Город с нулевым выбросом углерода

Нулевой уровень выбросов — концепция, которую можно определить с помощью измеримых целевых показателей. Она может служить ориентиром для понимания и оценки результатов усилий по противодействию изменению климата^[3][2]. Ключевую роль в этой концепции играет фактор времени, который определяет, насколько срочно необходимо принять меры для достижения нулевого уровня выбросов. Конечная цель заключается в создании баланса, который будет сохраняться на протяжении десятилетий или даже столетий^[3].

Специалисты могут мониторить состояние атмосферы и анализировать углеродный баланс, однако процесс принятия и реализации мер, направленных на борьбу с глобальным потеплением, происходит на различных уровнях по всему миру. Например, глобальные эффекты следует переводить в конкретные цели на национальном, региональном, корпоративном, организационном и индивидуальном уровнях^[3].

На практике цели по достижению нулевого уровня выбросов устанавливаются и достигаются на основе принципов саморегулирования и добровольности. Участники процесса устанавливают свои собственные цели, а некоторые из них также участвуют в различных добровольных инициативах и кампаниях, таких как Парижское соглашение, кампания ООН «Race to Zero», «Cities Race to Zero», альянс «Net Zero Asset Owners Alliance», инициатива «Science Based Targets» и другие. Регулярные глобальные оценки прогресса обеспечивают постоянную обратную связь и помогают участникам скорректировать свои действия^[3].

Постановка целей является важным шагом, за ним должны следовать действенные механизмы управления, контроля, подотчётности и отчётности. Долгосрочные цели необходимо трансформировать в конкретные краткосрочные действия, подкреплённые подробными планами и методиками, позволяющими установить базовые показатели, измерить результаты и оценить воздействие. Города сталкиваются с серьёзными вызовами, связанными с климатом. Они достаточно велики, чтобы извлекать выгоду из эффекта масштаба, и достаточно близки к реальным проблемам, чтобы сосредоточиться на создании действенных стратегий, которые можно реализовать на практике. По мере роста требований к инфраструктуре у городов появляется мощный стимул для решения проблем, поиска и обмена эффективными решениями^[3][4].

Городское развитие, ориентированное на снижение выбросов парниковых газов, становится одной из ключевых тенденций в современном мире^[5][6]. Основные цели такой тенденции заключаются в предотвращении ущерба для планеты и борьбе с последствиями изменения климата. К 2022 году более 1000 городов по всему миру уже предприняли шаги к переходу в ответ на климатические изменения в рамках кампании «Cities Race to Zero», которая является частью более масштабной инициативы Организации Объединённых Наций «Race to Zero». Среди этих городов выделяются такие мегаполисы, как Рио-де-Жанейро, Нью-Йорк, Париж, Осло, Мехико, Мельбурн, Лондон, Милан, Кейптаун, Буэнос-Айрес, Каракас, Копенгаген, Ванкувер и Гонконг^[7].

В современном городе, который стремится к достижению нулевого уровня выбросов, необходимо уделить внимание семи ключевым аспектам: энергетике, транспорту и коммуникациям, продовольствию, строительным материалам, водоснабжению, зелёной инфраструктуре и управлению отходами. Стратегии достижения нулевого уровня выбросов включают развитие возобновляемых источников энергии, сокращение потребления энергии и ресурсов за счёт более эффективного городского планирования и изменения образа жизни, сокращение отходов и создание зелёных зон и углеродных поглотителей для удаления углекислого газа из атмосферы. В современном городском планировании всё больше внимания уделяется использованию местных продуктов питания, энергии и возобновляемых ресурсов^[8][9].

Некоторые градостроители проектируют города с нулевым уровнем выбросов углерода с самого начала, вместо того чтобы использовать и адаптировать уже существующие, что даёт им больше возможностей для контроля над всеми аспектами городского планирования и позволяет понять, как каждый город может стать углеродно-нейтральным. Создание городов с нуля позволяет использовать преимущества эффекта масштаба и рассмотреть варианты строительства, которые могут быть неосуществимы в городах с уже существующими структурами. Эти города с нулевым уровнем выбросов углерода обеспечивают комфортные условия жизни и экономическое развитие, одновременно снижая негативное воздействие на окружающую среду^[6].

Городские районы включают в себя важнейшую инфраструктуру, необходимую для обеспечения энергетической безопасности, транспортного сообщения, водоснабжения, питания, жилья, строительства, создания общественных пространств и эффективного управления отходами. Преобразование городов для достижения нулевого уровня выбросов требует переосмысления как аспектов, связанных с предложением (например, в сфере энергоснабжения и транспорта), так и с уменьшением спроса, что достигается за счёт более рационального городского планирования и политики. Ключевыми факторами, которые следует учитывать при городском планировании, являются плотность застройки, смешанное использование земель, транспортная доступность^[1][5].

Для того чтобы достичь нулевого баланса, город должен объединить усилия и сократить выбросы парниковых газов до нуля, что подразумевает отказ от всех видов деятельности, которые способствуют образованию парникового эффекта. Достижение устойчивого нулевого баланса также требует тщательного учёта источников и производства материалов и обеспечения логистики поставок в город, организованной с нулевым уровнем выбросов. Сокращение выбросов в одном месте за счёт переноса деятельности, способствующей образованию парниковых газов, в другое не поможет достичь глобальной цели по созданию устойчивой окружающей среды с нулевым балансом^[6][9].

Необходимо полностью перейти на возобновляемые источники энергии и сделать их единственным доступным источником энергии. Так, город с нулевым уровнем выбросов углерода — это город, экономика которого основана на использовании возобновляемых источников энергии. Переход к использованию данных источников требует изучения и развития технологий производства энергии, таких как возобновляемая электроэнергия, а также декарбонизации производства электроэнергии^[6][9].

Потребность в электроэнергии всё чаще удовлетворяется за счёт развития солнечной и ветровой энергетики, которая становится самыми дешёвыми видом энергии. Переход на солнечную энергию означает, что производство энергии может осуществляться непосредственно рядом с местом её потребления. Это особенно удобно для распределённой энергетической инфраструктуры, где местные районы подключены к городской или региональной сети. Развитие более эффективных и экономичных технологий хранения энергии в аккумуляторах также способствует стабильному снабжению электроэнергией^[5].

Вопросы справедливости, баланса и эффективности напрямую связаны с распределением и использованием энергии. Электросеть с нулевым уровнем выбросов углерода является необходимой основой для стратегий, которые предлагают перейти на использование электроэнергии в системах обеспечения зданий, потребления энергии, мобильности и производства в лёгкой промышленности. Развитие электросети с нулевым уровнем выбросов углерода может стать основой для перехода ключевых видов городской деятельности, таких как транспорт, отопление и приготовление пищи, с ископаемого топлива на электроэнергию с нулевым уровнем выбросов углерода^[5].

По приблизительным оценкам, на транспортировку людей и грузов приходится примерно пятая часть от общего объёма выбросов парниковых газов в мире^[5]. Подходы к низкоуглеродному развитию часто направлены на уменьшение использования транспорта, работающего на ископаемом топливе, улучшение общественного транспорта и создание зон смешанного использования, чтобы люди могли работать и делать покупки рядом с домом, что снижает необходимость в поездках на транспорте^[1]. Исследование, проведённое в 274 городах по всему миру, показывает, что компактное городское развитие важно как для крупных развитых городов, так и для городов развивающихся стран с развивающейся инфраструктурой, поскольку позволяет сократить выбросы в городах до 25 %^[10].

Во всём мире наблюдается тенденция к отказу от использования автомобилей и грузовиков, работающих на ископаемом топливе, в пользу электромобилей (ЭМ). Китай является одним из ключевых центров развития технологий для электромобилей. Среди технологий автомобильного топлива, которые могут способствовать снижению энергопотребления, можно выделить гибридные автомомобили, электромобили, автомобили, работающие на природном газе и биоэтаноле. Ожидается, что производство автомобилей, работающих на дизельном и бензиновом топливе, прекратится к 2030-м годам, а к 2040 году более 25 % всех автомобилей в мире будут электрическими из-за роста цен на ископаемое топливо^[5].

Чрезмерная сосредоточенность на электрификации транспортных средств может привести к тому, что специалисты по планированию упустят из виду потенциал для повышения эффективности существующих систем. Грамотное городское планирование может способствовать развитию инфраструктуры, которая объединяет и поддерживает инициативы в различных областях. Например, создание зарядных станций вблизи остановок общественного транспорта и использование солнечной энергии для производства электричества могут стимулировать использование электромобилей как для личных, так и для общественных перевозок. Другим способом поддержки использования электромобилей может стать интеграция зарядных станций для электромобилей в фонарные столбы^[1][5][11].

Городские планировщики все чаще обращаются к цифровым технологиям для создания более умных и устойчивых городов. Они собирают обширные данные из различных источников и моделируют влияние различных мер на различные аспекты жизни города, такие как энергопотребление, качество воздуха и дорожное движение. Планировщики надеются определить и улучшить ключевые аспекты в градостроительном проектировании, чтобы достичь более гармоничного и эффективного городского пространства. Внедрение интеллектуальных измерительных технологий в здания, освещение, бытовую технику и транспорт позволяет системам лучше адаптироваться к изменяющимся условиям, что, в свою очередь, способствует снижению энергопотребления и улучшению городских услуг^[12].

Отопление, охлаждение и приготовление пищи также являются важными направлениями для повышения энергоэффективности и снижения углеродного следа. Все больше людей в Северной Америке, вдохновлённые опытом Европы и Азии, переходят с газовых или электрических плит на индукционные^[13]. Потребители также переходят с систем отопления, работающих на угле, мазуте или природном газе, на электрические паровые или водяные системы, а также на воздушные или грунтовые тепловые насосы для отопления и охлаждения, что позволяет значительно сократить расходы на энергоносители^[5].

Процесс изготовления продуктов питания обычно требует большого количества ископаемого топлива. Оно необходимо для производства азотных удобрений и обеспечения работы сельскохозяйственной техники, которая используется для посадки, ухода и сбора урожая. Транспортировка продуктов питания от производителей к потребителям также, как правило, сопряжена со значительными затратами ископаемого топлива, поскольку многие культуры выращиваются вдали от потенциального рынка сбыта и имеют короткий срок хранения^[14][15].

На потребительском уровне шаги по достижению нулевого уровня выбросов включают в себя употребление в пищу большего количества местных и растительных продуктов, минимизацию пищевых отходов и компостирование оставшихся растительных отходов. Потребители и инвесторы также могут оказывать поддержку компаниям, ориентируясь на их углеродный след и прозрачность^[16].

В контексте городской инфраструктуры важное значение имеют инициативы, направленные на обнаружение и повторное использование пригодных к употреблению продуктов питания, так называемое спасение продуктов^[17]. Такие инициативы также способствуют разделению отходов и улучшению обращения с пищевыми отходами^[16]. В странах с низким уровнем дохода для преобразования отходов в энергию используются небольшие биогазовые установки, а также установки для домашнего использования. Компостирование и анаэробное сбраживание (АС) находят все более широкое применение в странах с различным уровнем дохода^[18].

Фермеры и сельскохозяйственные сообщества нуждаются в научной, технической и финансовой поддержке для перехода к более экологичным методам ведения сельского хозяйства. Также необходима поддержка инициатив, направленных на адаптацию к изменению климата, регенеративное сельское хозяйство и биологическое улавливание углерода^[19][20][21]. Для улучшения инфраструктуры продовольственного сектора необходимо сотрудничество между заинтересованными сторонами на всех уровнях частного, государственного и гражданского секторов^[22].

Существует множество способов оценить и повысить энергоэффективность зданий, что, в свою очередь, способствует снижению выбросов углерода. В городах с более холодным климатом, как правило, применяют теплоизоляцию и энергоэффективные окна. В новых или уже существующих зданиях можно установить солнечные панели, зелёные крыши и стены, а также тепловые насосы, что позволит значительно уменьшить потребление энергии. Разрабатываются новые типы материалов, такие как «умное» стекло, которые способствуют повышению энергоэффективности зданий^[23].

Энергоэффективность — не единственный фактор, который следует учитывать. Материалы, которые применяются в строительстве, могут существенно различаться по объёмам выбросов углекислого газа^[24][25][26]. Исследователи работают над созданием строительных материалов, которые не выделяют углекислый газ во время производства или могут поглощать и накапливать больше углерода^[27]. Сталь и цемент широко используются в строительстве и требуют больших затрат энергии для производства. Материалы на основе биомассы, такие как дерево и бамбук, имеют более низкие затраты на производство энергии. Переработка и повторное использование строительных отходов также могут помочь снизить количество энергии, затрачиваемой на производство и транспортировку материалов^[5].

Размер зданий напрямую влияет на уровень их энергопотребления как на этапе строительства, так и в процессе эксплуатации. Некоторые специалисты считают, что оптимальным вариантом является четырёхэтажное многоквартирное здание, построенное из плотных материалов с низким уровнем выбросов углерода, таких как солома и дерево. Многоквартирные дома среднего размера позволяют достичь значительной экономии за счёт масштаба при строительстве и, как правило, более экономичны в эксплуатации, чем одноквартирные дома. Высотные здания, особенно в жарком климате, требуют больших затрат на охлаждение и эксплуатацию. При планировании территории эффективным решением может стать сочетание средне- и высотных зданий в компактном городском формате.

Зелёная инфраструктура включает в себя частные и общественные сады, парки, деревья и городское сельское хозяйство. Зелёная инфраструктура помогает уменьшить воздействие выбросов углерода несколькими способами. Во-первых, она естественным образом поглощает и накапливает углекислый газ. Во-вторых, она создаёт тень и охлаждает окружающие территории, что снижает потребность в энергии для кондиционирования воздуха. Развитие зелёных насаждений в городах, особенно деревьев-долгожителей, является экономически эффективным методом улавливания углерода^[28]. Включение зелёных насаждений в городские территории помогает решить множество других проблем, связанных с городской средой, таких как управление ливневыми водами и поддержание психического здоровья жителей^[29][30].

Отработанные материалы могут быть переработаны или повторно использованы, а также утилизированы или направлены на хранение. В некоторых случаях побочные продукты одного процесса могут быть использованы другими организациями, что иногда называют городским промышленным симбиозом. Например, отработанное тепло от промышленных предприятий и продуктовых магазинов может быть использовано для отопления жилых и коммерческих зданий^[31].

«Переработка отходов в энергию» представляет собой процесс, в ходе которого из материалов, которые обычно считаются отходами, можно получить полезные побочные продукты, такие как энергия. Разрабатываются технологии улавливания и хранения углерода, которые позволяют снизить выбросы от электростанций, работающих на ископаемом топливе, и промышленных предприятий. Сбор и утилизация отходов потенциально могут использоваться для производства электроэнергии, пара или тепла, но системы, поддерживающие этот процесс, ещё не достаточно хорошо разработаны^{[32][33][34][35]}.

В аналитических материалах, посвящённых попыткам достичь нулевого уровня отходов, подчёркивается, что данный термин используется неоднозначно и не имеет чёткого определения. Во многих государствах отсутствует единый план действий, направленный на достижение нулевого уровня отходов. Без чёткой национальной стратегии и политики по достижению нулевого уровня отходов, определяющей ключевые области, трудно координировать и продвигать инициативы по достижению нулевого уровня отходов в сообществах и промышленности^[36].

Оценка углеродного следа городов — сложный вопрос. Существует четыре основных подхода к учёту выбросов парниковых газов в городах, каждый из которых предлагает своё видение того, что значит быть городом с нулевым уровнем выбросов: учёт выбросов по территориальным источникам; учёт выбросов по цепочке поставок инфраструктуры в масштабах всего сообщества, учёт выбросов по потреблению и общий учёт выбросов в масштабах всего сообщества^[37] .

В сентябре 2022 года в России начался Сахалинский эксперимент, направленный на достижение углеродной нейтральности в Сахалинской области к концу 2025 года. В апреле 2025 года власти области заявили о досрочном достижении углеродной нейтральности, став первым регионом России, где поглощение парниковых газов, по официальным данным, превысило их выбросы^[38].

Результаты климатического эксперимента обсудили на заседании комиссии Государственного совета по инвестициям. Власти приняли решение масштабировать опыт Сахалинской области по достижению углеродной нейтральности на другие регионы России. Следующий этап предполагает внедрение сахалинских практик в масштабах всей страны. К работе присоединились Якутия, Коми, Татарстан, Иркутская и Архангельская области, а также Ставропольский край^[39].