Квантумран

ИЗОБРАЖЕНИЕ КРЕДИТ: Квантумран

Инфраструктура 3.0, восстановление мегаполисов завтрашнего дня: Future of Cities P6

Дэвид Тал, издатель, футурист
@DavidTalWrites
LinkedIn

Вт, 09 / 15 / 2020 - 08: 56

200,000 XNUMX человек ежедневно мигрируют в города по всему миру. Около 70 процентов населения мира к 2050 году будут жить в городах, а в Северной Америке и Европе — около 90 процентов.

В чем проблема?

Наши города не были рассчитаны на быстрый приток людей, поселившихся в настоящее время в пределах своих городских кодов. Ключевая инфраструктура, от которой в большинстве наших городов зависит поддержка их растущего населения, была в основном построена 50–100 лет назад. Более того, наши города были построены для совершенно другого климата и плохо приспособлены к экстремальным климатическим явлениям, происходящим сегодня, и это будет продолжаться в ближайшие десятилетия по мере усиления изменения климата.

В целом, чтобы наши города — наши дома — выжили и росли в следующую четверть века, их необходимо перестроить сильнее и устойчивее. В этой заключительной главе нашей серии «Будущее городов» мы рассмотрим методы и тенденции, способствующие возрождению наших городов.

Инфраструктура рушится вокруг нас

В Нью-Йорке (данные за 2015 год) более 200 школ, построенных до 1920-х годов, более 1,000 миль водопровода и 160 мостов, которым более 100 лет. Исследование, проведенное в 2012 году, показало, что 47 из этих мостов были структурно дефектными и имели критическое значение разрушения. Срок службы основной системы сигнализации Нью-Йоркского метро превышает 50 лет. Если вся эта гниль существует в одном из самых богатых городов мира, что вы можете предположить о состоянии ремонта в вашем городе?

Вообще говоря, инфраструктура, существующая сегодня в большинстве городов, была построена для 20-го века; теперь проблема заключается в том, как мы будем модернизировать или заменять эту инфраструктуру для 21-го века. Это будет нелегкий подвиг. Список ремонтов, необходимых для достижения этой цели, длинный. В перспективе 75 процентов инфраструктуры, которая будет создана к 2050 году, сегодня не существует.

И не только в развитом мире отсутствует инфраструктура; можно утверждать, что потребность еще более актуальна для развивающихся стран. Дороги, шоссе, высокоскоростная железная дорога, телекоммуникации, водопровод и канализация, некоторые регионы Африки и Азии нуждаются в работах.

В соответствии с отчету По данным Navigant Research, в 2013 году мировой фонд зданий составил 138.2 млрд м2, из которых 73% приходилось на жилые дома. Это число вырастет до 171.3 млрд м2 в течение следующих 10 лет, увеличиваясь со совокупным годовым темпом роста чуть более двух процентов — большая часть этого роста произойдет в Китае, где ежегодно добавляется 2 млрд м2 жилого и коммерческого фонда.

В целом, 65 процентов мирового роста строительства в следующем десятилетии придется на развивающиеся рынки, при этом ежегодные инвестиции в размере не менее 1 триллиона долларов необходимы для преодоления разрыва с развитыми странами.

Новые инструменты для восстановления и замены инфраструктуры

Наша будущая инфраструктура, как и здания, в значительной степени выиграет от строительных инноваций, впервые описанных в в третьей главе этой серии. Эти нововведения включают использование:

Усовершенствованные сборные строительные компоненты, которые позволяют строителям строить конструкции так же, как из деталей Lego.
Роботы-строители, которые дополняют (а в некоторых случаях заменяют) работу людей-строителей, повышая безопасность на рабочем месте, скорость строительства, точность и общее качество.
Строительные 3D-принтеры, которые будут применять процесс аддитивного производства для строительства домов и зданий в натуральную величину путем заливки цемента слой за слоем с точным контролем.
Алеаторная архитектура— метод строительства далекого будущего, который позволяет архитекторам сосредоточиться на дизайне и форме конечного строительного продукта, а затем использовать роботов для создания конструкции с использованием специально разработанных строительных материалов.

Что касается материалов, инновации будут включать достижения в области строительного бетона и пластмасс, обладающих уникальными свойствами. К таким инновациям относится новый бетон для дорог, удивительно проницаемый, позволяя воде проходить прямо через него, чтобы избежать сильного затопления или скользких дорожных условий. Другой пример – бетон, который может исцелить себя от трещин, вызванных окружающей средой или землетрясениями.

Как мы собираемся финансировать всю эту новую инфраструктуру?

Понятно, что нам нужно исправить и заменить нашу инфраструктуру. Нам повезло, что в следующие два десятилетия мы увидим появление множества новых строительных инструментов и материалов. Но как правительства собираются платить за всю эту новую инфраструктуру? И, учитывая нынешний, поляризованный политический климат, как правительства собираются распоряжаться гигантскими бюджетами, необходимыми для сокращения нашего отставания в инфраструктуре?

В общем, найти деньги не проблема. Правительства могут печатать деньги по своему желанию, если они считают, что это принесет достаточную пользу избирателям с правом голоса. Именно по этой причине одноразовые инфраструктурные проекты стали пряником, которым политики размахивают перед избирателями перед большинством избирательных кампаний. Существующие и претенденты часто соревнуются за то, кто будет финансировать новейшие мосты, автомагистрали, школы и системы метро, часто игнорируя упоминание о простом ремонте существующей инфраструктуры. (Как правило, создание новой инфраструктуры привлекает больше голосов, чем исправление существующей инфраструктуры или невидимой инфраструктуры, такой как канализация и водопровод.)

Этот статус-кво объясняет, почему единственный способ всесторонне улучшить дефицит нашей национальной инфраструктуры — это повысить уровень осведомленности общественности о проблеме и ее стремление (гнев и вилы) что-то с этим сделать. Но пока этого не произойдет, этот процесс обновления будет носить фрагментарный характер в лучшем случае до конца 2020-х годов, когда возникнет ряд внешних тенденций, резко подстегнувших спрос на строительство инфраструктуры.

Во-первых, правительства всех развитых стран начнут сталкиваться с рекордным уровнем безработицы, в основном из-за роста автоматизации. Как поясняется в нашем Будущее работы серии, продвинутый искусственный интеллект и робототехника будут все больше заменять человеческий труд в самых разных дисциплинах и отраслях.

Во-вторых, из-за изменения климата будут происходить все более суровые климатические явления и события, как указано в нашей Будущее изменения климата серии. И, как мы обсудим ниже, экстремальные погодные условия приведут к тому, что наша существующая инфраструктура выйдет из строя гораздо быстрее, чем большинство муниципалитетов готовы к этому.

Чтобы решить эти двойные проблемы, отчаявшиеся правительства, наконец, обратятся к проверенной и надежной стратегии заработка — развитию инфраструктуры — с огромными мешками наличных денег. В зависимости от страны эти деньги могут поступать просто за счет нового налогообложения, новых государственных облигаций, новых механизмов финансирования (описанных ниже) и все чаще за счет государственно-частного партнерства. Независимо от стоимости, правительства заплатят ее — как для того, чтобы погасить общественные волнения из-за повсеместной безработицы, так и для создания климатически стойкой инфраструктуры для следующего поколения.

Фактически, к 2030-м годам, когда эра автоматизации работы набирает обороты, масштабные инфраструктурные проекты могут стать одной из последних крупных инициатив, финансируемых государством, которые могут создать сотни тысяч неэкспортируемых рабочих мест за короткий период времени.

Защита наших городов от климата

К 2040-м годам экстремальные климатические условия и явления будут нагружать нашу городскую инфраструктуру до предела. В регионах, страдающих от сильной жары, может наблюдаться сильная колейность дорог, увеличение пробок на дорогах из-за повсеместного выхода из строя шин, опасная деформация железнодорожных путей и перегрузка энергосистем из-за взрыва кондиционеров.

В регионах с умеренными осадками может увеличиться активность штормов и торнадо. Проливные дожди вызовут перегрузку канализационных сетей, что приведет к миллиардному ущербу от наводнений. Зимой в этих районах могут наблюдаться внезапные и значительные снегопады, измеряемые от футов до метров.

А для тех населенных пунктов, которые расположены вдоль побережья или в низменных районах, таких как район Чесапикского залива в США или большая часть южной части Бангладеш или такие города, как Шанхай и Бангкок, эти места могут испытывать сильные штормовые нагоны. И если уровень моря поднимется быстрее, чем ожидалось, это также может вызвать массовую миграцию климатических беженцев из этих пострадавших районов вглубь суши.

Если оставить в стороне все эти сценарии конца света, справедливо отметить, что во всем этом частично виноваты наши города и инфраструктура.

Будущее за зеленой инфраструктурой

47 процентов глобальных выбросов парниковых газов приходится на наши здания и инфраструктуру; они также потребляют 49 процентов мировой энергии. Большая часть этих выбросов и потребления энергии представляет собой полностью предотвратимые отходы, которые существуют из-за отсутствия финансирования для широкомасштабного обслуживания зданий и инфраструктуры. Они также существуют из-за структурной неэффективности из-за устаревших строительных стандартов, преобладавших в 1920-50-х годах, когда было построено большинство наших существующих зданий и инфраструктуры.

Тем не менее, это нынешнее состояние предоставляет возможность. А отчету Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии правительства США подсчитала, что если бы национальный фонд зданий был модернизирован с использованием новейших энергоэффективных технологий и строительных норм, это могло бы сократить потребление энергии зданиями на 60 процентов. Кроме того, если солнечные батареи и солнечные окна были добавлены к этим зданиям, чтобы они могли производить большую часть или всю свою собственную энергию, это снижение энергии могло увеличиться до 88 процентов. Между тем исследование, проведенное Программой ООН по окружающей среде, показало, что аналогичные инициативы, если они будут реализованы во всем мире, могут снизить уровень выбросов и обеспечить экономию энергии более чем на 30 процентов.

Конечно, все это не будет дешевым. Внедрение улучшений инфраструктуры, необходимых для достижения этих целей по сокращению потребления энергии, обойдется примерно в 4 триллиона долларов в течение 40 лет только в США (100 миллиардов долларов в год). Но, с другой стороны, долгосрочная экономия энергии от этих инвестиций составит 6.5 триллиона долларов (165 миллиардов долларов в год). Если предположить, что инвестиции будут финансироваться за счет будущей экономии энергии, это обновление инфраструктуры представляет собой впечатляющую отдачу от инвестиций.

По сути, этот вид финансирования, называемый Соглашения о совместных сбережениях, где оборудование устанавливается, а затем оплачивается конечным пользователем за счет экономии энергии, генерируемой указанным оборудованием, — вот что движет бумом солнечной энергетики в жилых домах в большей части Северной Америки и Европы. Такие компании, как Ameresco, SunPower Corp. и SolarCity, дочерняя компания Илона Маска, использовали эти соглашения о финансировании, чтобы помочь тысячам частных домовладельцев отключиться от сети и снизить свои счета за электроэнергию. Так же, Зеленая ипотека аналогичный инструмент финансирования, который позволяет банкам и другим кредитным компаниям предлагать более низкие процентные ставки для предприятий и домовладельцев, которые устанавливают солнечные батареи.

Триллионы, чтобы сделать больше триллионов

Ожидается, что к 15 году дефицит нашей глобальной инфраструктуры достигнет 20-2030 триллионов долларов США. Но, как упоминалось ранее, этот дефицит представляет собой огромную возможность, поскольку устранение этого разрыва может создать до 100 миллионов новых рабочих мест и генерировать 6 триллионов долларов в год на новой экономической деятельности.

Вот почему проактивные правительства, которые модернизируют существующие здания и заменяют стареющую инфраструктуру, не только сделают свой рынок труда и города процветающими в 21 веке, но и сделают это, используя гораздо меньше энергии и внося гораздо меньший выброс углерода в нашу окружающую среду. В целом, инвестиции в инфраструктуру — это выигрыш по всем пунктам, но для того, чтобы это произошло, потребуется активное участие общественности и политическая воля.