Quantumrun

MKOPO WA PICHA: Quantumrun

Miundombinu 3.0, kujenga upya miji mikuu ya kesho: Mustakabali wa Miji P6

David Tal, Mchapishaji, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Jumanne, 09/15/2020 - 08:56

Watu 200,000 huhamia mijini kila siku duniani kote. Karibu 70 asilimia ya dunia itaishi katika miji ifikapo 2050, karibu na asilimia 90 katika Amerika Kaskazini na Ulaya.

Tatizo?

Miji yetu haikuundwa kushughulikia mmiminiko wa haraka wa watu ambao sasa wanatulia ndani ya misimbo ya maeneo yao. Miundombinu muhimu ambayo sehemu kubwa ya miji yetu inategemea kusaidia idadi ya watu inayoongezeka ilijengwa kwa kiasi kikubwa miaka 50 hadi 100 iliyopita. Zaidi ya hayo, miji yetu ilijengwa kwa ajili ya hali ya hewa tofauti kabisa na haijarekebishwa vizuri kwa matukio ya hali ya hewa kali yanayotokea leo, na hiyo itaendelea kutokea katika miongo ijayo mabadiliko ya hali ya hewa yanapoongezeka.

Kwa jumla, ili miji yetu—nyumba zetu—kuishi na kukua hadi robo karne ijayo, zinahitaji kujengwa upya kwa nguvu na kwa uendelevu zaidi. Katika kipindi cha sura hii ya kuhitimisha ya mfululizo wetu wa Mustakabali wa Miji, tutachunguza mbinu na mitindo inayoongoza kuzaliwa upya kwa miji yetu.

Miundombinu inabomoka pande zote

Katika Jiji la New York (takwimu za 2015), kuna zaidi ya shule 200 zilizojengwa kabla ya miaka ya 1920 na zaidi ya maili 1,000 za mabomba ya maji na madaraja 160 ambayo yana zaidi ya miaka 100. Kati ya madaraja hayo, utafiti wa 2012 uligundua kuwa madaraja 47 yalikuwa na upungufu wa kimuundo na ya kuvunjika. Mfumo wa kuashiria wa njia kuu ya treni ya chini ya ardhi ya NY unazidi maisha yake muhimu ya miaka 50. Ikiwa uozo huu wote upo ndani ya mojawapo ya majiji tajiri zaidi duniani, unaweza kudhani nini kuhusu hali ya ukarabati ndani ya jiji lako?

Kwa ujumla, miundombinu inayopatikana katika miji mingi leo ilijengwa kwa karne ya 20; sasa changamoto iko katika jinsi tunavyofanya ukarabati au kubadilisha miundombinu hii kwa karne ya 21. Hili halitakuwa jambo rahisi. Orodha ya matengenezo inahitajika kufikia lengo hili ni ndefu. Kwa mtazamo, asilimia 75 ya miundombinu ambayo itakuwa tayari ifikapo 2050 haipo leo.

Na sio tu katika ulimwengu ulioendelea ambapo miundombinu inakosekana; mtu anaweza kusema kwamba hitaji hilo linazidi kushinikiza ulimwengu unaoendelea. Barabara, barabara kuu, reli ya mwendo kasi, mawasiliano ya simu, mabomba na mifumo ya maji taka, baadhi ya mikoa barani Afrika na Asia zinahitaji kazi hizo.

Kulingana na kuripoti na Utafiti wa Navigant, katika 2013, hifadhi ya jengo duniani kote ilifikia m138.2 bilioni 2, ambapo 73% ilikuwa katika majengo ya makazi. Idadi hii itakua hadi mita za mraba bilioni 171.3 katika kipindi cha miaka 2 ijayo, ikipanuka kwa kiwango cha ukuaji wa kila mwaka cha zaidi ya asilimia mbili—sehemu kubwa ya ukuaji huu itatokea nchini Uchina ambapo m10 bilioni 2 za hisa za ujenzi wa makazi na biashara zinaongezwa kila mwaka.

Kwa ujumla, asilimia 65 ya ukuaji wa ujenzi wa kimataifa kwa muongo ujao utafanyika katika masoko yanayoibukia, na angalau dola trilioni 1 katika uwekezaji wa kila mwaka zinahitajika ili kuziba pengo na ulimwengu ulioendelea.

Zana mpya za kujenga upya na kubadilisha miundombinu

Kama vile majengo, miundombinu yetu ya siku zijazo itafaidika sana kutokana na ubunifu wa ujenzi ulioelezewa kwanza sura ya tatu ya mfululizo huu. Ubunifu huu ni pamoja na matumizi ya:

Vipengele vya hali ya juu vya ujenzi ambavyo huruhusu wafanyikazi wa ujenzi kuunda miundo kama vile kutumia vipande vya Lego.
Wafanyakazi wa ujenzi wa roboti ambao huongeza (na katika baadhi ya matukio hubadilisha) kazi ya wafanyakazi wa ujenzi wa binadamu, kuboresha usalama wa mahali pa kazi, kasi ya ujenzi, usahihi, na ubora wa jumla.
Printa za 3D za kiwango cha ujenzi ambazo zitatumia mchakato wa utengenezaji wa nyongeza ili kujenga nyumba na majengo yenye ukubwa wa maisha kwa kumwaga saruji safu kwa safu kwa mtindo unaodhibitiwa vyema.
Usanifu wa Aleatory—mbinu ya ujenzi wa siku zijazo—ambayo inaruhusu wasanifu kuangazia muundo na umbo la bidhaa ya mwisho ya ujenzi na kisha kuwa na roboti kumwaga muundo huo kwa kutumia vitu maalum vya ujenzi.

Kwa upande wa vifaa, ubunifu utajumuisha maendeleo ya saruji ya daraja la ujenzi na plastiki ambayo ina mali ya kipekee. Ubunifu kama huo ni pamoja na simiti mpya kwa barabara ambazo ni kupenyeza kwa kushangaza, kuruhusu maji kupita moja kwa moja ndani yake ili kuepuka mafuriko makubwa au hali ya utelezi ya barabara. Mfano mwingine ni saruji inayoweza kujiponya kutokana na nyufa zinazosababishwa na mazingira au tetemeko la ardhi.

Je, tutafadhili vipi miundombinu hii mipya?

Ni wazi kwamba tunahitaji kurekebisha na kubadilisha miundombinu yetu. Tunayo bahati kwamba miongo miwili ijayo tutaona utangulizi wa zana na nyenzo mpya za ujenzi. Lakini ni jinsi gani serikali zitagharamia miundombinu hii mipya? Na kwa kuzingatia hali ya kisiasa ya sasa, yenye mgawanyiko, serikali zitapitishaje bajeti kubwa zinazohitajika ili kufifisha mrundikano wetu wa miundombinu?

Kwa ujumla, kutafuta pesa sio suala. Serikali zinaweza kuchapisha pesa kwa hiari ikiwa zinahisi kuwa zitafaidi wapiga kura wa kutosha. Ni kwa sababu hii miradi ya miundo msingi ya mara moja imekuwa wanasiasa wa karoti kuning'inia mbele ya wapiga kura kabla ya kampeni nyingi za uchaguzi. Wasimamizi na wapinzani mara nyingi hushindana juu ya nani atafadhili madaraja mapya zaidi, barabara kuu, shule na mifumo ya treni za chini ya ardhi, mara nyingi wakipuuza kutajwa kwa urekebishaji rahisi wa miundombinu iliyopo. (Kama sheria, kuunda miundombinu mipya huvutia kura nyingi kuliko kurekebisha miundombinu iliyopo au miundombinu isiyoonekana, kama vile mabomba ya maji taka na mabomba ya maji.)

Hali hii ndiyo sababu njia pekee ya kuboresha kwa kina nakisi ya miundombinu ya kitaifa ni kuongeza kiwango cha uelewa wa umma kuhusu suala hilo na msukumo wa umma (hasira na uma) kufanya kitu kulihusu. Lakini hadi hilo litokee, mchakato huu wa usasishaji utasalia kuwa mdogo hadi mwishoni mwa miaka ya 2020—hapa ndipo mienendo kadhaa ya nje itaibuka, na kusababisha mahitaji ya ujenzi wa miundombinu kwa njia kubwa.

Kwanza, serikali katika ulimwengu ulioendelea zitaanza kupata viwango vya ukosefu wa ajira, hasa kutokana na ukuaji wa mitambo ya kiotomatiki. Kama ilivyoelezwa katika yetu Mustakabali wa kazi mfululizo, akili ya hali ya juu ya bandia na robotiki zitazidi kuchukua nafasi ya kazi ya binadamu katika taaluma na tasnia nyingi.

Pili, hali ya hewa inazidi kuwa mbaya na matukio yatatokea kwa sababu ya mabadiliko ya hali ya hewa, kama ilivyoainishwa katika yetu Mustakabali wa Mabadiliko ya Tabianchi mfululizo. Na tutakavyojadili zaidi hapa chini, hali mbaya ya hewa itasababisha miundombinu yetu iliyopo kushindwa kwa kasi zaidi kuliko manispaa nyingi zimetayarishwa.

Ili kukabiliana na changamoto hizi mbili, serikali zilizokata tamaa hatimaye zitageukia mkakati wa kujaribu-na-kweli wa kufanya kazi-uendelezaji wa miundombinu-na mifuko mingi ya pesa. Kulingana na nchi, pesa hizi zinaweza kuja kwa urahisi kupitia ushuru mpya, dhamana mpya za serikali, mipango mipya ya ufadhili (iliyoelezewa baadaye) na kuongezeka kutoka kwa ubia kati ya umma na kibinafsi. Bila kujali gharama, serikali zitalipa - zote mbili ili kupunguza machafuko ya umma kutokana na ukosefu wa ajira ulioenea na kujenga miundombinu inayopinga hali ya hewa kwa kizazi kijacho.

Kwa hakika, kufikia miaka ya 2030, kadri umri wa kazi otomatiki unavyoongezeka, miradi mikubwa ya miundombinu inaweza kuwakilisha mojawapo ya mipango mikuu ya mwisho inayofadhiliwa na serikali ambayo inaweza kuunda mamia ya maelfu ya kazi zisizoweza kuuzwa nje kwa muda mfupi.

Kuzuia hali ya hewa miji yetu

Kufikia miaka ya 2040, hali mbaya ya hewa na matukio yatasisitiza miundombinu ya jiji letu kwa mipaka yake. Mikoa ambayo inakabiliwa na joto kali inaweza kuona njia zao za barabarani kuharibika vibaya, kuongezeka kwa msongamano wa magari kutokana na kuharibika kwa matairi, njia hatari za kuzorota kwa njia za reli, na mifumo ya umeme iliyojaa kupita kiasi kutoka kwa viyoyozi kuweka mlipuko.

Maeneo ambayo hupata mvua ya wastani yanaweza kukumbwa na ongezeko la shughuli za dhoruba na kimbunga. Mvua kubwa itasababisha mifereji ya maji taka iliyojaa kupita kiasi na kusababisha mabilioni ya uharibifu wa mafuriko. Wakati wa majira ya baridi kali, maeneo haya yangeweza kuona maporomoko ya theluji ya ghafla na makubwa yaliyopimwa kwa futi hadi mita.

Na kwa vile vituo vilivyo na watu wengi ambavyo viko kando ya ufuo au maeneo ya nyanda za chini, kama vile eneo la Chesapeake Bay nchini Marekani au sehemu kubwa ya kusini mwa Bangladesh au miji kama Shanghai na Bangkok, maeneo haya yanaweza kukumbwa na mawimbi makubwa ya dhoruba. Na ikiwa kina cha bahari kitapanda haraka kuliko inavyotarajiwa, inaweza pia kusababisha uhamiaji mkubwa wa wakimbizi wa hali ya hewa kutoka maeneo haya yaliyoathirika ndani ya nchi.

Matukio haya yote ya siku ya mwisho kando, ni sawa kutambua kwamba miji na miundombinu yetu ni sehemu ya kulaumiwa kwa haya yote.

Wakati ujao ni miundombinu ya kijani

Asilimia 47 ya uzalishaji wa gesi chafu duniani hutoka kwa majengo na miundombinu yetu; pia hutumia asilimia 49 ya nishati ya ulimwengu. Sehemu kubwa ya uzalishaji huu na matumizi ya nishati ni taka zinazoepukika kabisa ambazo zipo kutokana na ukosefu wa fedha kwa ajili ya ukarabati wa majengo na miundombinu ya kiwango kikubwa. Pia zipo kwa sababu ya uzembe wa kimuundo kutoka kwa viwango vya kizamani vya ujenzi vilivyoenea katika miaka ya 1920-50, wakati majengo na miundombinu yetu mingi ilijengwa.

Walakini, hali hii ya sasa inatoa fursa. A kuripoti na Maabara ya Kitaifa ya Nishati Jadidifu ya serikali ya Marekani ilikokotoa kwamba ikiwa hifadhi ya taifa ya majengo ingebadilishwa kwa kutumia teknolojia ya kisasa ya ufanisi wa nishati na kanuni za ujenzi, inaweza kupunguza matumizi ya nishati ya ujenzi kwa asilimia 60. Zaidi ya hayo, ikiwa paneli za jua na madirisha ya jua ziliongezwa kwenye majengo haya ili waweze kuzalisha nguvu zao nyingi au zote, kwamba upunguzaji wa nishati unaweza kuongezeka hadi asilimia 88. Wakati huo huo, utafiti wa Mpango wa Mazingira wa Umoja wa Mataifa uligundua kuwa mipango kama hiyo, ikiwa itatekelezwa duniani kote, inaweza kupunguza viwango vya utoaji wa hewa na kufikia uokoaji wa nishati kwa zaidi ya asilimia 30.

Bila shaka, hakuna kati ya hii itakuwa nafuu. Utekelezaji wa uboreshaji wa miundombinu unaohitajika kufikia malengo haya ya kupunguza nishati kungegharimu takriban dola trilioni 4 kwa miaka 40 nchini Marekani pekee (dola bilioni 100 kwa mwaka). Lakini kwa upande mwingine, akiba ya muda mrefu ya nishati kutoka kwa uwekezaji huu ingekuwa sawa na $ 6.5 trilioni ($ 165 bilioni kwa mwaka). Ikizingatiwa kuwa uwekezaji unafadhiliwa kupitia akiba ya nishati ya siku zijazo, usasishaji huu wa miundombinu unawakilisha faida ya kuvutia kwenye uwekezaji.

Kwa kweli, aina hii ya ufadhili, inayoitwa Mikataba ya Akiba ya Pamoja, ambapo vifaa husakinishwa na kisha kulipiwa na mtumiaji wa mwisho kupitia akiba ya nishati inayotokana na vifaa vilivyotajwa, ndiyo inayoendesha ongezeko la makazi la nishati ya jua katika sehemu kubwa ya Amerika Kaskazini na Ulaya. Kampuni kama Ameresco, SunPower Corp., na Elon Musk washirika wa SolarCity wametumia mikataba hii ya ufadhili kusaidia maelfu ya wamiliki wa nyumba za kibinafsi kuondoka kwenye gridi ya taifa na kupunguza bili zao za umeme. Vile vile, Rehani za Kijani ni zana kama hiyo ya ufadhili inayoruhusu benki na makampuni mengine yanayotoa mikopo kutoa viwango vya chini vya riba kwa biashara na wamiliki wa nyumba wanaosakinisha paneli za miale ya jua.

Trilioni kutengeneza matrilioni zaidi

Ulimwenguni kote, upungufu wetu wa miundombinu duniani unatarajiwa kufikia dola trilioni 15-20 ifikapo 2030. Lakini kama ilivyotajwa hapo awali, upungufu huu unawakilisha fursa kubwa kwani kuziba pengo hili kunaweza kuunda hadi ajira mpya milioni 100 na kuzalisha dola trilioni 6 kwa mwaka katika shughuli mpya za kiuchumi.

Hii ndiyo sababu serikali makini ambazo zinarejesha majengo yaliyopo na kubadilisha miundombinu ya kuzeeka hazitaweka tu soko lao la ajira na miji kustawi katika karne ya 21 lakini zitafanya hivyo kwa kutumia nishati kidogo sana na kuchangia uzalishaji mdogo sana wa kaboni katika mazingira yetu. Kwa ujumla, kuwekeza katika miundombinu ni ushindi kwa pointi zote, lakini itahitaji ushirikiano mkubwa wa umma na nia ya kisiasa ili kuifanya.