Quantumrun

OBRÁZOK PRE OBRÁZOK: Quantumrun

Infrastructure 3.0, prestavba megamiest zajtrajška: Budúcnosť miest P6

David Tal, vydavateľ, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Ut, 09 - 15:2020

Do miest po celom svete denne migruje 200,000 XNUMX ľudí. Skoro 70 percent Do roku 2050 bude celý svet žiť v mestách, v Severnej Amerike a Európe to bude takmer 90 percent.

Problém?

Naše mestá neboli navrhnuté tak, aby vyhovovali rýchlemu prílevu ľudí, ktorí sa teraz usadzujú v rámci ich predvoľby. Kľúčová infraštruktúra, od ktorej závisí väčšina našich miest pri podpore ich rastúcej populácie, bola z veľkej časti vybudovaná pred 50 až 100 rokmi. Navyše, naše mestá boli postavené pre úplne inú klímu a neboli dobre prispôsobené extrémnym klimatickým udalostiam, ktoré sa dnes dejú, a to sa bude diať aj v nasledujúcich desaťročiach, keď sa klimatické zmeny zintenzívnia.

Celkovo možno povedať, že na to, aby naše mestá – naše domovy – prežili a rástli do ďalšieho štvrťstoročia, musia byť prestavané silnejšie a udržateľnejšie. V priebehu tejto záverečnej kapitoly našej série Future of Cities preskúmame metódy a trendy, ktoré vedú k znovuzrodeniu našich miest.

Všade okolo nás sa rozpadá infraštruktúra

V New Yorku (údaje z roku 2015) je viac ako 200 škôl postavených pred 1920. rokmi 1,000. storočia a viac ako 160 100 míľ vodovodných potrubí a 2012 mostov, ktoré sú staršie ako 47 rokov. Štúdia z roku 50 zistila, že z týchto mostov bolo XNUMX štrukturálne nedostatočných a kritických pre zlomeniny. Hlavný signalizačný systém metra v NY prekračuje svoju XNUMX-ročnú životnosť. Ak celá táto hniloba existuje v jednom z najbohatších miest sveta, čo môžete predpokladať o stave opravy vo vašom meste?

Všeobecne povedané, infraštruktúra, ktorá sa dnes nachádza vo väčšine miest, bola vybudovaná pre 20. storočie; Výzva teraz spočíva v tom, ako pristúpime k obnove alebo výmene tejto infraštruktúry pre 21. storočie. Toto nebude ľahký výkon. Zoznam opráv potrebných na dosiahnutie tohto cieľa je dlhý. Pre perspektívu, 75 percent infraštruktúry, ktorá bude zavedená do roku 2050, dnes neexistuje.

A nie je to len vo vyspelom svete, kde chýba infraštruktúra; dá sa tvrdiť, že táto potreba je ešte naliehavejšia v rozvojovom svete. Cesty, diaľnice, vysokorýchlostné železnice, telekomunikácie, vodovodné a kanalizačné systémy, niektoré regióny v Afrike a Ázii potrebujú práce.

Podľa správy podľa Navigant Research, v roku 2013 celosvetový stavebný fond predstavoval 138.2 miliárd m2, z čoho 73 % tvorili obytné budovy. Toto číslo v priebehu nasledujúcich 171.3 rokov vzrastie na 2 miliardy m10, pričom sa bude rozširovať zloženým ročným tempom rastu o niečo viac ako dve percentá – veľká časť tohto rastu sa uskutoční v Číne, kde ročne pribúdajú 2 miliardy m2 bytových a komerčných budov.

Celkovo sa 65 percent globálneho rastu stavebníctva v nasledujúcom desaťročí uskutoční na rozvíjajúcich sa trhoch, pričom na preklenutie priepasti s rozvinutým svetom sú potrebné ročné investície vo výške najmenej 1 bilióna dolárov.

Nové nástroje na obnovu a výmenu infraštruktúry

Rovnako ako budovy, aj naša budúca infraštruktúra bude mať veľký úžitok zo stavebných inovácií, ktoré boli prvýkrát opísané v kapitola tretia tejto série. Tieto inovácie zahŕňajú použitie:

Pokročilé prefabrikované stavebné komponenty, ktoré umožňujú stavebným robotníkom stavať konštrukcie podobne ako pomocou dielikov Lego.
Robotickí stavební robotníci, ktorí rozširujú (a v niektorých prípadoch nahrádzajú) prácu ľudských stavebných robotníkov, čím zlepšujú bezpečnosť na pracovisku, rýchlosť výstavby, presnosť a celkovú kvalitu.
3D tlačiarne v stavebnom meradle, ktoré použijú aditívny výrobný proces na stavbu domov a budov v životnej veľkosti vylievaním cementu vrstvu po vrstve jemne kontrolovaným spôsobom.
Aleatívna architektúra— stavebná technika ďalekej budúcnosti — ktorá umožňuje architektom zamerať sa na dizajn a tvar konečného stavebného produktu a následne nechať roboty vytvoriť štruktúru pomocou stavebných materiálov navrhnutých na mieru.

Na strane materiálov budú inovácie zahŕňať pokroky v stavebnom betóne a plastoch, ktoré majú jedinečné vlastnosti. Medzi takéto inovácie patrí nový betón pre cesty, ktorý je úžasne priepustné, ktorá umožňuje vode prechádzať priamo cez ňu, aby sa predišlo extrémnym záplavám alebo klzkosti vozovky. Ďalším príkladom je betón, ktorý môže uzdraviť sám z trhlín spôsobených prostredím alebo zemetrasením.

Ako budeme financovať celú túto novú infraštruktúru?

Je jasné, že musíme opraviť a nahradiť našu infraštruktúru. Máme to šťastie, že v nasledujúcich dvoch desaťročiach sa predstaví množstvo nových stavebných nástrojov a materiálov. Ale ako budú vlády platiť za celú túto novú infraštruktúru? A vzhľadom na súčasnú, polarizovanú politickú klímu, ako budú vlády presadzovať obrovské rozpočty potrebné na narušenie našej infraštruktúry?

Vo všeobecnosti nie je problém nájsť peniaze. Vlády môžu tlačiť peniaze podľa vlastného uváženia, ak sa domnievajú, že to bude prospešné pre dostatočný počet voličov. Z tohto dôvodu sa jednorazové projekty v oblasti infraštruktúry stali pred väčšinou volebných kampaní visiacimi politikmi pred voličmi. Úradníci a vyzývatelia často súťažia o to, kto bude financovať najnovšie mosty, diaľnice, školy a systémy metra, pričom často ignorujú zmienku o jednoduchých opravách existujúcej infraštruktúry. (Vytvorenie novej infraštruktúry spravidla priťahuje viac hlasov ako oprava existujúcej infraštruktúry alebo neviditeľnej infraštruktúry, ako sú kanalizácia a vodovody.)

Tento status quo je dôvodom, prečo jediným spôsobom, ako komplexne zlepšiť náš deficit národnej infraštruktúry, je zvýšiť úroveň povedomia verejnosti o problematike a snahu verejnosti (hnev a vidly) s tým niečo robiť. Ale kým sa tak nestane, tento proces obnovy zostane v najlepšom prípade po častiach až do konca roku 2020 – vtedy sa objaví množstvo vonkajších trendov, ktoré vo veľkej miere poháňajú dopyt po výstavbe infraštruktúry.

Po prvé, vlády vo vyspelom svete začnú pociťovať rekordnú mieru nezamestnanosti, najmä v dôsledku rastu automatizácie. Ako je vysvetlené v našom Budúcnosť práce séria, pokročilá umelá inteligencia a robotika budú čoraz viac nahrádzať ľudskú prácu v širokej škále disciplín a odvetví.

Po druhé, v dôsledku zmeny klímy sa budú vyskytovať čoraz závažnejšie klimatické vzorce a udalosti, ako je uvedené v našom článku Budúcnosť klimatických zmien séria. A ako budeme diskutovať nižšie, extrémne počasie spôsobí zlyhanie našej existujúcej infraštruktúry oveľa rýchlejším tempom, ako je väčšina obcí pripravená.

Na riešenie týchto dvojitých výziev sa zúfalé vlády konečne obrátia na osvedčenú a overenú stratégiu – rozvoj infraštruktúry – s obrovskými vreckami peňazí. V závislosti od krajiny môžu tieto peniaze pochádzať jednoducho prostredníctvom nového zdanenia, nových vládnych dlhopisov, nových mechanizmov financovania (opísaných neskôr) a čoraz častejšie z verejno-súkromných partnerstiev. Bez ohľadu na náklady to vlády zaplatia – jednak na potlačenie verejných nepokojov z rozsiahlej nezamestnanosti, ako aj na vybudovanie infraštruktúry odolnej voči klíme pre ďalšiu generáciu.

V skutočnosti do 2030. rokov XNUMX. storočia, keď sa vek automatizácie práce zrýchľuje, veľké infraštruktúrne projekty môžu predstavovať jednu z posledných veľkých iniciatív financovaných vládou, ktoré môžu v krátkom čase vytvoriť státisíce neexportovateľných pracovných miest.

Naše mestá sú odolné voči klíme

Do 2040. rokov XNUMX. storočia extrémne klimatické vzorce a udalosti zaťažia našu mestskú infraštruktúru na jej limity. Regióny, ktoré trpia extrémnymi horúčavami, môžu zaznamenať silné vyjazdené koľaje na svojich cestách, zvýšené dopravné zápchy v dôsledku rozsiahleho zlyhania pneumatík, nebezpečné deformácie železničných tratí a energetické systémy preťažené klimatizačnými zariadeniami.

Regióny, v ktorých sa vyskytujú mierne zrážky, môžu zaznamenať zvýšenú aktivitu búrok a tornád. Silné dažde spôsobia preťaženie kanalizačných potrubí, čo povedie k miliardovým záplavám. Počas zimy mohli tieto oblasti vidieť náhle a značné snehové zrážky merané v stopách až metroch.

A pre tie obývané centrá, ktoré sa nachádzajú pozdĺž pobrežia alebo nízko položených oblastí, ako je oblasť Chesapeake Bay v USA alebo väčšina južného Bangladéša alebo mestá ako Šanghaj a Bangkok, môžu tieto miesta zažiť extrémne búrky. A ak by hladina morí stúpla rýchlejšie, ako sa očakávalo, mohlo by to spôsobiť aj masívnu migráciu klimatických utečencov z týchto postihnutých oblastí do vnútrozemia.

Odhliadnuc od všetkých týchto scenárov súdneho dňa, je spravodlivé poznamenať, že za to všetko môžu naše mestá a infraštruktúra.

Budúcnosťou je zelená infraštruktúra

47 percent globálnych emisií skleníkových plynov pochádza z našich budov a infraštruktúry; spotrebujú tiež 49 percent svetovej energie. Veľká časť týchto emisií a spotreby energie je úplne zbytočným odpadom, ktorý existuje v dôsledku nedostatku financií na rozsiahlu údržbu budov a infraštruktúry. Existujú aj kvôli štrukturálnym neefektívnostiam zo zastaraných stavebných noriem prevládajúcich v rokoch 1920-50, keď bola postavená väčšina našich existujúcich budov a infraštruktúry.

Súčasný stav však predstavuje príležitosť. A správy Národné laboratórium pre obnoviteľnú energiu americkej vlády vypočítalo, že ak by sa zásoby budov v krajine dodatočne vybavili pomocou najnovších energeticky účinných technológií a stavebných predpisov, mohlo by to znížiť spotrebu energie v budovách o 60 percent. Navyše, ak solárne panely a solárne okná boli pridané do týchto budov, aby mohli vyrábať svoju veľkú časť alebo všetku svoju vlastnú energiu, takže zníženie spotreby energie by sa mohlo zvýšiť na 88 percent. Štúdia Programu OSN pre životné prostredie zistila, že ak by sa podobné iniciatívy realizovali na celom svete, mohli by znížiť mieru emisií a dosiahnuť úsporu energie o viac ako 30 percent.

Samozrejme, nič z toho by nebolo lacné. Implementácia zlepšení infraštruktúry potrebných na dosiahnutie týchto cieľov zníženia energie by len v USA za 4 rokov stála približne 40 bilióny USD (100 miliárd USD ročne). Ale na druhej strane, dlhodobé úspory energie z týchto investícií by sa rovnali 6.5 biliónom dolárov (165 miliárd dolárov ročne). Za predpokladu, že investície sú financované prostredníctvom budúcich vytvorených úspor energie, táto obnova infraštruktúry predstavuje pôsobivú návratnosť investície.

V skutočnosti tento druh financovania, tzv Dohody o zdieľanom sporení, kde je zariadenie inštalované a následne zaplatené koncovým užívateľom prostredníctvom úspory energie generovanej uvedeným zariadením, je to, čo poháňa rezidenčný solárny boom vo veľkej časti Severnej Ameriky a Európy. Spoločnosti ako Ameresco, SunPower Corp. a Elon Musk pridružené k SolarCity využili tieto dohody o financovaní, aby pomohli tisíckam súkromných majiteľov domov dostať sa zo siete a znížiť svoje účty za elektrinu. podobne, Zelené hypotéky je podobný nástroj financovania, ktorý umožňuje bankám a iným úverovým spoločnostiam ponúkať nižšie úrokové sadzby pre podniky a majiteľov domov, ktorí inštalujú solárne panely.

Bilióny, aby sme zarobili ďalšie bilióny

Očakáva sa, že celosvetový výpadok globálnej infraštruktúry do roku 15 dosiahne 20 – 2030 biliónov USD. Ako však už bolo spomenuté, tento nedostatok predstavuje obrovskú príležitosť, pretože uzavretie tejto medzery by mohlo vytvoriť až 100 miliónov nových pracovných miest a generovať 6 biliónov dolárov ročne v novej ekonomickej aktivite.

To je dôvod, prečo proaktívne vlády, ktoré modernizujú existujúce budovy a nahrádzajú starnúcu infraštruktúru, nielenže prispôsobia svoj trh práce a mestá tak, aby prosperovali v 21. storočí, ale zároveň spotrebúvajú oveľa menej energie a prispievajú k oveľa menším emisiám uhlíka do nášho životného prostredia. Celkovo možno povedať, že investície do infraštruktúry sú výhrou vo všetkých bodoch, ale na ich uskutočnenie bude potrebná značná verejná angažovanosť a politická vôľa.