Умные технологии для умного города

Сегодняшний день диктует новую модель развития российских городов, основанную на человеческом капитале, инновациях и высоких технологиях. Города постепенно превращаются в интеллектуальные системы. Цифровая трансформация затрагивает все основные направления функционирования города: здравоохранение, образование, энергетику, транспорт, управление ресурсами и городским пространством.

75 процентов населения России – горожане. Повышение нагрузки и новые требования к эффективности городской инфраструктуры делают ее интеллектуализацию жизненно необходимой. Поэтому умный город (smart city) сегодня – не роскошь, а условие выживания.

Формировать новое качество городов предстоит в условиях замедления экономического роста и дефицита бюджетных средств. Поэтому на первый план выходят вопросы разработки механизмов финансирования технологий умного города.

Электроэнергетика

В развитие умных технологий вкладываются значительные бюджетные средства. Например, в электроэнергетику с 2007 года инвестировано 100 млрд руб. из федерального бюджета. Часть этих инвестиций израсходована на внедрение интеллектуальных систем.

Основные приоритеты в использовании умных технологий в электроэнергетике – улучшение обслуживания граждан, снижение издержек, энергосбережение и увеличение энергетической эффективности, интеграция и развитие возобновляемых источников энергии в городской среде.

Среди технологий, использующихся для интеллектуализации энергоснабжения, можно выделить умные сети электроснабжения (smart grid). Смысл этой технологии – сделать интеллектуальными генерацию, передачу и распределение электроэнергии. Умные сети насыщены современными средствами диагностики, электронными системами управления, алгоритмами, техническими устройствами (например, ограничителями токов короткого замыкания сверхпроводящих линий). Внедрение этой технологии в городе уменьшает потери при передаче электроэнергии от генератора к потребителю, увеличивает надежность энергоснабжения, предоставляет дополнительные возможности по оптимальному перераспределению энергетических потоков и уменьшению пиковых нагрузок.

Новые возможности развития умных сетей появятся с разработкой и внедрением экономически эффективных накопителей энергии, развитием электротранспорта и соответствующей зарядной инфраструктуры.

Инвестиционные программы российских сетевых компаний предусматривают внедрение интеллектуальных систем учета в сетях. Объем финансирования таких проектов сегодня доходит до 2 процентов от общего объема программы.

Внедрение интеллектуальных счетчиков электроэнергии с дистанционным снятием показаний позволит улучшить качество обслуживания, снизить коммерческие потери у сетевых компаний. Сегодня уже готовятся законодательные инициативы с целью стимулировать установку таких приборов учета

В перспективе станут востребованными технологии индивидуального автоматического погодного регулирования. Экономия тепловой энергии при их внедрении составляет 20-30 процентов. Повышается качество услуги отопления: исчезают перетопы в теплое время года и недотопы в периоды максимальных холодов.

Представляет интерес дезагрегация потребления электроэнергии. Эта умная технология сегодня внедряется в Москве в рамках пилотных проектов. Она позволяет отслеживать, сколько энергии потребляет каждый прибор в составе компонентов умного дома. В результате домохозяйств меняется поведенческая модель потребителя. У него появляется дополнительная мотивация для экономии электроэнергии и развития умного дома.

Невозможно представить умный город и без широкого применения возобновляемых источников энергии: солнечного света, водных потоков, ветра. Удовлетворение потребности в электроэнергии за счет солнечных тепло- и электростанций, ветрогенераторов безопасно для окружающей среды. Такие источники неисчерпаемы и общедоступны.

Городское освещение

Умное городское освещение обеспечивает свет на улицах города в нужном качестве, количестве, в нужное время и за минимум вложенных средств. Поэтому умные города выбирают энергосберегающие лампы накаливания. Потенциал энергосбережения при замене ламп накаливания на энергосберегающие составляет до 90 процентов. Дополнительная экономия достигается за счет внедрения автоматики (датчиков движения) и своевременного отключения и включения освещения, снижения нагрузки.

Использование светодиодов в городском освещении дает экономию электроэнергии до 60 процентов. Основная проблема при внедрении системы светодиодного освещения заключается в ее высокой первоначальной стоимости. Система окупается только через определенный период времени за счет экономии электроэнергии. Это не всегда выгодно для городских властей ввиду недостаточности местных бюджетов и правового регулирования. Одним из способов привлечь инвестиции в модернизацию освещения могут стать льготные кредиты муниципалитетам под эти социально значимые проекты.

Светодиодное освещение не только экономит электроэнергию, но и украшает город. Светодиоды можно использовать для подсветки зданий, парков, праздничного освещения улиц (иллюминации).

Транспорт

Для повышения энергоэффективности городов важно внедрять интеллектуальные транспортные системы. Они в сочетании с оптимальной загрузкой дорог позволяют снизить энергозатраты на 5–15 процентов.

Один из лидеров – Москва, где уже принята соответствующая программа. Она предусматривает переход на интеллектуальное управление светофорами, предоставление приоритета общественному транспорту, динамическое регулирование скорости транспорта, маршрутизацию для предотвращения пробок.

Сегодня каждый светофор в Москве оснащен оптическим каналом, что позволяет обрабатывать огромные массивы данных. Внедрены в столице и средства для предотвращения нарушений правил дорожного движения. Датчики фиксируют пересечения сплошной линии и стоп-линий, превышение скорости. По прогнозам разработчиков, через 5–10 лет водители научатся корректному поведению на дорогах.

К технологиям умного города можно отнести и электронные платежные системы на общественном транспорте. Такая система сама рассчитывает скидку, если человек часто ездит общественным транспортом и постоянно пользуется одной и той же картой для оплаты. Технологию уже внедрили во многих крупных городах России – Москве, Екатеринбурге, Тюмени.

Информационные системы

Современный город состоит из множества подсистем – транспортной, телекоммуникационной, систем электро- и водоснабжения и др., – которые взаимодействуют между собой. Чтобы контролировать работу всех городских систем, обеспечить безопасность каждого жителя, получать и архивировать информацию о важных событиях и оперативно предоставлять ее заинтересованным службам, необходима комплексная информационная система. Она должна быть способна аккумулировать, объединять, анализировать и группировать данные, поступающие из многих источников. Именно такую систему представляет собой комплекс «Безопасный город», который успешно внедряют многие администрации. Это система программно-аппаратных средств и организационных мер для обеспечения видеоохраны и технической безопасности в общественных местах (школах, медицинских учреждениях), управления объектами жилищно-коммунального хозяйства и другими объектами в масштабах современного города.

Интернет вещей

Вопрос подключения к интернету органов власти, организаций и предприятий должен быть решен в городе одним из первых. Тогда такой город может претендовать на звание умного.

В Москве много вещей можно реализовать с использованием современных компьютерных технологий:

– записаться к врачу на прием через интернет;

– голосовать за городские проекты на сайте «Активный гражданин»;

– оставить заявку о проблеме в доме или дворе и контролировать ее выполнение через портал «Наш город»;

– отправить документы на оформление паспорта, оплатить электричество или телефон, заплатить налоги через интернет, оплатить парковку через телефон.

– сообщить о неправильной парковке через специальное приложение на смартфоне.

В школах появились электронные дневники. С помощью информационных технологий можно контролировать время прихода и ухода в школу и из нее. Компьютерными классами и современным учебным оборудованием уже никого не удивишь: автотренажер используется в автошколе, а стрелковый тренажер станет доступен курсантам.

В планах сделать бесплатный wi-fi не только в общественном транспорте, но и в городских парках, на остановках, крупных пешеходных улицах. Уже в 2017 году в Москве появится 1100 таких уличных точек доступа.

Нормативно-правовое обеспечение

Для внедрения новых технологий в городское пространство нужна нормативно-правовая и методическая поддержка. Понятие умный город, компоненты его наполнения, архитектура, нормы о плате за умные технологии – все это должно быть прописано в законодательстве.

Сегодня региональные власти не имеют возможности выделять бюджетные средства на инновационные проекты smart city. Поэтому важно оказать государственную поддержку в реализации хотя бы пилотных проектов в городах. Необходимо закрепить механизмы этой поддержки на законодательном уровне.

Чтобы появление умных городов стало реальностью, нужно внести изменения и дополнения в ряд законов:

– Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ, дополнить его инструментами повышения энергетической эффективности на региональном и муниципальном уровне.

– Федеральный закон от 13 июля 2015 г. № 224-ФЗ, дополнить его описанием элементов ИТ-инфраструктуры;

– Федеральный закон от 25 декабря 2012 г. № 271-ФЗ.

Необходимо внести нормы, позволяющие или обязывающие использовать при капитальном ремонте многоквартирных домов новые, более эффективные, экономичные и экологически безопасные решения. Отдельно на законодательном уровне следует прописать:

– правила взаимодействия между действующими лицами системы умного города (девелопером, управляющей компанией, потребителем, органом власти);

– требования по оснащению объектов системами видеонаблюдения, интеллектуального освещения.

Умные технологии делают проживание в городе безопасным, комфортным и экономным. Эти составляющие формируют спрос на объекты умного города. Единственным минусом становится высокая первоначальная цена. В связи с этим государственные органы и органы местного самоуправления не готовы покупать энергоэффективное жилье для переселения граждан из ветхих и аварийных домов. Квадратный метр в энергоэффективном жилье стоит дороже, а значит переселить по программам переселения удастся меньше людей.

В остальных случаях проблемы спроса на умные дома зачастую исчезают по мере того, как меняется психология потребителя.

Пример.

Восемь лет назад появились квартиры, оборудованные системами охраны и идентификации на входе. Они стоили дороже, чем остальное жилье, и спроса на них не было. Сейчас ситуация изменилась, сформировался рынок. Потребитель согласен заплатить немного больше, чтобы получить явное преимущество.

Та же ситуация с энегоэффективным жильем. Спрос на него формируется постепенно. По данным опросов, после внедрения энергоэффективных технологий в домах у жильцов на 40 процентов снижаются коммунальные расходы. До 85 процентов покупателей энергоэффективного жилья признают, что сознательно заплатили за его преимущества.

Таким образом, потребительский спрос на умные технологии будет расти за счет понимания выгод от их внедрения.

Проблемы финансирования

Практика показывает, что за внедрение умных технологий в городе платят:

– девелоперы – строители, реализующие проекты. Соглашением с муниципалитетом им должен быть обеспечен возврат средств;

– лица, владеющие технологиями и предлагающие свои услуги;

– городские власти в разных пропорциях в зависимости от наполняемости местных бюджетов;

– жители, если их убедить в эффективности умной технологии.

Чтобы включить население в систему финансирования умных технологий, органам власти нужно проводить выездные встречи, участие в общих собраниях собственников помещений в многоквартирных домах. Без этого убедить горожан в том, что подъезды и места общего пользования в доме должны освещаться с помощью конкретной умной технологии (например, светодиодов) не получится.

В домах, где покупатели квартир готовы заплатить за 1 кв. м на 20-30 процентов больше, проблем не возникает. Гораздо труднее добиться, чтобы деньги на умные технологии выделили жители домов эконом-класса, где квадратный метр стоит 30 тыс. руб. В таком жилье внедрять технологии, которые не дают быстрой отдачи, будет затруднительно. Наиболее целесообразно для таких домов выбирать технологии, соответствующие возможностям потребителя.

Городским властям важно понимать, что умные технологии – это необходимые инструменты решения задач, а не модная новинка, которую надо купить первым. Поэтому приобретать их нужно не в ущерб другим важным статьям расходов.

Многие технологии со временем становятся не только более совершенными, но и доступными. Например, за последние три года цена светодиодов в России уменьшилась в три раза, а солнечных панелей – в семь раз. Поэтому сегодня органы власти многих городов уже готовы приступить к массовому внедрению технологий, которые недавно считались несбыточной мечтой. В этом поможет разумная заемная политика, привлечение частных ресурсов в формате публично-частного партнерства.

Мегаполисам доступнее весь комплекс технологий для умного города, а небольшим поселениям – только отдельные решения. Тем не менее, важно, чтобы не только крупные города включались в соревнование за внедрение умных технологий. Они необходимы для жизнеобеспечения небольших населенных пунктов. Сегодня в стране около 100 тыс. населенных пунктов, где проживает не более 200 человек. Эти люди не полностью обеспечены качественной инфраструктурой – образовательной, энергетической, телекоммуникационной, медицинской, банковской. В небольших городах можно внедрять стандартные модульные решения: автономное энергоснабжение, дистанционное образование, телемедицину, почтовое и банковское обслуживание с использованием современных информационных технологий. Необходима разработка новых стандартов формирования инфраструктуры в таких «микро-поселениях». Тогда при активной совместной работе федеральных, региональных и муниципальных органов власти, реализации инфраструктурных компаний к 2025–2030 годам эти поселения по степени внедрения умных технологий смогут соревноваться с мегаполисами.

Важно наладить взаимодействие между городами. Например, на форуме всемирной организации «Объединенные города и местные власти» можно подводить итоги работы по внедрению умных технологий, обсуждать лучшие практики.

На заметку

Схемы финансирования умных технологий в городе

Сегодня распространены следующие три эффективные схемы финансирования.

1. Сервисная модель. Оператор инвестирует в проект 100 процентов средств и гарантирует качество сервиса. За это он получает деньги от государства или муниципалитета. Схема позволяет экономить бюджетные средства и гарантирует оператору возврат инвестиций в течение определенного срока. Риски возникают из-за продолжительного периода окупаемости – от пяти до десяти лет. Публичный партнер (орган власти) должен смягчать эти риски. Например, ввести льготное налогообложение для оператора.

2. Комбинированная схема финансирования проектов smart city с участием публичного партнера, оператора и конечного потребителя.

3. Прямая схема финансирования объектов умного города. Она позволяет продавать продукты, изготовленные по умной технологии, напрямую потребителям и получать с них плату.

Рекомендации муниципалитетам

Органы власти должны видеть в умных технологиях в первую очередь необходимый фактор развития городов. Поэтому нужно внедрять всю линейку инструментов умного города там, где это возможно. Есть дорогие технологии, которые не все города могут себе позволить. Но есть и решения, которые стали уже доступными многим городам.

Вложение бюджетных средств в различные сферы – образование, здравоохранение, транспорт должно сопровождаться введением современных стандартов, предусматривающих внедрение умных технологий. Это создаст дополнительный спрос и ускорит процессы, связанные с коммерциализацией и снижением затрат на внедрение. Финансирование станет более реальным, если ресурсы будут выделяться в рамках федеральных, региональных и муниципальных целевых программ.

Органы местной власти могут способствовать внедрению умных технологий в городскую среду. А именно:

– разъяснять предпринимателям, как они могут инвестировать в инфраструктуру умных городов, на официальных сайтах города и при личных встречах;

– вовлекать производителей современного умного оборудования в проекты по внедрению умных технологий в городскую среду;

– оказывать консультационную и методическую поддержку проектов smart city, инвестировать бюджетные средства в такие проекты;

– разъяснять потребителям в доступной форме, как можно платить меньше, используя более дорогие, но умные решения.

На заметку

Кто в России самый умный

В России решили составить первый рейтинг умных городов. Пока в него будут включать только города-миллионики, которых в России 15. Они в большей степени готовы вкладывать деньги в интеллектуальные системы управления транспортом, ЖКХ, энергетикой и промышленностью. Исследованием займутся Минкомсвязь, Минэнерго и Минстрой России. Всего определены пять ключевых сфер смарт-города: промышленность, транспорт, энергетика, ЖКХ и электронное правительство. Все они должны эффективно управляться с помощью интеллектуальных технологий. Сейчас идет сбор данных для рейтинга. В апреле 2017 года эксперты обсудят результаты исследования в рабочей группе. Затем будет составлен итоговый список смарт-городов. Уже сейчас лучшим городом России, который мог бы претендовать на звание умного эксперты назвали Санкт-Петербург. Хорошие шансы у Казани и Уфы. В этих городах хорошо налажена система автоматизации сетей снабжения водой, теплом и электроэнергией. Интеллектуальные транспортные системы внедряются в Красноярске, Екатеринбурге, Белгороде. Среди крупных городов с высоким потенциалом для умного развития Томск, Новосибирск, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону. Лучшие практики получат распространение в других городах России.