом на магнитной подушке, сравнима со скоростью самолета и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях (до 1000 км).
Первой в мире действующей железнодорожной линией на магнитной подушке стал Маглев в Шанхае, который в 2004 году соединил международный аэропорт Пудун со станцией метро Лунъянлу. Он преодолевает расстояние в 30 км за 7 с небольшим минут. Этот Маглев также является самым быстрым из функционирующих в мире коммерческих поездов на магнитной подушке: состав развивает скорость в 431 км/ч.
Сейчас поезда на магнитной подушке разрабатывают несколько стран мира. Рекорд скорости пассажирского состава принадлежит Японии: Маглев в этой стране в 2015 году на тестовом участке разогнался до 603 км/ч. А в Китае максимальная скорость движения рельсовых пассажирских поездов составляет 350 км/ч. Добавим, что в Японии в 2027 году планируется открытие регулярного движения между городами Токио и Наго.
В России корпорация «Московский институт теплотехники» (МИТ, входит в «Роскосмос») разработала поезд на магнитной подушке, который сможет работать в том числе в беспилотном режиме. В конце лета прошлого года было заявлено, что МИТ построит первую трассу с поездом на магнитной подушке для Ленинградской области. По планам это будет первый опытный образец серийной партии. А планы по запуску системы в эксплуатацию – 2025 год.
В августе–сентябре 2021-го в Москве проходили ходовые испытания монорельсовой транспортной системы на магнитной подушке. А после этого разработчики заявили, что Маглев будет потреблять на 30–40% энергии меньше, чем монорельс, который сейчас установлен на ВДНХ. Монорельс будет отличаться ходовой частью.
По подсчетам 2021 года возведение инфраструктуры для монорельса будет в 10 раз дешевле, чем метро.
Поезда на водороде
Последнее время активное внимание со стороны РЖД и Минтранса уделяется такому виду транспортных технологий будущего, как поезда на водородных топливных элементах. Плюсы подобной эксплуатации очевидны: такие составы безопаснее, экологичнее, тише, дешевле и проще в обслуживании. Сегодня проекты по их созданию реализуются в Германии, Франции, Великобритании, Китае, США и других странах.
Но месяц назад стало известно, что перевозка пассажиров на первых в России водородных поездах начнется в IV квартале 2025 года. Хотя изначально «Росатом» рассчитывал запустить эти поезда на Сахалине в этом году.
В «Русатом Оверсиз» (дочка «Росатома») корректировку сроков связывают с «инновационностью проекта». Другими словами, сроки уточняются по мере проработки технических решений, потому что запуск в эксплуатацию водородных поездов на Сахалине – очень сложный и наукоемкий проект.
По словам экспертов, из-за санкций и, как следствие, разрыва привычных логистических цепочек и необходимости замены поставщиков компонентов стоимость создания рельсового водородного подвижного состава для Сахалина вырастет почти на четверть.
В целом же локомотив на водороде на протяжении своего жизненного цикла (от выпуска до утилизации с учетом ремонтов) будет на 5–7% дешевле, чем на традиционном топливе – дизеле или газе.
Интересно, что первый в мире пассажирский поезд на водородном топливе Coradia iLint был разработан французской компанией Alstom и производится в немецком городе Зальцгиттер. Этот поезд может проехать на одной заправке около 1000 км. Кроме того, польская компания Pesa представила гибридный локомотив на водородных топливных элементах в Китае.
Беспилотный транспорт
Как уже было отмечено, беспилотные технологии по большей части развиваются в авто- и авиаотрасли. Но если перевозка пассажиров беспилотными самолетами – более отдаленная перспектива, то беспилотная доставка грузов развивается более-менее последовательно.
На днях стало известно о том, что Санкт-Петербург станет полигоном для тестирования доставки грузов беспилотными авиационными системами (БАС) в условиях городской среды. Это будет первый эксперимент в России такого рода. А в конце прошлого года в 38 регионах РФ был запущен экспериментальный правовой режим для беспилотных легковых и грузовых автомобилей. В его рамках компаниям требуется завершить подготовительный этап тестовой некоммерческой эксплуатации перед запуском беспилотных автомобилей в масштабную эксплуатацию.
Через пару недель стало известно, что технологический конкурс среди разработчиков решений для сферы беспилотных грузоперевозок будет запущен в России в первой половине 2023 года. Во время конкурса команды будут разрабатывать беспилотные технологии для мультимодальных грузовых перевозок на небольшие расстояния в пределах 60 км. Конкурс продлится до конца 2024-го.
Напомним, что в октябре 2022-го правительство РФ одобрило введение экспериментального правового режима на трассе М-11 «Нева».
По мнению экспертов, развитие технологий автономного вождения в области автомобильных грузоперевозок в этом году будет сопровождаться началом активного тестирования беспилотных магистральных тягачей. Кроме того, на рынке ждут развития технологии V2X (vehicle-to-everything, англ. «транспортное средство – ко всему»), позволяющей за счет обеспечения коммуникации между автомобилями и дорожной инфраструктурой повысить безопасность дорожного движения.
Что касается зарубежных коллег, для сравнения, в середине января стало известно о том, что Airbus создаст компанию для реализации программы выпуска беспилотников Zephyr. Последняя модификация высотного БПЛА Zephyr 8 работает полностью за счет солнечной энергии и имеет размах крыла 25 м при массе менее 75 кг. Он может подниматься на высоту более 21 тыс. м, а также зависать над заданной географической точкой.
Также в начале года Греция приступила к разработке и производству нового беспилотника, более сложного по сравнению с первой моделью, обладающего большими возможностями.
Электромобили
Среди всех названных видов транспорта будущего, пожалуй, именно электромобили можно назвать самыми эксплуатируемыми.
Всего на сегодня, по данным компании PUNKT E, в стране зарегистрировано более 100 моделей электромобилей, более 64 из которых представлено в количестве менее десяти машин.
По данным агентства «Автостат», на середину 2022-го российский парк электромобилей насчитывал 22 тыс. машин. Из них 3,4 тыс. – подзаряжаемые гибриды и 18,8 тыс. – аккумуляторные электромобили без двигателя внутреннего сгорания.
Любопытно, что по итогам прошлого года число регистраций новых электромобилей выросло более чем на 30%, несмотря на последствия санкций. Кроме того, эксперты говорят о том, что зарядная инфраструктура для электромобилей «растет опережающими темпами». Но в целом в России, с учетом масштабов страны, рынок зарядной инфраструктуры еще очень далек от перенасыщения. Одна из главных проблем – отсутствие свободной электрической мощности в удобном для установки зарядки электромобилей месте.
Буквально на днях ученые из ИТМО сообщили о разработке учеными Санкт-Петербурга первой в России системы беспроводной зарядки электротранспорта. С помощью этой системы можно будет зарядить любой электротранспорт – от электромобиля до электробуса.
Кроме того, стало известно, что «Росатом» в конце этого года запустит в технополисе «Москва» завод батарей для электротранспорта.
Добавим, что в 2021-м была принята «Концепция по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в РФ до 2030 года», но работать она начала только в прошлом году, когда были опубликованы правила предоставления субсидий на установку зарядных станций и определены пилотные регионы для выделения средств на эти цели. В число таких регионов вошли Московская, Ленинградская, Нижегородская, Сахалинская области, Крым, Татарстан и Краснодарский край.