Quantumrun

BEELDKREDIET: Quantumrun

Infrastruktuur 3.0, die herbou van môre se megastede: Future of Cities P6

David Tal, uitgewer, toekomskundige
@DavidTalWrites
LinkedIn

Di, 09 / 15 / 2020 - 08: 56

200,000 XNUMX mense migreer daagliks na stede regoor die wêreld. Amper 70 persent van die wêreld sal teen 2050 in stede woon, nader aan 90 persent in Noord-Amerika en Europa.

Die probleem?

Ons stede is nie ontwerp om die vinnige toestroming van mense wat hulle nou binne hul areakodes vestig, te akkommodeer nie. Sleutelinfrastruktuur waarvan baie van ons stede afhanklik is om hul groeiende bevolking te ondersteun, is grootliks 50 tot 100 jaar gelede gebou. Boonop is ons stede gebou vir 'n heeltemal ander klimaat en nie goed aangepas vir die uiterste klimaatsgebeure wat vandag gebeur nie, en dit sal oor die komende dekades voortgaan om te gebeur namate klimaatsverandering toeneem.

In die algemeen, vir ons stede—ons huise—om te oorleef en in die volgende kwarteeu te groei, moet hulle sterker en meer volhoubaar herbou word. In die loop van hierdie slothoofstuk van ons Future of Cities-reeks, sal ons die metodes en neigings ondersoek wat die wedergeboorte van ons stede aandryf.

Infrastruktuur verkrummel oral om ons

In New York City (2015-syfers) is daar meer as 200 skole wat voor die 1920's gebou is en meer as 1,000 160 myl se waterleidings en 100 brûe wat meer as 2012 jaar oud is. Van daardie brûe het 'n 47-studie bevind dat 50 beide struktureel gebrekkig en breukkrities was. NY se metro-hooflynseinstelsel oorskry sy nuttige lewensduur van XNUMX jaar. As al hierdie verrotting in een van die wêreld se rykste stede bestaan, wat kan jy aanneem oor die toestand van herstel in jou stad?

Oor die algemeen is die infrastruktuur wat vandag in die meeste stede gevind word, vir die 20ste eeu gebou; nou lê die uitdaging in hoe ons te werk gaan om hierdie infrastruktuur vir die 21ste eeu op te knap of te vervang. Dit sal geen maklike prestasie wees nie. Die lys van herstelwerk wat nodig is om hierdie doel te bereik, is lank. Vir perspektief bestaan 75 persent van die infrastruktuur wat teen 2050 in plek sal wees nie vandag nie.

En dit is nie net in die ontwikkelde wêreld waar infrastruktuur ontbreek nie; mens kan redeneer dat die behoefte die ontwikkelende wêreld nog meer druk. Paaie, snelweë, hoëspoed-spoor, telekommunikasie, loodgieterswerk en rioolstelsels, sommige streke in Afrika en Asië het die werke nodig.

Volgens 'n verslag deur Navigant Research, in 2013, het die wêreldwye bouvoorraad altesaam 138.2 miljard m2 beloop, waarvan 73% in residensiële geboue was. Hierdie getal sal oor die volgende 171.3 jaar tot 2 miljard m10 groei, en uitbrei teen 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers van net meer as twee persent—baie van hierdie groei sal in China plaasvind waar 2 miljard m2 residensiële en kommersiële bouvoorraad jaarliks bygevoeg word.

In die geheel sal 65 persent van globale konstruksiegroei vir die volgende dekade in ontluikende markte plaasvind, met minstens $1 triljoen in jaarlikse beleggings wat nodig is om die gaping met die ontwikkelde wêreld te oorbrug.

Nuwe gereedskap om infrastruktuur te herbou en te vervang

Net soos geboue, sal ons toekomstige infrastruktuur grootliks baat vind by die konstruksie-innovasies wat die eerste keer in beskryf is hoofstuk drie van hierdie reeks. Hierdie innovasies sluit die gebruik van:

Gevorderde voorafvervaardigde boukomponente wat konstruksiewerkers toelaat om strukture te bou, baie soos om Lego-stukke te gebruik.
Robotbouwerkers wat die werk van menslike konstruksiewerkers aanvul (en in sommige gevalle vervang), wat werkplekveiligheid, konstruksiespoed, akkuraatheid en algehele kwaliteit verbeter.
Konstruksieskaal 3D-drukkers wat die additiewe vervaardigingsproses sal toepas om lewensgrootte huise en geboue te bou deur sement laag-vir-laag op 'n fyn beheerde manier uit te giet.
Aleatoriese argitektuur— ’n boutegniek in die toekoms—wat argitekte in staat stel om op die ontwerp en vorm van die finale bouproduk te fokus en dan robotte die struktuur te laat bestaan deur gebruik te maak van pasgemaakte boustowwe.

Aan die materiaalkant sal innovasies vooruitgang in konstruksiegraadbeton en plastiek insluit wat unieke eienskappe het. Sulke innovasies sluit in 'n nuwe beton vir paaie, dit wil sê ongelooflik deurlaatbaar, sodat water regdeur dit kan gaan om uiterste oorstromings of gladde padtoestande te vermy. Nog 'n voorbeeld is beton wat kan genees homself van krake wat deur die omgewing of deur aardbewings veroorsaak word.

Hoe gaan ons al hierdie nuwe infrastruktuur finansier?

Dit is duidelik dat ons ons infrastruktuur moet regmaak en vervang. Ons is gelukkig dat die volgende twee dekades die bekendstelling van 'n verskeidenheid nuwe konstruksie-gereedskap en -materiale sal sien. Maar hoe gaan regerings vir al hierdie nuwe infrastruktuur betaal? En gegewe die huidige, gepolariseerde politieke klimaat, hoe gaan regerings die reusagtige begrotings slaag wat nodig is om 'n duik in ons infrastruktuur-agterstand te maak?

Oor die algemeen is dit nie die probleem om die geld te vind nie. Regerings kan na willekeur geld druk as hulle voel dat dit genoeg stemgeregtigde kiesers sal bevoordeel. Dit is om hierdie rede dat eenmalige infrastruktuurprojekte die wortelpolitici geword het wat voor die meeste verkiesingsveldtogte voor kiesers hang. Bekleërs en uitdagers ding dikwels mee oor wie die nuutste brûe, snelweë, skole en moltreinstelsels sal finansier, en ignoreer dikwels die melding van eenvoudige herstelwerk aan bestaande infrastruktuur. (As 'n reël lok die skep van nuwe infrastruktuur meer stemme as die herstel van bestaande infrastruktuur of onsigbare infrastruktuur, soos riool- en waterleidings.)

Hierdie status quo is hoekom die enigste manier om ons nasionale infrastruktuurtekort omvattend te verbeter, is om die vlak van publieke bewustheid oor die kwessie en die publiek se dryfkrag (woede en pikvurke) te verhoog om iets daaromtrent te doen. Maar totdat dit gebeur, sal hierdie hernuwingsproses op sy beste stuksgewys bly tot die laat 2020's - dit is wanneer 'n aantal eksterne neigings sal na vore kom, wat die vraag na infrastruktuurkonstruksie grootliks aandryf.

Eerstens sal regerings regoor die ontwikkelde wêreld rekordkoerse van werkloosheid begin ervaar, grootliks as gevolg van die groei van outomatisering. Soos verduidelik in ons Toekoms van die werk reeks, gevorderde kunsmatige intelligensie en robotika gaan menslike arbeid in 'n wye reeks dissiplines en nywerhede toenemend vervang.

Tweedens sal toenemend ernstige klimaatpatrone en gebeure plaasvind as gevolg van klimaatsverandering, soos uiteengesit in ons Toekoms van klimaatsverandering reeks. En soos ons hieronder verder sal bespreek, sal uiterste weer veroorsaak dat ons bestaande infrastruktuur teen 'n baie vinniger pas misluk as waarop die meeste munisipaliteite voorbereid is.

Om hierdie dubbele uitdagings aan te spreek, sal desperate regerings hulle uiteindelik wend tot die beproefde maak-werk-strategie—infrastruktuurontwikkeling—met enorme sakke kontant. Afhangende van die land, kan hierdie geld bloot deur nuwe belasting, nuwe staatseffekte, nuwe finansieringsreëlings (wat later beskryf word) en toenemend uit publiek-private vennootskappe kom. Ongeag die koste, sal regerings dit betaal - beide om openbare onrus van wydverspreide werkloosheid af te prut en om klimaatbestande infrastruktuur vir die volgende generasie te bou.

Trouens, teen die 2030's, soos die ouderdom van werkoutomatisering versnel, kan grootse infrastruktuurprojekte een van die laaste groot regeringsbefondsde inisiatiewe verteenwoordig wat honderde duisende nie-uitvoerbare werksgeleenthede in 'n kort tydperk kan skep.

Klimaatbestendiging van ons stede

Teen die 2040's sal uiterste klimaatpatrone en gebeure ons stadsinfrastruktuur tot sy uiterste beklemtoon. Streke wat aan uiterste hitte ly, kan ernstige spore van hul paaie ervaar, verhoogde verkeersopeenhopings as gevolg van wydverspreide bandonderbreking, gevaarlike verdraaiing van spoorlyne, en kragstelsels wat oorlaai word as gevolg van lugversorgers wat ontplof het.

Streke wat matige neerslag ervaar, kan 'n toename in storm- en tornado-aktiwiteit ervaar. Swaar reën sal oorlaaide rioolhoofleidings veroorsaak wat tot miljarde se oorstromingsskade lei. Gedurende die winter kon hierdie gebiede skielike en aansienlike sneeuvalle sien, gemeet in voet tot meter.

En vir daardie bevolkte sentrums wat langs die kus of laagliggende gebiede sit, soos die Chesapeake Bay-gebied in die VSA of die meeste van die suide van Bangladesj of stede soos Sjanghai en Bangkok, kan hierdie plekke uiterste stormvloede ervaar. En sou seevlakke vinniger styg as wat verwag is, kan dit ook massiewe migrasies van klimaatvlugtelinge uit hierdie geaffekteerde gebiede na die binneland veroorsaak.

Afgesien van al hierdie doemscenario's, is dit billik om daarop te let dat ons stede en infrastruktuur deels te blameer is vir dit alles.

Die toekoms is groen infrastruktuur

47 persent van globale kweekhuisgasvrystellings kom van ons geboue en infrastruktuur; hulle verbruik ook 49 persent van die wêreld se energie. Baie van hierdie emissies en energieverbruik is heeltemal vermybare vermorsing wat bestaan weens 'n gebrek aan finansiering vir grootskaalse bou- en infrastruktuuronderhoud. Hulle bestaan ook as gevolg van strukturele ondoeltreffendheid van die verouderde konstruksiestandaarde wat in die 1920-50's geheers het, toe die meeste van ons bestaande geboue en infrastruktuur gebou is.

Hierdie huidige toestand bied egter 'n geleentheid. A verslag deur die Amerikaanse regering se Nasionale Hernubare Energie Laboratorium bereken dat indien die land se voorraad geboue met die nuutste energiedoeltreffende tegnologieë en boukodes aangepas word, dit gebou se energieverbruik met 60 persent kan verminder. Verder, as sonpanele en sonvensters by hierdie geboue gevoeg is sodat hulle hul groot deel of al hul eie krag kon produseer, kan daardie energievermindering tot 88 persent toeneem. Intussen het 'n studie deur die Verenigde Nasies se Omgewingsprogram bevind dat soortgelyke inisiatiewe, as dit wêreldwyd geïmplementeer word, emissiekoerse kan verminder en energiebesparings van meer as 30 persent kan behaal.

Natuurlik sal niks hiervan goedkoop wees nie. Die implementering van die infrastruktuurverbeterings wat nodig is om hierdie energieverminderingsteikens te bereik, sal ongeveer $4 triljoen oor 40 jaar in die VSA alleen kos ($100 miljard per jaar). Maar aan die ander kant, die langtermyn-energiebesparings van hierdie beleggings sal gelyk wees aan $6.5 triljoen ($165 miljard per jaar). Met die veronderstelling dat die beleggings gefinansier word deur die toekomstige energiebesparings wat gegenereer word, verteenwoordig hierdie infrastruktuurhernuwing 'n indrukwekkende opbrengs op belegging.

Trouens, hierdie soort finansiering, genoem Gedeelde Spaarooreenkomste, waar toerusting geïnstalleer word en dan deur die eindgebruiker betaal word deur die energiebesparings wat deur genoemde toerusting gegenereer word, is wat die residensiële sonkragoplewing in groot dele van Noord-Amerika en Europa aandryf. Maatskappye soos Ameresco, SunPower Corp., en Elon Musk-geaffilieerde SolarCity het hierdie finansieringsooreenkomste gebruik om duisende private huiseienaars te help om van die netwerk af te kom en hul elektrisiteitsrekeninge te verlaag. Net so, Groen verbande is 'n soortgelyke finansieringsinstrument wat banke en ander uitleenmaatskappye in staat stel om laer rentekoerse aan te bied vir besighede en huiseienaars wat sonpanele installeer.

Triljoene om meer triljoene te maak

Wêreldwyd sal ons globale infrastruktuurtekort na verwagting $15-20 triljoen teen 2030 bereik. Maar soos vroeër genoem, verteenwoordig hierdie tekort 'n groot geleentheid, aangesien die sluiting van hierdie gaping kan skep tot 100 miljoen nuwe werksgeleenthede en genereer $6 triljoen per jaar in nuwe ekonomiese aktiwiteit.

Dit is hoekom proaktiewe regerings wat bestaande geboue herstel en verouderde infrastruktuur vervang, nie net hul arbeidsmark en stede sal posisioneer om in die 21ste eeu te floreer nie, maar dit sal doen deur baie minder energie te gebruik en baie minder koolstofvrystellings in ons omgewing by te dra. In die algemeen is belegging in infrastruktuur 'n oorwinning op alle punte, maar dit sal aansienlike openbare betrokkenheid en politieke wil verg om dit te laat gebeur.