البنية التحتية 3.0 ، إعادة بناء المدن العملاقة في المستقبل: مستقبل المدن P6

200,000 شخص يهاجرون إلى المدن يوميًا حول العالم. تقريبا 70 في المئة من العالم في المدن بحلول عام 2050 ، أي ما يقرب من 90 في المائة في أمريكا الشمالية وأوروبا. 

المشكلة؟ 

لم يتم تصميم مدننا لاستيعاب التدفق السريع للأشخاص الذين يستقرون الآن ضمن رموز منطقتهم. كانت البنية التحتية الرئيسية التي تعتمد عليها الكثير من مدننا لدعم عدد سكانها المتزايد إلى حد كبير مبنية منذ 50 إلى 100 عام. علاوة على ذلك ، تم بناء مدننا لمناخ مختلف تمامًا ولم يتم تعديلها بشكل جيد مع الأحداث المناخية المتطرفة التي تحدث اليوم ، وسيستمر ذلك في الحدوث خلال العقود القادمة مع اشتداد تغير المناخ. 

بشكل عام ، لكي تبقى مدننا - منازلنا - على قيد الحياة وتنمو خلال ربع القرن القادم ، يجب إعادة بنائها بشكل أقوى وأكثر استدامة. على مدار هذا الفصل الختامي من سلسلة مستقبل المدن ، سنستكشف الأساليب والاتجاهات التي تقود إعادة إحياء مدننا. 

البنية التحتية تنهار في كل مكان حولنا

في مدينة نيويورك (أرقام عام 2015) ، هناك أكثر من 200 مدرسة تم بناؤها قبل عشرينيات القرن الماضي وأكثر من 1920 ميل من أنابيب المياه و 1,000 جسرًا عمرها أكثر من 160 عام. من بين هذه الجسور ، وجدت دراسة أجريت عام 100 أن 2012 جسراً كانت معيبة من الناحية الهيكلية وخطيرة للكسر. يتجاوز نظام إشارات الخط الرئيسي لمترو الأنفاق في نيويورك عمره الافتراضي البالغ 47 عامًا. إذا كان كل هذا العفن موجودًا داخل واحدة من أغنى مدن العالم ، فما الذي يمكنك أن تفترضه بشأن حالة الإصلاح داخل مدينتك؟ 

بشكل عام ، تم بناء البنية التحتية الموجودة في معظم المدن اليوم للقرن العشرين. يكمن التحدي الآن في كيفية قيامنا بتجديد أو استبدال هذه البنية التحتية للقرن الحادي والعشرين. لن يكون هذا عملاً سهلاً. قائمة الإصلاحات اللازمة لتحقيق هذا الهدف طويلة. للمنظور ، 20 في المائة من البنية التحتية التي ستكون جاهزة بحلول عام 21 غير موجودة اليوم. 

وليس فقط في العالم المتقدم حيث تفتقر البنية التحتية ؛ يمكن للمرء أن يجادل بأن الحاجة أكثر إلحاحًا في العالم النامي. الطرق والطرق السريعة والسكك الحديدية عالية السرعة والاتصالات السلكية واللاسلكية وأنظمة السباكة والصرف الصحي ، تحتاج بعض المناطق في إفريقيا وآسيا إلى الأشغال. 

ووفقا ل تقرير من قبل Navigant Research ، في عام 2013 ، بلغ إجمالي مخزون المباني في جميع أنحاء العالم 138.2 مليار متر مربع ، منها 2 ٪ في المباني السكنية. وسيرتفع هذا الرقم إلى 73 مليار متر مربع على مدى السنوات العشر القادمة ، مع التوسع بمعدل نمو سنوي مركب يزيد قليلاً عن اثنين في المائة - سيحدث الكثير من هذا النمو في الصين حيث يتم إضافة 171.3 مليار متر مربع من مخزون المباني السكنية والتجارية سنويًا.

بشكل عام ، سيحدث 65 في المائة من نمو البناء العالمي للعقد القادم في الأسواق الناشئة ، مع ما لا يقل عن 1 تريليون دولار من الاستثمارات السنوية اللازمة لسد الفجوة مع العالم المتقدم. 

أدوات جديدة لإعادة بناء واستبدال البنية التحتية

تمامًا مثل المباني ، ستستفيد بنيتنا التحتية المستقبلية بشكل كبير من ابتكارات البناء التي تم وصفها لأول مرة في الفصل الثالث من هذه السلسلة. تشمل هذه الابتكارات استخدام: 

• مكونات بناء مسبقة الصنع متقدمة تسمح لعمال البناء ببناء هياكل تشبه إلى حد كبير استخدام قطع الليغو.
• عمال البناء الروبوتيون الذين يعززون (وفي بعض الحالات يحل محل) عمل عمال البناء البشريين ، وتحسين السلامة في مكان العمل ، وسرعة البناء ، والدقة ، والجودة الشاملة.
• طابعات ثلاثية الأبعاد على نطاق البناء والتي ستطبق عملية التصنيع المضافة لبناء منازل ومباني بالحجم الطبيعي من خلال صب طبقة من الأسمنت طبقة تلو الأخرى بطريقة يتم التحكم فيها بدقة.
• العمارة Aleatory- تقنية بناء مستقبلية بعيدة - تسمح للمهندسين المعماريين بالتركيز على تصميم وشكل منتج البناء النهائي ثم جعل الروبوتات تصب الهيكل إلى الوجود باستخدام مواد بناء مصممة خصيصًا. 

ومن ناحية المواد ، ستشمل الابتكارات تطورات في الخرسانة والبلاستيك المستخدم في البناء والتي لها خصائص فريدة. مثل هذه الابتكارات تشمل الخرسانة الجديدة للطرق أي نفاذية بشكل مثير للدهشة، مما يسمح للمياه بالمرور من خلاله لتجنب الفيضانات الشديدة أو ظروف الطرق الزلقة. مثال آخر هو الملموس الذي يمكن يشفي نفسه من الشقوق التي تسببها البيئة أو الزلازل. 

كيف سنمول كل هذه البنية التحتية الجديدة؟

من الواضح أننا بحاجة إلى إصلاح واستبدال بنيتنا التحتية. نحن محظوظون أن العقدين القادمين سيشهدان إدخال مجموعة متنوعة من أدوات ومواد البناء الجديدة. لكن كيف ستدفع الحكومات مقابل كل هذه البنية التحتية الجديدة؟ وبالنظر إلى المناخ السياسي الحالي المستقطب ، كيف ستقوم الحكومات بتمرير الميزانيات الهائلة اللازمة لإحداث تأثير في تراكم البنية التحتية لدينا؟ 

بشكل عام ، العثور على المال ليس هو المشكلة. يمكن للحكومات طباعة النقود حسب الرغبة إذا شعرت أنها ستفيد عددًا كافيًا من الناخبين الذين يحق لهم التصويت. لهذا السبب أصبحت مشاريع البنية التحتية التي لمرة واحدة هي الجزرة التي يتدلى بها السياسيون أمام الناخبين قبل معظم الحملات الانتخابية. غالبًا ما يتنافس شاغلو المناصب والمتحدون حول من سيمول أحدث الجسور والطرق السريعة والمدارس وأنظمة مترو الأنفاق ، وغالبًا ما يتجاهلون ذكر الإصلاحات البسيطة للبنية التحتية الحالية. (كقاعدة عامة ، يجذب إنشاء بنية تحتية جديدة أصواتًا أكثر من إصلاح البنية التحتية الحالية أو البنية التحتية غير المرئية ، مثل شبكات الصرف الصحي والمياه).

هذا الوضع الراهن هو السبب في أن الطريقة الوحيدة لتحسين عجز البنية التحتية الوطنية بشكل شامل هي زيادة مستوى الوعي العام حول هذه القضية واندفاع الجمهور (الغضب والعزوات) لفعل شيء حيال ذلك. ولكن حتى يحدث ذلك ، ستظل عملية التجديد هذه مجزأة في أحسن الأحوال حتى أواخر عام 2020 - هذا عندما يظهر عدد من الاتجاهات الخارجية ، مما يؤدي إلى زيادة الطلب على إنشاء البنية التحتية بشكل كبير. 

أولاً ، ستبدأ الحكومات في جميع أنحاء العالم المتقدم في مواجهة معدلات بطالة قياسية ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى نمو الأتمتة. كما هو موضح في ملف مستقبل العمل ستحل السلسلة والذكاء الاصطناعي المتقدم والروبوتات محل العمالة البشرية بشكل متزايد في مجموعة واسعة من التخصصات والصناعات.

ثانيًا ، ستحدث أنماط وأحداث مناخية متزايدة الشدة بسبب تغير المناخ ، على النحو المبين في منطقتنا مستقبل تغير المناخ سلسلة. وكما سنناقش أدناه ، فإن الطقس القاسي سيؤدي إلى فشل بنيتنا التحتية الحالية بوتيرة أسرع بكثير مما تستعد له معظم البلديات. 

ولمواجهة هذه التحديات المزدوجة ، ستلجأ الحكومات اليائسة أخيرًا إلى استراتيجية العمل المجربة والصحيحة - تطوير البنية التحتية - بأكياس ضخمة من النقود. اعتمادًا على البلد ، قد تأتي هذه الأموال ببساطة من خلال الضرائب الجديدة ، والسندات الحكومية الجديدة ، وترتيبات التمويل الجديدة (الموصوفة لاحقًا) وبشكل متزايد من الشراكات بين القطاعين العام والخاص. وبغض النظر عن التكلفة ، فإن الحكومات ستدفعها - لتهدئة الاضطرابات العامة الناجمة عن البطالة المنتشرة ولإنشاء بنية تحتية مقاومة للمناخ للجيل القادم. 

في الواقع ، بحلول عام 2030 ، مع تسارع عصر أتمتة العمل ، قد تمثل مشاريع البنية التحتية الكبرى واحدة من آخر المبادرات العظيمة التي تمولها الحكومة والتي يمكن أن تخلق مئات الآلاف من الوظائف غير القابلة للتصدير في فترة زمنية قصيرة. 

مقاومة المناخ لمدننا

بحلول الأربعينيات من القرن الماضي ، ستؤدي الأنماط والأحداث المناخية المتطرفة إلى الضغط على البنية التحتية لمدينتنا إلى أقصى حدودها. قد تشهد المناطق التي تعاني من درجات الحرارة الشديدة حدوث تمزق شديد في طرقها ، وزيادة الازدحام المروري بسبب فشل الإطارات على نطاق واسع ، والالتواء الخطير في خطوط السكك الحديدية ، وأنظمة الطاقة المحملة بشكل زائد من مكيفات الهواء التي تم وضعها في الانفجار.  

المناطق التي تتعرض لهطول الأمطار المعتدلة يمكن أن تشهد زيادة في نشاط العاصفة والأعاصير. ستؤدي الأمطار الغزيرة إلى زيادة التحميل على أنابيب الصرف الصحي مما يؤدي إلى أضرار الفيضانات بالمليارات. خلال فصل الشتاء ، يمكن أن تشهد هذه المناطق تساقط ثلوج مفاجئ وكبير مقاسة بالأقدام إلى الأمتار. 

وبالنسبة لتلك المراكز المأهولة بالسكان التي تقع على طول الساحل أو المناطق المنخفضة ، مثل منطقة خليج تشيسابيك في الولايات المتحدة أو معظم جنوب بنغلاديش أو مدن مثل شنغهاي وبانكوك ، فإن هذه الأماكن قد تشهد عواصف شديدة. وإذا ارتفعت مستويات سطح البحر بشكل أسرع من المتوقع ، فقد يتسبب ذلك أيضًا في هجرات جماعية للاجئين بسبب المناخ من هذه المناطق المتأثرة في الداخل. 

بغض النظر عن كل سيناريوهات يوم القيامة هذه ، من العدل أن نلاحظ أن مدننا وبنيتنا التحتية هي المسؤولة جزئيًا عن كل هذا. 

المستقبل هو البنية التحتية الخضراء

47 في المائة من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية تأتي من المباني والبنية التحتية لدينا ؛ كما أنها تستهلك 49٪ من طاقة العالم. الكثير من هذه الانبعاثات واستهلاك الطاقة هي نفايات يمكن تجنبها تمامًا وهي موجودة بسبب نقص التمويل للمباني على نطاق واسع وصيانة البنية التحتية. كما أنها موجودة أيضًا بسبب أوجه القصور الهيكلية من معايير البناء القديمة السائدة في عشرينيات وخمسينيات القرن الماضي ، عندما تم بناء معظم المباني القائمة والبنية التحتية لدينا. 

ومع ذلك ، فإن هذه الحالة الحالية تقدم فرصة. أ تقرير وفقًا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع للحكومة الأمريكية ، إذا تم تعديل مخزون المباني في البلاد باستخدام أحدث التقنيات الموفرة للطاقة وقوانين البناء ، فيمكن أن يقلل استخدام الطاقة في المباني بنسبة 60 بالمائة. علاوة على ذلك ، إذا كانت الألواح الشمسية و نوافذ شمسية تمت إضافتها إلى هذه المباني حتى يتمكنوا من إنتاج الكثير أو كل طاقتهم الخاصة ، ويمكن أن يرتفع هذا الحد من الطاقة إلى 88 بالمائة. وفي الوقت نفسه ، وجدت دراسة أجراها برنامج الأمم المتحدة للبيئة أن مبادرات مماثلة ، إذا نُفذت في جميع أنحاء العالم ، يمكن أن تخفض معدلات الانبعاثات وتحقق وفورات في الطاقة تزيد عن 30 في المائة. 

بالطبع ، لن يكون أي من هذا رخيصًا. إن تنفيذ تحسينات البنية التحتية اللازمة للوصول إلى أهداف خفض الطاقة هذه سيكلف ما يقرب من 4 تريليونات دولار على مدى 40 عامًا في الولايات المتحدة وحدها (100 مليار دولار سنويًا). ولكن على الجانب الآخر ، فإن وفورات الطاقة طويلة الأجل من هذه الاستثمارات ستساوي 6.5 تريليون دولار (165 مليار دولار في السنة). بافتراض أن الاستثمارات يتم تمويلها من خلال توفير الطاقة في المستقبل ، فإن تجديد البنية التحتية هذا يمثل عائدًا رائعًا على الاستثمار. 

في الواقع ، يسمى هذا النوع من التمويل اتفاقيات الادخار المشتركة، حيث يتم تثبيت المعدات ثم دفع ثمنها من قبل المستخدم النهائي من خلال توفير الطاقة الناتج عن المعدات المذكورة ، هو ما يقود الطفرة الشمسية السكنية في معظم أمريكا الشمالية وأوروبا. استخدمت شركات مثل Ameresco و SunPower Corp و SolarCity التابعة لـ Elon Musk اتفاقيات التمويل هذه لمساعدة الآلاف من مالكي المنازل الخاصة على الخروج من الشبكة وخفض فواتير الكهرباء الخاصة بهم. على نفس المنوال، الرهون العقارية الخضراء هي أداة تمويل مماثلة تسمح للبنوك وشركات الإقراض الأخرى بتقديم معدلات فائدة منخفضة للشركات وأصحاب المنازل الذين يقومون بتركيب الألواح الشمسية.

تريليونات لكسب المزيد من التريليونات

في جميع أنحاء العالم ، من المتوقع أن يصل النقص في البنية التحتية العالمية لدينا إلى 15-20 تريليون دولار بحلول عام 2030. ولكن كما ذكرنا سابقًا ، يمثل هذا النقص فرصة هائلة لأن سد هذه الفجوة يمكن أن يخلق ما يصل إلى 100 مليون وظيفة جديدة وتوليد 6 تريليون دولار سنويًا في النشاط الاقتصادي الجديد.

هذا هو السبب في أن الحكومات الاستباقية التي تقوم بتعديل المباني القائمة واستبدال البنية التحتية القديمة لن تضع فقط سوق العمل والمدن لديها لتزدهر في القرن الحادي والعشرين ، ولكنها تفعل ذلك باستخدام طاقة أقل بكثير وتساهم في انبعاثات كربونية أقل بكثير في بيئتنا. بشكل عام ، يعد الاستثمار في البنية التحتية مكسبًا لجميع النقاط ، لكن الأمر يتطلب مشاركة عامة كبيرة وإرادة سياسية لتحقيق ذلك.

سلسلة مستقبل المدن

مستقبلنا حضري: مستقبل المدن P1

التخطيط لمدن الغد الكبرى: مستقبل المدن ص 2

تنهار أسعار المساكن حيث أحدثت الطباعة ثلاثية الأبعاد والماجليف ثورة في البناء: مستقبل المدن P3    

كيف ستعيد السيارات ذاتية القيادة تشكيل المدن الكبرى في المستقبل: مستقبل المدن P4 

ضريبة الكثافة لتحل محل ضريبة الأملاك وإنهاء الازدحام: مستقبل المدن P5