Експертний огляд Звіту Міжнародного енергетичного агентства (IEA) щодо майбутнього залізниць

Міжнародне енергетичне агентство (IEA) оприлюднило звіт «Майбутнє залізниці. Можливості для енергетики та навколишнього середовища», який констатує швидке зростання світового попиту на транспорт внаслідок соціального та економічного прогресу та відповідне збільшення попиту на енергію, викидів CO₂ та забруднювачів атмосфери.

Керівниця Центру досліджень залізничного транспорту Вікторія Яновська та експерт BRDO Андрій Буковський підготували огляд звіту «Майбутнє залізниці. Можливості для енергетики та навколишнього середовища».

Звіт 2019 року «Майбутнє залізниці. Можливості для енергетики та навколишнього середовища» Міжнародного енергетичного агентства (IEA) (далі – Звіт «Майбутнє залізниці») було підготовлено у співпраці з Міжнародним союзом залізниць (UIC). Крім статистичних даних UIC, у дослідженні було використано інформацію глобальної бази даних Міжнародної асоціації громадського транспорту (UITP) та бази даних Інституту транспорту та політики розвитку (ITDP)

У Звіті «Майбутнє залізниці» описані два сценарії розвитку залізниць до 2050 року:

• Базовий сценарій;
• Сценарій високошвидкісної залізниці.

Сценарії побудовано з урахуванням зустрічних трендів:

1. Транспорт є основним джерелом забруднення повітря, особливо у міських районах, саме тому зміни у використанні транспортом палива мають основне значення для досягнення глобального енергетичного переходу, який гарантуватиме енергетичну безпеку, зменшить забруднення повітря та пом’якшить наслідки зміни клімату.
2. Швидке зростанням попиту на мобільність, особливо в країнах, де міста зростають у геометричній прогресії, створює потребу в більш ефективному, швидкому та екологічно чистому транспорті.

Згідно із Звітом «Майбутнє залізниці» залізничний транспорт є одним із найбільш енергоефективних видів транспорту.

У дослідженні наголошується, що загалом у світі на транспортний сектор припадає майже 1/3 кінцевого попиту на енергію, близько 2/3 попиту на нафту та понад 1/4 глобальних викидів вуглекислого газу (CO₂) через спалювання палива. Водночас за умови збереження сформованих тенденцій прогнозується, що до 2050 року обсяг пасажирських і вантажних перевезень збільшиться понад удвічі, а отже, відповідно зросте енергетична потреба та посилиться екологічний вплив галузі на довкілля. Саме тому зміни у транспортному секторі мають основне значення задля досягнення енергетичних переходів у глобальному масштабі.

Описуючи ландшафт, параметри якого визначають майбутні сценарії розвитку залізниць, експерти-автори звіту виділяють низку характеристик.

По-перше, наголошують, що залізничний транспорт є одним із найбільш енергоефективних видів транспорту для вантажних та пасажирських перевезень. Залізниці забезпечують перевезення 7% вантажів і 8% пасажирів від світових обсягів. Водночас на залізничний сектор припадає лише 2% енергії, що споживається транспортом загалом.

Залізничні перевезення більш енергоефективні, ніж автомобільні та авіаційні перевезення (у середньому у 12 разів, з погляду кінцевої енергії, що припадає на одного пасажира, у 8 разів на тонну вантажу). Залізниця забезпечує мобільність із мінімальними викидами шкідливих забруднювачів повітря і завдяки ефекту агломерації сприяє сталому економічному зростанню.

Сучасний залізничний сектор — єдиний вид транспорту, який широко електрифікований:

• 3/4 пасажирських залізничних перевезень здійснюється електропоїздами і ця частка зростає (у 2000 році рівень електрифікації дорівнював 60%);
• регіонами з найвищою часткою активності електропоїздів є Європа, Японія та Російська Федерація. Північна та Південна Америка суттєво залежать від дизельного пального;
• пасажирські перевезення залізницею значно більше електрифіковані, ніж вантажні майже в усіх регіонах;
• регіони з вищою залежністю від міської та швидкісної залізниці мають найбільшу частку пасажиро-кілометрів, які обслуговуються електроенергією.

Залежність від електроенергії означає, що залізничний сектор є найбільш енергетично диверсифікованим видом транспорту.

По-друге, незважаючи на розширення залізничної інфраструктури, частка залізниць у світовій транспортній системі є приблизно постійною, водночас традиційні залізничні мережі мало змінилися, водночас високошвидкісні залізниці та метро суттєво зросли:

• більшість традиційних залізничних мереж, що становлять 94% довжини залізничних колій, розташовані в Північній Америці, Європі, Китаї, Російській Федерації, Індії та Японії та за останні десятиліття не відчули суттєвих змін. На ці регіони припадає приблизно 90% світових пасажирських перевезень звичайними залізницями (Індія 39%, Китай 27%, Японія 11%, Європейський Союз 9%). Перевезення вантажів, значну частину яких становить вугілля та сільськогосподарська продукція, зосереджено в Китаї, Сполучених Штатах Америки, що забезпечують близько 14 світових залізничних вантажних перевезень кожна, а також Російській Федерації, на яку припадає 15 частина;
• значні інвестиції були зроблені у розвиток високошвидкісної залізниці як важливої альтернативи авіації та метрополітенів та засобу розв’язання проблем заторів і забруднення повітря у містах, їхня протяжність у певних країнах подвоїлася і потроїлася. Зростання за довжиною мережі обох типів було найбільш помітним у Китаї, крім того, саме у Китаї зосереджено 23 світових високошвидкісних залізничних ліній, що загалом становлять 4% загальної довжини залізничних колій.

Незалежний розвиток залізничних систем різних країн та пов’язані з ним різні типи колії (відстані між рейками), види енергосистем (змінний чи постійний струм), конвенції про сигналізацію обмежує інтеграцію залізниць.

По-третє, збільшується інтенсивність залізничного руху. Унаслідок зростання рівня економічної активності інтенсивність використання залізничних мереж із 2000 року зросла майже у всіх країнах та регіонах. Водночас довжина мереж залишалася відносно незмінною.

На глобальному рівні:

• використання залізничних колій у пасажирських перевезеннях (пас.км на кілометр колії) збільшилося на 75%;
• використання залізничних колій у вантажних перевезеннях (ткм на кілометр колії) – на 45%.

Зростання інтенсивності пасажиропотоку на традиційних залізничних мережах є найсуттєвішим в Індії (150%), вантажопотоку – у Південній Америці (127%).

Високошвидкісні залізничні колії використовуються набагато інтенсивніше, ніж звичайні. Високошвидкісна залізнична лінія Токайдо між Токіо та Нагоєю має частоту понад 15 поїздів на годину в години пік, коридор між Парижем та Ліоном під час ранкового та вечірнього піку – 8–9 поїздів на годину. Різниця свідчить про можливість інтенсивнішого використання високошвидкісних залізничних ліній.

По-четверте, світ стає дедалі урбанізованішим, збільшення доходів і зростання населення призводить до посилення попиту на мобільність, а також стимулює зростання попиту на вантажоперевезення. Вищі доходи у поєднанні з цифровими технологіями різко збільшили попит на швидку доставку дорогих і легких товарів, обумовили потребу в швидкості та гнучкості, властивій авто- і авіаперевезенням, між тим обсяги перевезень зростають і на залізничному транспорті також:

• у глобальному масштабі тенденції зміни обсягів діяльності залізниць майже відповідають загальному зростанню попиту на мобільність. За останні два десятиліття обсяг пасажирських перевезень виріс на 91 % (переважно у Китаї (удвічі) та Індії (майже втричі), найвища залізнична активність душу населення спостерігається у Японії). У підсумку такого зростання частка залізничного транспорту в загальному обсязі пасажирських перевезень з 2020 року знизилася несуттєво (з 9 % до 8 %);
• більшість пасажирських залізничних перевезень здійснюється у звичайних поїздах, між тим саме у цьому сегменті спостерігається повільніше зростання.
• незважаючи на обмежене географічне поширення, пасажиропотік високошвидкісної залізниці збільшувався на понад 11% на рік, майже втричі швидше, ніж зростання будь-якого іншого виду неміського транспорту;
  вантажообіг залізниць за останні два десятиліття збільшувався в середньому такими ж темпами, як і пасажирообіг. Між тим у більшості країн частка залізничних перевезень скоротилася.

Експерти зазначають, що залізничний сектор має вагомі переваги, які можуть бути використані в конкурентній боротьбі, але це вимагатиме:

• додаткових стратегічних інвестицій у залізничну інфраструктуру;
• подальших зусиль щодо підвищення комерційної конкурентоспроможності залізниць;
• швидкого запровадження технологічних інновацій.

Майбутнє залізниці визначатиметься тим, як вона реагує на зростаючий попит і на зростаючий тиск з боку конкуруючих видів транспорту.

Сценарії майбутнього залізниці

В обох сценаріях Звіту «Майбутнє залізниці» передбачена значна електрифікація залізничного сектору, а отже, диверсифікація енергії. Унаслідок чого загальний попит на енергію для залізничного сектору подвоїться та досягне 4% попиту транспорту. Водночас споживання енергії в сценарії високошвидкісної залізниці буде на 42% більшим, ніж у базовому сценарії.

Базовий сценарій

За базовим сценарієм прогнозується розвиток залізничної системи та її енергетичних потреб на основі оголошених політик, правил і проєктів.

Щорічні інвестиції в залізничну інфраструктуру мають збільшитися до 315 млрд дол. США, темпи будівництва інфраструктури будуть найвищими у містах, особливо у найближче десятиліття відбуватиметься значне зростання мережі високошвидкісної залізниці. Водночас залізниці зберігатимуть поточну частку в структурі перевезень.

За базовим сценарієм залізничний транспорт стає майже повністю електрифікованим у всіх основних країнах і регіонах. Виняток становить Північна Америка, де за прогнозами продовжиться домінування дизельного палива. Загалом 97% пасажирських залізничних перевезень та 23 вантажних перевезень здійснюватимуться електрифікованими залізницями.

Сценарій високошвидкісної залізниці

Сценарій високошвидкісної залізниці більш амбітний і демонструє, як можна досягти значного зростання обсягів переміщення пасажирів і вантажів залізничним транспортом з урахуванням екологічних та фінансових наслідків та використанням політичних інструментів.

Сценарій високошвидкісної залізниці базується на трьох основних умовах:

• мінімізація витрат на пасажиро- або тоннокілометр переміщення;
• максимізація доходів від залізничних систем;
• забезпечення того, щоб усі види транспорту платили за використання інфраструктури та несприятливий вплив, який вони спричиняють.

Середньорічні інвестиції у рухомий склад і залізничну інфраструктуру становитимуть 770 млрд дол. США. Додаткові інвестиції здебільшого буде спрямована в інфраструктуру міських залізниць (майже 190 млрд дол. США) та високошвидкісної залізниці (70 млрд дол. США). Розвиток транспортних систем дозволить краще інтегрувати залізничні послуги з іншими видами транспорту.

Цей сценарій відображає потенціал високошвидкісної залізниці як надійної, зручної та конкурентоспроможної за ціною альтернативи внутрішньоконтинентальним пасажирським авіаперевезенням на короткі відстані. У міру зростання доходів попит на пасажирську авіацію – вид транспорту, декарбонізація якого надзвичайно важка і високовартісна, продовжуватиме швидко зростати. У таких умовах високошвидкісна залізниця, проєктування якої здійснюватиметься за ключовими критеріями продуктивності (комфорт і надійність), стане привабливою заміною авіаперевезень з низьким рівнем викидів.

В епоху швидкої урбанізації міські залізничні системи стануть надійною, доступною, привабливою та швидкою альтернативою автотранспорту (зменшать затори, збільшать пропускну спроможність на напрямках з найбільш інтенсивним рухом, скоротять місцеві викиди забруднюючих речовин та парникових газів). За умови скоординованого планування міські залізничні системи підвищать привабливість та загальну економічну віддачу районів з високою щільністю населення; безпеку, стійкість та життєздатність мегаполісів.

За прогнозами, у наслідок здійснення відповідних стратегічних інвестицій активність високошвидкісної залізниці буде на 85% вищою, порівнюючи з базовим сценарієм. Глобальна пасажирська активність на залізниці збільшиться до рівня, що буде на 60% вищим, ніж у базовому сценарії, вантажна активність – на 14%. Міські залізниці матимуть найбільший потенціал для додаткового зростання – активність на метрополітенному та легкорейковому транспорті буде у 2,6 раза вищою, ніж у базовому сценарії.

Висновки експертів Центру досліджень залізничного транспорту та BRDO

На основі заявлених авторами звіту намірів щодо темпів розвитку залізничної транспортної інфраструктури, планів з електрифікації залізничних ліній та цільових показників частки залізниць у спільній транспортній діяльності можна зробити певні висновки, зокрема:

У базовому сценарії очікується значне зростання залізничної діяльності. Проте, незважаючи на появу міських та високошвидкісних залізничних систем у регіонах світу, де таких систем наразі немає, частка пасажирських залізниць у загальній транспортній діяльності залишатиметься незмінною у період до 2050 року. Частка вантажних перевезень залізничного транспорту зменшиться з 28% до 23%.

Щоб залізниця зберегла поточну частку пасажирських перевезень і продовжила грати важливу роль у ланцюгах постачань вантажів потрібні значні інвестиції. Середньорічні інвестиції в залізничну інфраструктуру в усьому світі мають збільшитися приблизно на 50% проти рівня останніх років.

У залізниць зберігається значний потенціал для зниження залежності транспорту від нафти та стримування зростання викидів CO₂ та викидів забруднюючих речовин. Насамперед це стосується міст, де міські залізничні системи можуть зробити значний внесок у життєздатність зростаючих мегаполісів, зменшуючи завантаженість доріг і роблячи поїздки більш швидкими, надійними і зручними, а також міст, де попит на альтернативи рейсам на короткі та середні відстані створив би нішу для високошвидкісної залізниці, щоб диверсифікувати джерела енергії на транспорті та скоротити викиди.

Сценарій високошвидкісної залізниці показує можливості для диверсифікації джерел енергії на транспорті, зниження залежність від нафти та стримування зростання викидів. Вигоди від збільшення інвестицій, необхідних для реалізації повного потенціалу залізниць у міських та приміських сполученнях, не обмежуються безпосередньою економією енергії та зменшенням викидів.

З огляду на те, що 2/3 світового населення житиме у містах, багато з яких ще мають побудувати і які являтимуть собою мегаполіси з високою щільністю населення, метро та легкорейковий транспорт можуть запропонувати надійні мережі з високою пропускною спроможністю.

Використання міської залізниці на найбільш завантажених маршрутах не тільки зменшить затори, забруднення повітря та рівень шуму, а й може збільшити економічну активність та вартість власності. Мережі приміських поїздів і високошвидкісної залізниці можуть принести аналогічні переваги на значних відстанях, з’єднуючи великі населені пункти один з одним.

Між тим для ухвалення конкретних рішень експерти рекомендують враховувати обмеження та компроміси між інвестиціями у залізницю та інші альтернативні форми мобільності.