Будущее инфраструктуры традиционно ассоциируется с тем, что видно невооруженным глазом: скоростные магистрали, мосты, железные дороги, аэропорты, линии электропередачи, промышленные кластеры. Однако уже в ближайшие десятилетия главным пространством технологической конкуренции может стать то, что скрыто под поверхностью земли. Именно там формируется новая экономика безопасности, энергетики, транспорта, хранения ресурсов и устойчивости к климатическим изменениям. Для России и стран Центральной Азии эта тенденция имеет особое значение. Огромные территории, сложный рельеф, резко континентальный климат, растущие города и увеличение потребления энергии делают подземную инфраструктуру одним из наиболее перспективных направлений совместного развития.
Подземное строительство перестает быть исключительно инженерной задачей. Оно постепенно превращается в отдельную отрасль экономики. По различным международным оценкам, мировой рынок тоннелестроения уже превышает 180–200 миллиардов долларов ежегодно, а совокупные инвестиции в подземную инфраструктуру продолжают расти быстрее традиционного дорожного строительства. Причина очевидна. Земля на поверхности становится все дороже, города расширяются, климатические риски усиливаются, а требования к устойчивости инфраструктуры постоянно возрастают.
Россия и Центральная Азия обладают практически всеми условиями для формирования собственной школы подземного строительства. Здесь сосредоточены крупнейшие горные системы Евразии — Кавказ, Алтай, Памир и Тянь-Шань, тысячи километров транспортных коридоров проходят через сложный рельеф, а плотность населения крупнейших городов ежегодно увеличивается. Если раньше строительство тоннелей воспринималось как дорогостоящая необходимость, то сегодня оно становится экономически оправданной инвестицией.
Особенно это заметно в транспортной сфере. Горные автомобильные дороги Центральной Азии ежегодно сталкиваются с лавинами, селями, камнепадами и снежными заносами. Даже кратковременное перекрытие перевалов способно нарушить поставки продукции, увеличить стоимость перевозок и привести к потерям бизнеса. Каждый новый тоннель фактически становится страховкой для международной торговли. Для региона, через который проходят маршруты между Китаем, Россией, Южной Азией, Ближним Востоком и Европой, надежность транспортных коридоров постепенно становится не менее важной, чем их протяженность.
Россия обладает серьезным опытом строительства тоннелей различного назначения — транспортных, железнодорожных, метрополитенов, гидротехнических и промышленных сооружений. В Центральной Азии накоплен не менее интересный опыт работы в условиях высокогорья и повышенной сейсмической активности. Совмещение этих компетенций может сформировать экспортную инженерную школу, востребованную далеко за пределами региона.
Но транспорт является лишь частью будущей подземной экономики. Намного более интересным становится развитие энергетической инфраструктуры под землей. Мир постепенно переходит к системам накопления энергии. По мере роста доли солнечных и ветровых электростанций возникает необходимость хранить огромные объемы электричества. Именно здесь начинают активно развиваться подземные хранилища энергии.
Наиболее перспективным направлением считаются гидроаккумулирующие электростанции. Они работают по относительно простой схеме: в периоды низкого потребления вода поднимается в верхний резервуар, а при росте нагрузки сбрасывается вниз через турбины, вновь вырабатывая электроэнергию. Во многих случаях значительная часть таких комплексов размещается внутри горных массивов. Подземные машинные залы защищают оборудование, уменьшают воздействие на окружающую среду и значительно повышают надежность эксплуатации.
Для России, Кыргызстана, Таджикистана и Казахстана подобная технология приобретает стратегическое значение. Именно эти страны обладают огромным гидроэнергетическим потенциалом, развитым горным рельефом и растущей потребностью в регулировании энергосистем. По мере строительства новых солнечных и ветровых станций спрос на крупные системы хранения энергии неизбежно возрастет.
Еще одно направление — подземное хранение природного газа. Россия обладает одним из крупнейших в мире парков подземных газовых хранилищ. Подобные объекты позволяют сглаживать сезонные колебания потребления, обеспечивать энергетическую безопасность и поддерживать стабильность экспортных поставок. По мере роста внутреннего потребления газа в странах Центральной Азии подобные технологии могут стать одним из наиболее востребованных направлений сотрудничества.
Еще более перспективным выглядит развитие подземного хранения водорода. Несмотря на то что мировая водородная экономика пока находится на этапе становления, уже сегодня проводятся масштабные исследования по размещению больших объемов водорода в соляных кавернах и других геологических структурах. Если подобные технологии станут массовыми после 2035–2040 годов, государства Евразии получат возможность использовать уже существующие компетенции в подземной инженерии.
Не менее важным становится вопрос хранения воды. Изменение климата постепенно меняет гидрологический режим Центральной Азии. Ледники сокращаются, сезонность стока усиливается, периоды засух становятся продолжительнее. В этих условиях возрастает значение подземных резервуаров, водохранилищ, искусственного пополнения подземных водоносных горизонтов и строительства специальных инженерных комплексов, позволяющих аккумулировать воду в периоды паводков и использовать ее в засушливый сезон. Фактически речь идет о формировании новой подземной гидрологии региона.
Отдельное направление связано с развитием крупных городов. Москва уже располагает одной из крупнейших систем метро в мире. Метрополитены работают в Алматы и Ташкенте, продолжается расширение городской транспортной инфраструктуры. Однако подземный город будущего — это значительно больше, чем станции метро. Это инженерные коммуникации, автоматизированные склады, логистические терминалы, подземные парковки, дата-центры, распределительные электроподстанции, резервные системы водоснабжения и объекты гражданской защиты.
По оценкам специалистов, современный мегаполис использует десятки различных подземных сетей. Их цифровизация становится самостоятельной отраслью. Именно здесь открывается широкое поле для совместной разработки инженерного программного обеспечения, роботизированных комплексов диагностики тоннелей, систем трехмерного моделирования и цифровых двойников городской инфраструктуры.
Особое значение приобретает безопасность. Землетрясения, экстремальные морозы, жара, песчаные бури и другие природные угрозы заставляют государства пересматривать подходы к размещению критически важных объектов. Подземные центры обработки данных, командные пункты управления, резервные энергосистемы и коммуникационные узлы значительно менее уязвимы к внешним воздействиям. Во многих странах именно подземное размещение постепенно становится новым стандартом для наиболее важных элементов государственной инфраструктуры.
Еще одним перспективным рынком становится подземная добыча критически важных минералов. Россия и государства Центральной Азии обладают значительными запасами меди, урана, золота, редкоземельных элементов, лития, сурьмы, молибдена и других ресурсов, необходимых мировой энергетике и высокотехнологичной промышленности. По мере истощения легкодоступных месторождений возрастает спрос на технологии безопасной добычи на больших глубинах, автоматизированные шахты, роботизированную технику и интеллектуальные системы мониторинга горных работ.
Развитие подобных технологий автоматически создает спрос на совместные исследования в области геологии, материаловедения, горной механики, промышленной робототехники и искусственного интеллекта. Современная шахта постепенно превращается в высокотехнологичный промышленный комплекс, где большую часть операций выполняют автономные машины.
Еще одна почти незаметная, но крайне важная тема — подземные дата-центры. Рост вычислительных мощностей искусственного интеллекта приводит к быстрому увеличению энергопотребления серверных комплексов. Размещение таких объектов под землей позволяет обеспечить более стабильный температурный режим, снизить затраты на охлаждение и повысить уровень физической защиты оборудования. Для государств, активно развивающих цифровую экономику, подобные проекты могут стать новым направлением промышленной кооперации.
Показательно, что все перечисленные направления требуют практически одинакового набора компетенций: геология, бурение, тоннелестроение, системы вентиляции, гидроизоляция, материалы высокой прочности, цифровое моделирование, автоматизация, энергетика и промышленная безопасность. Вместо десятков разрозненных отраслей формируется единый рынок подземных технологий.
Россия и Центральная Азия уже обладают значительной частью необходимых ресурсов. На территории региона работают крупные металлургические предприятия, машиностроительные заводы, производители строительных материалов, научные институты, проектные организации и университеты. При объединении этих возможностей появляется шанс сформировать полноценную евразийскую индустрию подземной инфраструктуры.
В ближайшие десятилетия именно способность строить безопасные тоннели, создавать подземные энергетические комплексы, защищенные хранилища ресурсов, интеллектуальные инженерные сети и устойчивые транспортные коридоры может стать одним из важнейших факторов экономической конкурентоспособности. Если XX век можно назвать эпохой освоения поверхности Земли, то XXI постепенно становится эпохой освоения ее внутренних пространств. Для России и Центральной Азии это означает появление нового общего рынка, где главным стратегическим ресурсом будут уже не только нефть, газ или металлы, а инженерные решения, скрытые глубоко под землей.
Оригинал статьи можете прочитать у нас на сайте