תשתית 3.0, בנייה מחדש של הערים המגה של מחר: Future of Cities P6

200,000 אנשים מהגרים לערים מדי יום ברחבי העולם. כמעט 70 אחוזים מהעולם יחיו בערים עד 2050, קרוב יותר ל-90% בצפון אמריקה ובאירופה. 

הבעיה? 

הערים שלנו לא נועדו להכיל את הזרם המהיר של אנשים שמתיישבים כעת בתוך אזורי החיוג שלהם. תשתית מרכזית שחלק גדול מהערים שלנו תלויות בה כדי לתמוך באוכלוסייתן הגדלה נבנתה ברובה לפני 50 עד 100 שנה. יתרה מכך, הערים שלנו נבנו לאקלים שונה לחלוטין ולא מותאמות היטב לאירועי האקלים הקיצוניים המתרחשים היום, וזה ימשיך לקרות בעשורים הקרובים ככל ששינויי האקלים יתגברו. 

בסך הכל, כדי שהערים שלנו - הבתים שלנו - ישרדו ויצמחו לתוך רבע המאה הבאה, יש לבנות אותן מחדש חזקות יותר ובקיימות יותר. במהלך פרק הסיום של סדרת העתיד של ערים שלנו, נחקור את השיטות והמגמות המניעות את הלידה מחדש של הערים שלנו. 

תשתית מתפוררת מסביבנו

בעיר ניו יורק (נתונים של 2015), יש יותר מ-200 בתי ספר שנבנו לפני שנות ה-1920 של המאה ה-1,000 ויותר מ-160 מיילים של רשתות מים ו-100 גשרים בני יותר מ-2012 שנה. מתוך אותם גשרים, מחקר משנת 47 מצא כי 50 היו גם חסרי מבנה וגם קריטיים לשברים. מערכת האיתות הראשית של הרכבת התחתית של ניו יורק חורגת מאורך החיים השימושי שלה של XNUMX שנה. אם כל הריקבון הזה קיים בתוך אחת הערים העשירות בעולם, מה אתה יכול לשער לגבי מצב התיקון בעיר שלך? 

באופן כללי, התשתית שנמצאת ברוב הערים כיום נבנתה למאה ה-20; כעת האתגר טמון באיך אנחנו הולכים לשפץ או להחליף את התשתית הזו למאה ה-21. זה יהיה הישג לא קל. רשימת התיקונים הדרושים להשגת מטרה זו ארוכה. לפרספקטיבה, 75 אחוז מהתשתית שתהיה במקום עד 2050 לא קיימת היום. 

ולא רק בעולם המפותח חסרות תשתית; אפשר לטעון שהצורך דוחף עוד יותר את העולם המתפתח. כבישים, כבישים מהירים, רכבת מהירה, טלקומוניקציה, מערכות אינסטלציה וביוב, אזורים מסוימים באפריקה ואסיה זקוקים לעבודות. 

פי לדווח על ידי Navigant Research, בשנת 2013, מלאי הבניינים ברחבי העולם הסתכם ב-138.2 מיליארד מ"ר, מתוכם 2% בבנייני מגורים. מספר זה יגדל ל-73 מיליארד מ"ר במהלך 171.3 השנים הבאות, ויתרחב בקצב גידול שנתי מורכב של קצת יותר משני אחוזים - חלק גדול מהצמיחה הזו יתרחש בסין, שבה מתווספים 2 מיליארד מ"ר של מלאי מבנים למגורים ומסחר מדי שנה.

בסך הכל, 65% מצמיחת הבנייה העולמית בעשור הבא תתרחש בשווקים מתעוררים, עם לפחות טריליון דולר בהשקעות שנתיות הנדרשות כדי לגשר על הפער עם העולם המפותח. 

כלים חדשים לבנייה מחדש והחלפת תשתית

בדיוק כמו בניינים, התשתית העתידית שלנו תפיק תועלת רבה מחידושי הבנייה שתוארו לראשונה ב פרק שלישי של הסדרה הזו. חידושים אלה כוללים שימוש ב: 

• רכיבי בניין טרומיים מתקדמים המאפשרים לפועלי בניין לבנות מבנים בדומה לשימוש בחלקי לגו.
• פועלי בניין רובוטיים שמגדילים (ובמקרים מסוימים מחליפים) את עבודתם של פועלי בניין אנושיים, משפרים את הבטיחות במקום העבודה, מהירות הבנייה, הדיוק והאיכות הכוללת.
• מדפסות תלת מימד בקנה מידה בנייה שיישמו את תהליך הייצור התוסף לבניית בתים ובניינים בגודל טבעי על ידי יציקת מלט שכבה אחר שכבה בצורה מבוקרת עדינה.
• ארכיטקטורה עלייה- טכניקת בנייה עתידית רחוקה - המאפשרת לאדריכלים להתמקד בעיצוב ובצורה של מוצר הבנייה הסופי ולאחר מכן לגרום לרובוטים לשפוך את המבנה לקיום באמצעות חומרי בנייה מעוצבים בהתאמה אישית. 

בצד החומרים, החידושים יכללו התקדמות בבטון ובפלסטיק בדרגת בנייה בעלי תכונות ייחודיות. חידושים כאלה כוללים בטון חדש לכבישים כלומר חדיר להפליא, המאפשר למים לעבור ממש דרכו כדי למנוע הצפות קיצוניות או תנאי כביש חלקלק. דוגמה נוספת היא בטון שיכול לרפא את עצמו מסדקים שנגרמו על ידי הסביבה או על ידי רעידות אדמה. 

איך אנחנו הולכים לממן את כל התשתית החדשה הזו?

ברור שאנחנו צריכים לתקן ולהחליף את התשתית שלנו. יש לנו מזל שבשני העשורים הבאים יוצגו מגוון כלי בנייה וחומרי בנייה חדשים. אבל איך ממשלות הולכות לשלם עבור כל התשתית החדשה הזו? ובהתחשב באקלים הפוליטי הנוכחי והמקוטב, איך ממשלות הולכות להעביר את התקציבים האדירים הדרושים כדי להשפיע על צבר התשתיות שלנו? 

באופן כללי, מציאת הכסף היא לא הבעיה. ממשלות יכולות להדפיס כסף כרצונם אם הן מרגישות שזה יועיל למספיק בוחרים. זו הסיבה שפרויקטי תשתית חד-פעמיים הפכו לפוליטיקאים גזר משתלשלים מול הבוחרים לפני רוב מערכות הבחירות. בעלי תפקידים ומאתגרים מתחרים לעתים קרובות על מי יממן את הגשרים, הכבישים המהירים, בתי הספר ומערכות הרכבת התחתית החדשים ביותר, ולעתים קרובות מתעלמים מהאזכור של תיקונים פשוטים לתשתיות קיימות. (ככלל, יצירת תשתית חדשה מושכת יותר קולות מאשר תיקון תשתית קיימת או תשתית בלתי נראית, כמו ביוב ומים).

הסטטוס קוו הזה הוא הסיבה שהדרך היחידה לשפר באופן מקיף את הגירעון בתשתית הלאומית שלנו היא להגביר את רמת המודעות הציבורית לנושא ואת הדחף של הציבור (כעס וקלשון) לעשות משהו בנידון. אבל עד שזה יקרה, תהליך ההתחדשות הזה יישאר בחלק הטוב ביותר עד סוף שנות ה-2020 - אז יצוצו מספר מגמות חיצוניות, שיניעו את הביקוש לבניית תשתיות בגדול. 

ראשית, ממשלות ברחבי העולם המפותח יתחילו לחוות שיעורי שיא של אבטלה, בעיקר בשל צמיחת האוטומציה. כפי שמוסבר אצלנו עתיד העבודה סדרות, בינה מלאכותית מתקדמת ורובוטיקה הולכים להחליף יותר ויותר את העבודה האנושית במגוון רחב של דיסציפלינות ותעשיות.

שנית, דפוסי אקלים ואירועים חמורים יותר ויותר יתרחשו עקב שינויי אקלים, כפי שמתואר במסמך שלנו עתיד שינויי האקלים סִדרָה. וכפי שנדון בהמשך, מזג אוויר קיצוני יגרום לתשתית הקיימת שלנו להיכשל בקצב מהיר הרבה יותר ממה שרוב העיריות מוכנות אליו. 

כדי להתמודד עם האתגרים הכפולים הללו, ממשלות נואשות יפנו סוף סוף לאסטרטגיית העבודה המנוסה והאמיתית - פיתוח תשתיות - עם שקיות עצומות של מזומנים. בהתאם למדינה, הכסף הזה עשוי להגיע פשוט באמצעות מיסוי חדש, אג"ח ממשלתיות חדשות, הסדרי מימון חדשים (יתוארו בהמשך) ויותר ויותר משותפויות ציבוריות-פרטיות. ללא קשר לעלות, הממשלות ישלמו את זה - גם כדי להפחית את התסיסה הציבורית מאבטלה נרחבת וגם כדי לבנות תשתית חסינת אקלים לדור הבא. 

למעשה, עד שנות ה-2030, ככל שעידן האוטומציה של העבודה מואץ, פרויקטי תשתית גדולים עשויים לייצג את אחת היוזמות הגדולות האחרונות במימון ממשלתי שיכולות ליצור מאות אלפי מקומות עבודה שאינם ניתנים לייצוא בפרק זמן קצר. 

הגנת אקלים הערים שלנו

עד שנות ה-2040, דפוסי אקלים ואירועים קיצוניים ידגישו את תשתית העיר שלנו עד לגבולותיה. אזורים הסובלים מחום קיצוני עלולים לראות חריגים חמורים בכבישים שלהם, עומס תנועה מוגבר עקב תקלה נרחבת בצמיגים, עיוות מסוכן של פסי רכבת ומערכות חשמל עמוסות מדי ממזגנים שהופעלו.  

אזורים שחווים משקעים מתונים עלולים לחוות עלייה בפעילות סערה וטורנדו. גשמים עזים יגרמו לעומס יתר של רשתות הביוב שיובילו לנזק של מיליארדי שיטפונות. במהלך החורף, באזורים אלה יכלו לראות מפל שלג פתאומי וגדול שנמדד ברגל עד מטרים. 

ועבור אותם מרכזים מאוכלסים שיושבים לאורך החוף או באזורים נמוכים, כמו אזור מפרץ צ'ספיק בארה"ב או רוב דרום בנגלדש או ערים כמו שנגחאי ובנגקוק, מקומות אלו עלולים לחוות עליות סערה קיצוניות. ואם מפלס הים יעלה מהר מהצפוי, הדבר עלול גם לגרום להגירות מסיביות של פליטי אקלים מהאזורים המושפעים הללו בפנים הארץ. 

מלבד כל תרחישי יום הדין הללו, הוגן לציין שהערים והתשתיות שלנו אשמות חלקית בכל זה. 

העתיד הוא תשתית ירוקה

47 אחוז מפליטות גזי החממה העולמיות מגיעות מהמבנים והתשתיות שלנו; הם גם צורכים 49 אחוז מהאנרגיה בעולם. חלק ניכר מהפליטות וצריכת האנרגיה הללו הם פסולת שניתן להימנע לחלוטין הקיימת עקב מחסור במימון לתחזוקת מבנים ותשתיות רחבות היקף. הם קיימים גם בשל חוסר יעילות מבנית מתקני הבנייה המיושנים שרווחו בשנות ה-1920-50, כאשר רוב המבנים והתשתיות הקיימים שלנו נבנו. 

עם זאת, המצב הנוכחי הזה מציג הזדמנות. א לדווח על ידי המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת של ממשלת ארה"ב חישב שאם מלאי הבניינים של המדינה יותקנו מחדש תוך שימוש בטכנולוגיות החסכוניות באנרגיה ובקודי הבנייה העדכניים ביותר, זה יכול להפחית את השימוש באנרגיה של בניינים ב-60 אחוזים. יתר על כן, אם פאנלים סולאריים ו חלונות סולאריים נוספו לבניינים האלה כדי שיוכלו לייצר את רוב הכוח שלהם או את כולו, שהפחתת האנרגיה יכולה לעלות ל-88 אחוזים. בינתיים, מחקר של תוכנית הסביבה של האו"ם מצא שיוזמות דומות, אם ייושמו ברחבי העולם, יכולות להפחית את שיעורי הפליטה ולהשיג חיסכון באנרגיה של למעלה מ-30%. 

כמובן שכל זה לא יהיה זול. יישום שיפורי התשתית הדרושים כדי להגיע ליעדי הפחתת האנרגיה הללו יעלה בערך 4 טריליון דולר במשך 40 שנה בארה"ב בלבד (100 מיליארד דולר בשנה). אבל מהצד השני, החיסכון באנרגיה לטווח ארוך מהשקעות אלה יהיה שווה ל-6.5 טריליון דולר (165 מיליארד דולר בשנה). בהנחה שההשקעות ממומנות באמצעות החיסכון העתידי באנרגיה שנוצר, חידוש תשתיות זה מייצג החזר מרשים על ההשקעה. 

למעשה, סוג זה של מימון, נקרא הסכמי חיסכון משותפים, שבו ציוד מותקן ולאחר מכן משלם על ידי משתמש הקצה באמצעות החיסכון באנרגיה שנוצר על ידי הציוד האמור, הוא מה שמניע את הפריחה הסולארית למגורים ברוב צפון אמריקה ואירופה. חברות כמו Ameresco, SunPower Corp. ו-SolarCity המסונפות לאלון מאסק השתמשו בהסכמי מימון אלה כדי לעזור לאלפי בעלי בתים פרטיים לרדת מהרשת ולהוריד את חשבונות החשמל שלהם. כְּמוֹ כֵן, משכנתאות ירוקות הוא כלי מימון דומה המאפשר לבנקים ולחברות הלוואות אחרות להציע ריביות נמוכות יותר לעסקים ולבעלי בתים המתקינים פאנלים סולאריים.

טריליונים כדי להרוויח עוד טריליונים

ברחבי העולם, המחסור בתשתית הגלובלי שלנו צפוי להגיע ל-15-20 טריליון דולר עד 2030. אבל כפי שצוין קודם לכן, החסר הזה מייצג הזדמנות ענקית שכן סגירת הפער הזה עלולה ליצור עד 100 מיליון מקומות עבודה חדשים ומייצרים 6 טריליון דולר בשנה בפעילות כלכלית חדשה.

זו הסיבה שממשלות פרואקטיביות אשר מתקנות מחדש מבנים קיימים ומחליפות תשתיות מזדקנות לא רק ימצבו את שוק העבודה והערים שלהן כך שישגשגו במאה ה-21 אלא יעשו זאת תוך שימוש בהרבה פחות אנרגיה ותרומה הרבה פחות פליטת פחמן לסביבה שלנו. בסך הכל, השקעה בתשתיות היא ניצחון בכל הנקודות, אבל תידרש מעורבות ציבורית משמעותית ורצון פוליטי כדי שזה יקרה.

סדרת עתיד הערים

העתיד שלנו הוא עירוני: עתיד ערים P1

תכנון מגה-ערים של המחר: עתיד הערים P2

מחירי הדירות מתרסקים כאשר הדפסת תלת מימד ומגלבים מחוללים מהפכה בבנייה: Future of Cities P3    

כיצד מכוניות ללא נהג יעצבו מחדש את הערים המגה של מחר: Future of Cities P4 

מס צפיפות שיחליף את הארנונה והפסקת העומס: עתיד ערים P5