Quantumrun

KREDYT WZROKU: Quantumrun

Infrastruktura 3.0, odbudowa megamiast jutra: Future of Cities P6

David Tal, wydawca, futurysta
@DavidTal pisze
LinkedIn

Wt, 09 / 15 / 2020 - 08: 56

200,000 XNUMX osób codziennie migruje do miast na całym świecie. Prawie Wzrost o 70 do 2050 r. mieszkańców świata będzie mieszkać w miastach, w Ameryce Północnej i Europie blisko 90 proc.

Problem?

Nasze miasta nie zostały zaprojektowane, aby pomieścić szybki napływ ludzi, którzy teraz osiedlają się w swoich numerach kierunkowych. Kluczowa infrastruktura, od której zależy większość naszych miast, aby utrzymać rosnącą populację, została w dużej mierze zbudowana 50 do 100 lat temu. Co więcej, nasze miasta zostały zbudowane z myślą o zupełnie innym klimacie i nie są dobrze przystosowane do ekstremalnych zjawisk klimatycznych, które mają miejsce dzisiaj, a to będzie się działo w nadchodzących dziesięcioleciach wraz z nasileniem się zmian klimatycznych.

Ogólnie rzecz biorąc, aby nasze miasta – nasze domy – przetrwały i rozwinęły się do następnego ćwierćwiecza, muszą zostać odbudowane w silniejszy i bardziej zrównoważony sposób. W tym ostatnim rozdziale naszej serii Future of Cities będziemy badać metody i trendy napędzające odrodzenie naszych miast.

Rozsypująca się wokół nas infrastruktura

W Nowym Jorku (dane z 2015 r.) istnieje ponad 200 szkół wybudowanych przed latami dwudziestymi XX wieku, ponad 1920 mil wodociągów i 1,000 mostów, które mają ponad 160 lat. Spośród tych mostów badanie z 100 r. wykazało, że 2012 miało zarówno wadę strukturalną, jak i krytyczne pękanie. System sygnalizacji głównej linii metra w Nowym Jorku przekracza 47-letni okres użytkowania. Jeśli cała ta zgnilizna istnieje w jednym z najbogatszych miast świata, co możesz sądzić o stanie naprawy w swoim mieście?

Ogólnie rzecz biorąc, infrastruktura znajdująca się w większości dzisiejszych miast została zbudowana na XX wiek; teraz wyzwaniem jest to, jak odnowimy lub wymienimy tę infrastrukturę na miarę XXI wieku. Nie będzie to łatwe zadanie. Lista napraw potrzebnych do osiągnięcia tego celu jest długa. Z perspektywy, 20 procent infrastruktury, która będzie dostępna do 21 roku, dziś nie istnieje.

I nie tylko w rozwiniętym świecie brakuje infrastruktury; można argumentować, że potrzeba jest jeszcze bardziej nagląca w krajach rozwijających się. Drogi, autostrady, szybka kolej, telekomunikacja, instalacje wodno-kanalizacyjne, niektóre regiony Afryki i Azji wymagają prac.

Według raport przez Navigant Research, w 2013 roku światowe zasoby budowlane wyniosły 138.2 mld m2, z czego 73% przypadało na budynki mieszkalne. Liczba ta wzrośnie do 171.3 miliarda m2 w ciągu najbliższych 10 lat, przy łącznym rocznym tempie wzrostu wynoszącym nieco ponad dwa procent — większość tego wzrostu będzie miała miejsce w Chinach, gdzie co roku dodawane są 2 miliardy m2 budynków mieszkalnych i komercyjnych.

Ogólnie rzecz biorąc, 65 procent globalnego wzrostu w budownictwie w następnej dekadzie nastąpi na rynkach wschodzących, a roczne inwestycje o wartości co najmniej 1 biliona USD będą potrzebne, aby wypełnić lukę w stosunku do krajów rozwiniętych.

Nowe narzędzia do odbudowy i wymiany infrastruktury

Podobnie jak w przypadku budynków, nasza przyszła infrastruktura odniesie duże korzyści dzięki innowacjom budowlanym opisanym po raz pierwszy w rozdział trzeci z tej serii. Te innowacje obejmują zastosowanie:

Zaawansowane prefabrykowane elementy budowlane, które pozwalają robotnikom budowlanym budować konstrukcje, podobnie jak z klocków Lego.
Robotyczni pracownicy budowlani, którzy wspomagają (a w niektórych przypadkach zastępują) pracę ludzkich pracowników budowlanych, poprawiając bezpieczeństwo w miejscu pracy, szybkość budowy, dokładność i ogólną jakość.
Drukarki 3D w skali konstrukcyjnej, które wykorzystają proces wytwarzania przyrostowego do budowy domów i budynków naturalnej wielkości poprzez wylewanie cementu warstwa po warstwie w ściśle kontrolowany sposób.
Architektura aleatoryjna— technika budowlana dalekiej przyszłości — która pozwala architektom skupić się na projektowaniu i kształcie końcowego produktu budowlanego, a następnie zlecać robotom wznoszenie konstrukcji przy użyciu specjalnie zaprojektowanych substancji budowlanych.

Jeśli chodzi o materiały, innowacje będą obejmować postępy w betonie budowlanym i tworzywach sztucznych o wyjątkowych właściwościach. Do takich innowacji należy nowy beton do dróg, który jest niesamowicie przepuszczalna, umożliwiając przepływ wody, aby uniknąć ekstremalnych powodzi lub śliskich warunków drogowych. Innym przykładem jest beton, który może: leczyć się od pęknięć spowodowanych przez środowisko lub trzęsienia ziemi.

Jak zamierzamy sfinansować całą tę nową infrastrukturę?

Oczywiste jest, że musimy naprawić i wymienić naszą infrastrukturę. Mamy szczęście, że w ciągu następnych dwóch dekad pojawi się wiele nowych narzędzi i materiałów budowlanych. Ale jak rządy zamierzają zapłacić za całą tę nową infrastrukturę? A biorąc pod uwagę obecny, spolaryzowany klimat polityczny, w jaki sposób rządy mają przekazywać olbrzymie budżety potrzebne, by nadrobić zaległości w naszej infrastrukturze?

Ogólnie rzecz biorąc, znalezienie pieniędzy nie jest problemem. Rządy mogą dowolnie drukować pieniądze, jeśli uważają, że przyniesie to korzyści wystarczającej liczbie wyborców. Z tego powodu jednorazowe projekty infrastrukturalne stały się marchewką, którą politycy dyndają przed wyborcami przed większością kampanii wyborczych. Operatorzy zasiedziali i pretendenci często konkurują o to, kto sfinansuje najnowsze mosty, autostrady, szkoły i systemy metra, często ignorując wzmiankę o prostych naprawach istniejącej infrastruktury. (Z reguły tworzenie nowej infrastruktury przyciąga więcej głosów niż naprawa istniejącej lub niewidocznej infrastruktury, takiej jak kanalizacja i wodociągi).

To status quo sprawia, że jedynym sposobem na kompleksową poprawę naszego krajowego deficytu infrastruktury jest zwiększenie świadomości społecznej na temat problemu i dążenie społeczeństwa (gniew i widły), aby coś z tym zrobić. Ale dopóki tak się nie stanie, ten proces odnowy pozostanie w najlepszym razie fragmentaryczny do końca lat dwudziestych – wtedy pojawi się szereg zewnętrznych trendów, które w dużym stopniu napędzają popyt na budowę infrastruktury.

Po pierwsze, rządy w całym rozwiniętym świecie zaczną doświadczać rekordowych stóp bezrobocia, głównie z powodu wzrostu automatyzacji. Jak wyjaśniono w naszym Przyszłość pracy serie, zaawansowana sztuczna inteligencja i robotyka będą w coraz większym stopniu zastępować ludzką pracę w wielu dyscyplinach i branżach.

Po drugie, z powodu zmian klimatycznych wystąpią coraz bardziej surowe wzorce klimatyczne i zdarzenia, jak opisano w naszym Przyszłość zmian klimatycznych seria. A jak omówimy dalej poniżej, ekstremalne warunki pogodowe spowodują, że nasza istniejąca infrastruktura ulegnie awarii w znacznie szybszym tempie niż większość gmin jest przygotowana.

Aby sprostać tym dwoistym wyzwaniom, zdesperowane rządy w końcu zwrócą się do wypróbowanej i prawdziwej strategii prowizorycznej – rozwoju infrastruktury – z ogromnymi workami gotówki. W zależności od kraju pieniądze te mogą pochodzić po prostu z nowych podatków, nowych obligacji rządowych, nowych rozwiązań finansowych (opisanych później) i coraz częściej z partnerstw publiczno-prywatnych. Niezależnie od kosztów, rządy to zapłacą – zarówno po to, aby stłumić niepokoje społeczne z powodu powszechnego bezrobocia, jak i zbudować odporną na klimat infrastrukturę dla następnego pokolenia.

W rzeczywistości, w latach 2030. XX wieku, gdy era automatyzacji pracy przyspiesza, wielkie projekty infrastrukturalne mogą stanowić jedną z ostatnich wielkich inicjatyw finansowanych przez rząd, które mogą stworzyć setki tysięcy miejsc pracy, których nie można eksportować w krótkim czasie.

Uodpornianie naszych miast na klimat

Do lat 2040. XX wieku ekstremalne wzorce klimatyczne i wydarzenia obciążą naszą infrastrukturę miejską do granic możliwości. Regiony, które cierpią z powodu ekstremalnych upałów, mogą doświadczać poważnych kolein na swoich jezdniach, zwiększonego zagęszczenia ruchu z powodu powszechnej awarii opon, niebezpiecznego wypaczenia torów kolejowych i systemów energetycznych przeciążonych przez klimatyzatory, które zostały poddane wybuchowi.

Regiony, w których występują umiarkowane opady, mogą doświadczyć wzmożonej aktywności burz i tornad. Ulewne deszcze spowodują przeciążenie sieci kanalizacyjnej, co doprowadzi do miliardowych szkód powodziowych. Zimą na tych obszarach można było zobaczyć nagłe i znaczne opady śniegu mierzone w stopach na metry.

A w przypadku zaludnionych ośrodków położonych wzdłuż wybrzeża lub nisko położonych obszarów, takich jak obszar zatoki Chesapeake w USA lub większość południowego Bangladeszu lub miast takich jak Szanghaj i Bangkok, miejsca te mogą doświadczać ekstremalnych fal sztormowych. A jeśli poziom mórz wzrośnie szybciej niż oczekiwano, może to również spowodować masową migrację uchodźców klimatycznych z dotkniętych obszarów w głąb lądu.

Pomijając wszystkie te scenariusze końca świata, można uczciwie zauważyć, że nasze miasta i infrastruktura są częściowo winne za to wszystko.

Przyszłość to zielona infrastruktura

47 procent globalnych emisji gazów cieplarnianych pochodzi z naszych budynków i infrastruktury; zużywają również 49 procent światowej energii. Wiele z tych emisji i zużycia energii to całkowicie możliwe do uniknięcia odpady, które istnieją z powodu braku funduszy na utrzymanie budynków i infrastruktury na dużą skalę. Istnieją również z powodu nieefektywności konstrukcyjnej wynikającej z przestarzałych standardów budowlanych, które panowały w latach 1920-50, kiedy zbudowano większość naszych istniejących budynków i infrastruktury.

Jednak obecny stan stwarza szansę. A raport przez amerykańskie Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej (National Renewable Energy Laboratory) rządu USA obliczyło, że modernizacja krajowych zasobów budynków przy użyciu najnowszych energooszczędnych technologii i przepisów budowlanych może zmniejszyć zużycie energii w budynkach o 60 procent. Co więcej, jeśli panele słoneczne i okna słoneczne zostały dodane do tych budynków, aby mogły produkować swoją dużą część lub całość własnej energii, aby redukcja energii mogła wzrosnąć do 88 procent. Tymczasem badanie przeprowadzone przez Program Narodów Zjednoczonych ds. Ochrony Środowiska wykazało, że podobne inicjatywy, jeśli zostaną wdrożone na całym świecie, mogą obniżyć wskaźniki emisji i osiągnąć oszczędności energii o ponad 30 procent.

Oczywiście nic z tego nie byłoby tanie. Wdrożenie ulepszeń infrastruktury niezbędnych do osiągnięcia tych celów w zakresie redukcji energii kosztowałoby w samych Stanach Zjednoczonych około 4 biliony dolarów w ciągu 40 lat (100 miliardów dolarów rocznie). Ale z drugiej strony długoterminowe oszczędności energii z tych inwestycji wyniosłyby 6.5 biliona dolarów (165 miliardów dolarów rocznie). Zakładając, że inwestycje są finansowane z przyszłych oszczędności energii, ta modernizacja infrastruktury stanowi imponujący zwrot z inwestycji.

W rzeczywistości ten rodzaj finansowania, zwany Umowy o współdzieleniu oszczędności, gdzie sprzęt jest instalowany, a następnie opłacany przez użytkownika końcowego dzięki oszczędności energii generowanej przez ten sprzęt, jest tym, co napędza boom solarny w budownictwie mieszkaniowym w dużej części Ameryki Północnej i Europy. Firmy takie jak Ameresco, SunPower Corp. i SolarCity powiązane z Elonem Muskiem wykorzystały te umowy finansowe, aby pomóc tysiącom prywatnych właścicieli domów wyjść z sieci i obniżyć rachunki za energię elektryczną. Podobnie, Zielone kredyty hipoteczne to podobne narzędzie finansowania, które umożliwia bankom i innym firmom pożyczkowym oferowanie niższych stóp procentowych dla firm i właścicieli domów, którzy instalują panele słoneczne.

Biliony, aby zarobić więcej bilionów

Oczekuje się, że na całym świecie nasz globalny niedobór infrastruktury osiągnie 15-20 bilionów dolarów do 2030 r. Jednak, jak wspomniano wcześniej, ten niedobór stanowi ogromną szansę, ponieważ zamknięcie tej luki może stworzyć do 100 milionów nowych miejsc pracy i generują 6 bilionów dolarów rocznie w nowej działalności gospodarczej.

Właśnie dlatego proaktywne rządy, które modernizują istniejące budynki i zastępują starzejącą się infrastrukturę, nie tylko zapewnią prosperowanie swoim rynkom pracy i miastom w XXI wieku, ale będą to robić zużywając znacznie mniej energii i przyczyniając się do znacznie mniejszej emisji dwutlenku węgla do naszego środowiska. Ogólnie rzecz biorąc, inwestowanie w infrastrukturę jest wygraną pod każdym względem, ale będzie wymagało znacznego zaangażowania społecznego i woli politycznej, aby tak się stało.