Altyapı 3.0, yarının mega şehirlerini yeniden inşa ediyor: Şehirlerin Geleceği P6

Dünyada her gün 200,000 kişi şehirlere göç ediyor. Az kalsın Yüzde 70 artış. 2050 yılına kadar dünyanın yüzde 90'ına yakını Kuzey Amerika ve Avrupa'da şehirlerde yaşayacak. 

Sorun? 

Şehirlerimiz, artık kendi alan kodlarına yerleşen hızlı insan akınına uyum sağlayacak şekilde tasarlanmamıştı. Şehirlerimizin çoğunun büyüyen nüfusunu desteklemek için bağlı olduğu temel altyapı, büyük ölçüde 50 ila 100 yıl önce inşa edildi. Dahası, şehirlerimiz tamamen farklı bir iklim için inşa edildi ve bugün meydana gelen aşırı iklim olaylarına iyi ayarlanmadı ve iklim değişikliği yoğunlaştıkça önümüzdeki on yıllarda bu olmaya devam edecek. 

Genel olarak, şehirlerimizin -evlerimizin- ayakta kalabilmesi ve gelecek çeyrek yüzyıla girebilmesi için, daha güçlü ve daha sürdürülebilir bir şekilde yeniden inşa edilmeleri gerekiyor. Şehirlerin Geleceği serimizin bu son bölümü boyunca, şehirlerimizin yeniden doğuşunu sağlayan yöntemleri ve eğilimleri keşfedeceğiz. 

Etrafımızdaki altyapı çöküyor

New York City'de (2015 rakamları), 200'lerden önce inşa edilmiş 1920'den fazla okul ve 1,000 milden fazla su şebekesi ve 160 yıldan daha eski 100 köprü var. Bu köprülerden 2012'de yapılan bir araştırma, 47'sinin hem yapısal olarak yetersiz hem de kırılma açısından kritik olduğunu buldu. NY'nin metro ana hat sinyalizasyon sistemi, 50 yıllık kullanım ömrünü aşıyor. Tüm bu çürüme dünyanın en zengin şehirlerinden birinde mevcutsa, şehrinizdeki onarım durumu hakkında ne varsayabilirsiniz? 

Genel olarak konuşursak, bugün çoğu şehirde bulunan altyapı 20. yüzyıl için inşa edilmiştir; Şimdi zorluk, 21. yüzyıl için bu altyapıyı nasıl yenileyeceğimiz veya değiştireceğimizde yatıyor. Bu kolay bir başarı olmayacak. Bu hedefe ulaşmak için gereken onarımların listesi uzundur. Perspektif olarak, 75 yılına kadar kurulacak altyapının yüzde 2050'i bugün mevcut değil. 

Ve altyapının eksik olduğu sadece gelişmiş dünyada değil; ihtiyacın gelişmekte olan dünya için daha da acil olduğu iddia edilebilir. Yollar, otoyollar, yüksek hızlı tren, telekomünikasyon, sıhhi tesisat ve kanalizasyon sistemleri, Afrika ve Asya'daki bazı bölgelerde işlere ihtiyaç var. 

Bir göre rapor Navigant Research tarafından 2013 yılında dünya genelindeki yapı stoğu, %138.2'ü konutlarda olmak üzere toplam 2 milyar m73'ye ulaştı. Bu sayı, önümüzdeki 171.3 yıl içinde 2 milyar m10'ye yükselecek ve yüzde ikinin biraz üzerinde bir bileşik yıllık büyüme oranıyla genişleyecek - bu büyümenin çoğu, yılda 2 milyar m2 konut ve ticari bina stokunun eklendiği Çin'de gerçekleşecek.

Genel olarak, önümüzdeki on yıl için küresel inşaat büyümesinin yüzde 65'i, gelişmiş dünya ile açığı kapatmak için en az 1 trilyon dolarlık yıllık yatırımla gelişmekte olan pazarlarda gerçekleşecek. 

Altyapıyı yeniden inşa etmek ve değiştirmek için yeni araçlar

Tıpkı binalar gibi, gelecekteki altyapımız da ilk olarak bu bölümde açıklanan inşaat yeniliklerinden büyük ölçüde faydalanacaktır. Üçüncü bölüm bu serinin. Bu yenilikler aşağıdakilerin kullanımını içerir: 

• İnşaat işçilerinin Lego parçaları gibi yapılar inşa etmelerine olanak tanıyan gelişmiş prefabrik yapı bileşenleri.
• İnsan inşaat işçilerinin çalışmalarını artıran (ve bazı durumlarda yerini alan) robotik inşaat işçileri, işyeri güvenliğini, inşaat hızını, doğruluğu ve genel kaliteyi iyileştirir.
• İnce kontrollü bir şekilde katman katman çimento dökerek yaşam boyu evler ve binalar inşa etmek için eklemeli üretim sürecini uygulayacak inşaat ölçekli 3D yazıcılar.
• tesadüfi mimariMimarların nihai yapı ürününün tasarımına ve şekline odaklanmasını ve ardından robotların özel tasarlanmış yapı malzemeleri kullanarak yapıyı hayata geçirmesini sağlayan uzak geleceğin bir yapım tekniği. 

Malzeme tarafında, yenilikler, benzersiz özelliklere sahip inşaat sınıfı beton ve plastiklerdeki gelişmeleri içerecek. Bu tür yenilikler, yollar için yeni bir beton içerir. inanılmaz derecede geçirgenAşırı sel veya kaygan yol koşullarından kaçınmak için suyun içinden geçmesine izin vererek. Başka bir örnek, beton kendini iyileştirmek Çevreden veya depremlerden kaynaklanan çatlaklardan. 

Tüm bu yeni altyapıyı nasıl finanse edeceğiz?

Altyapımızı düzeltmemiz ve değiştirmemiz gerektiği açık. Şanslıyız ki, önümüzdeki yirmi yılda çeşitli yeni inşaat araçları ve malzemelerinin piyasaya sürüleceğini göreceğiz. Ancak hükümetler tüm bu yeni altyapı için nasıl ödeme yapacak? Ve mevcut, kutuplaşmış siyasi iklim göz önüne alındığında, hükümetler altyapı birikimimizi azaltmak için gereken devasa bütçeleri nasıl geçirecekler? 

Genel olarak konuşursak, mesele parayı bulmak değil. Hükümetler, oy veren seçmenlere yeterince fayda sağlayacağını düşünürlerse istedikleri zaman para basabilirler. Bu nedenle, tek seferlik altyapı projeleri, çoğu seçim kampanyasından önce politikacıların seçmenlerin önünde sallanan havuç haline geldi. Görevliler ve rakipler genellikle en yeni köprüleri, otoyolları, okulları ve metro sistemlerini kimin finanse edeceği konusunda rekabet eder ve çoğu zaman mevcut altyapıya yapılacak basit onarımlardan bahsetmeyi görmezden gelirler. (Kural olarak, yeni altyapı oluşturmak, mevcut altyapıyı veya kanalizasyon ve su şebekesi gibi görünmez altyapıyı onarmaktan daha fazla oy alır.)

Bu statüko, ulusal altyapı açığımızı kapsamlı bir şekilde iyileştirmenin tek yolunun, konuyla ilgili kamu bilincini ve halkın bu konuda bir şeyler yapma dürtüsünü (öfke ve dirgen) artırmak olmasının nedenidir. Ancak bu gerçekleşene kadar, bu yenileme süreci en iyi ihtimalle 2020'lerin sonuna kadar parça parça kalacak - bu, altyapı inşaatı talebini büyük ölçüde yönlendiren bir dizi dış eğilimin ortaya çıkacağı zamandır. 

Birincisi, gelişmiş dünyadaki hükümetler, büyük ölçüde otomasyonun büyümesi nedeniyle rekor işsizlik oranlarıyla karşılaşmaya başlayacaklar. açıklamamızda açıklandığı gibi İşin Geleceği seriler, gelişmiş yapay zeka ve robotik, çok çeşitli disiplinlerde ve endüstrilerde insan emeğinin yerini giderek daha fazla alacak.

İkinci olarak, aşağıda belirtildiği gibi, iklim değişikliği nedeniyle giderek daha şiddetli iklim kalıpları ve olayları meydana gelecektir. İklim Değişikliğinin Geleceği diziler. Aşağıda daha ayrıntılı olarak tartışacağımız gibi, aşırı hava koşulları mevcut altyapımızın çoğu belediyenin hazır olduğundan çok daha hızlı bir şekilde bozulmasına neden olacaktır. 

Bu ikili zorlukların üstesinden gelmek için, çaresiz hükümetler sonunda muazzam nakit çantalarıyla denenmiş ve gerçek bir "yap-işlet" stratejisine (altyapı geliştirme) yönelecekler. Ülkeye bağlı olarak, bu para basitçe yeni vergilendirme, yeni devlet tahvilleri, yeni finansman düzenlemeleri (daha sonra açıklanacaktır) ve giderek artan oranda kamu-özel ortaklıklarından gelebilir. Maliyeti ne olursa olsun, hükümetler hem yaygın işsizlikten kaynaklanan halk huzursuzluğunu azaltmak hem de gelecek nesil için iklime dayanıklı altyapı inşa etmek için bunu ödeyecek. 

Aslında, 2030'larda, iş otomasyonu çağı hızlanırken, büyük altyapı projeleri, kısa sürede yüz binlerce ihraç edilemeyen iş yaratabilecek, devlet tarafından finanse edilen son büyük girişimlerden birini temsil edebilir. 

Şehirlerimizi iklime dayanıklı hale getirmek

2040'lara gelindiğinde, aşırı iklim modelleri ve olayları, şehir altyapımızın sınırlarını zorlayacak. Aşırı sıcaktan muzdarip bölgeler, yollarında ciddi tekerlek izleri, yaygın lastik arızası nedeniyle artan trafik sıkışıklığı, demiryolu raylarının tehlikeli şekilde bükülmesi ve klimalardan aşırı yüklenen güç sistemlerinin patlamasıyla karşılaşabilir.  

Orta derecede yağış alan bölgeler, fırtına ve kasırga aktivitesinde bir artış yaşayabilir. Şiddetli yağmurlar, kanalizasyon şebekesinin aşırı yüklenmesine neden olacak ve bu da milyarlarca sel hasarına yol açacaktır. Kış aylarında, bu bölgelerde ani ve büyük kar yağışları metrelere kadar ayaklarla ölçülebiliyordu. 

Ve ABD'deki Chesapeake Körfezi bölgesi veya güney Bangladeş'in çoğu veya Şanghay ve Bangkok gibi şehirler gibi kıyı veya alçak bölgelerde bulunan nüfuslu merkezler için bu yerler aşırı fırtına dalgalanmaları yaşayabilir. Ve deniz seviyeleri beklenenden daha hızlı yükselirse, bu etkilenen bölgelerden iç kesimlerde iklim mültecilerinin kitlesel göçlerine de neden olabilir. 

Tüm bu kıyamet senaryoları bir yana, tüm bunlardan kısmen şehirlerimizin ve altyapımızın sorumlu olduğunu belirtmek gerekir. 

Gelecek yeşil altyapıda

Küresel sera gazı emisyonlarının yüzde 47'si binalarımızdan ve altyapımızdan geliyor; ayrıca dünya enerjisinin yüzde 49'unu tüketirler. Bu emisyonların ve enerji tüketiminin çoğu, geniş ölçekli bina ve altyapı bakımı için finansman eksikliğinden kaynaklanan tamamen önlenebilir atıklardır. Ayrıca, mevcut binalarımızın ve altyapımızın çoğunun inşa edildiği 1920-50'lerde yaygın olan eski inşaat standartlarından kaynaklanan yapısal verimsizlikler nedeniyle de varlar. 

Ancak bu mevcut durum bir fırsat sunuyor. A rapor ABD hükümetinin Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, ülkenin bina stokunun en son enerji verimli teknolojiler ve bina yönetmelikleri kullanılarak yenilenmesi durumunda bina enerji kullanımını yüzde 60 oranında azaltabileceğini hesapladı. Ayrıca güneş panelleri ve güneş pencereleri bu binalara kendi elektriğinin çoğunu veya tamamını üretebilmeleri için eklenmiş, enerji azaltımı yüzde 88'e çıkabilmiştir. Bu arada, Birleşmiş Milletler Çevre Programı tarafından yapılan bir araştırma, benzer girişimlerin dünya çapında uygulanması halinde emisyon oranlarını azaltabileceğini ve yüzde 30'un üzerinde enerji tasarrufu sağlayabileceğini buldu. 

Tabii ki, bunların hiçbiri ucuz olmayacaktı. Bu enerji azaltma hedeflerine ulaşmak için gereken altyapı iyileştirmelerini uygulamak, yalnızca ABD'de 4 yılda kabaca 40 trilyon dolara (yılda 100 milyar dolar) mal olacak. Ancak diğer taraftan, bu yatırımlardan elde edilen uzun vadeli enerji tasarrufu 6.5 trilyon dolara (yılda 165 milyar dolar) eşit olacaktır. Yatırımların gelecekte elde edilecek enerji tasarruflarıyla finanse edildiğini varsayarsak, bu altyapı yenilemesi etkileyici bir yatırım getirisini temsil eder. 

Aslında bu tür finansman, Paylaşılan Tasarruf Sözleşmeleri, ekipmanın kurulduğu ve daha sonra söz konusu ekipmanın ürettiği enerji tasarrufu yoluyla son kullanıcı tarafından ödendiği yer, Kuzey Amerika ve Avrupa'nın çoğunda konut güneş enerjisi patlamasını yönlendiren şeydir. Ameresco, SunPower Corp. ve Elon Musk'a bağlı SolarCity gibi şirketler, bu finansman anlaşmalarını binlerce özel ev sahibinin şebekeden çıkmasına ve elektrik faturalarını düşürmesine yardımcı olmak için kullandı. Aynı şekilde, Yeşil İpotekler bankaların ve diğer kredi şirketlerinin güneş paneli kuran işletmeler ve ev sahipleri için daha düşük faiz oranları sunmasına olanak tanıyan benzer bir finansman aracıdır.

Daha fazla trilyon yapmak için trilyonlar

Dünya çapında, küresel altyapı açığımızın 15 yılına kadar 20-2030 trilyon dolara ulaşması bekleniyor. Ancak daha önce de belirtildiği gibi, bu eksiklik büyük bir fırsatı temsil ediyor. bu boşluğu kapatmak yaratabilir 100 milyona kadar yeni iş ve yeni ekonomik aktivitede yılda 6 trilyon dolar.

Bu nedenle, mevcut binaları güçlendiren ve eskiyen altyapıyı değiştiren proaktif hükümetler, yalnızca işgücü piyasalarını ve şehirlerini 21. yüzyılda başarılı olacak şekilde konumlandırmakla kalmayacak, aynı zamanda bunu çok daha az enerji kullanarak ve çevremize çok daha az karbon emisyonuna katkıda bulunacak. Genel olarak, altyapıya yatırım yapmak her açıdan bir kazançtır, ancak bunun gerçekleşmesi için önemli bir halk katılımı ve siyasi irade gerekecektir.

Şehirlerin geleceği serisi

Geleceğimiz kentsel: Şehirlerin Geleceği P1

Yarının mega şehirlerini planlamak: Şehirlerin Geleceği P2

3D baskı ve maglev'ler inşaatta devrim yaratırken konut fiyatları düşüyor: Şehirlerin Geleceği P3    

Sürücüsüz arabalar yarının mega kentlerini nasıl yeniden şekillendirecek: Future of Cities P4 

Emlak vergisinin yerini alacak ve tıkanıklığa son verecek yoğunluk vergisi: Şehirlerin Geleceği P5