Quantumrun

KREDIT OBRAZU: Quantumrun

Infrastruktura 3.0, přestavba megaměst zítřka: Budoucnost měst P6

David Tal, vydavatel, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Út, 09/15/2020 - 08:56

Denně migruje do měst po celém světě 200,000 XNUMX lidí. Téměř 70 procent světa bude do roku 2050 žít ve městech, v Severní Americe a Evropě to bude téměř 90 procent.

Problém?

Naše města nebyla navržena tak, aby vyhovovala rychlému přílivu lidí, kteří se nyní usazují v rámci jejich předvoleb. Klíčová infrastruktura, na které závisí velká část našich měst při podpoře jejich rostoucí populace, byla z velké části vybudována před 50 až 100 lety. Naše města byla navíc postavena pro úplně jiné klima a nebyla dobře přizpůsobena extrémním klimatickým jevům, které se dnes dějí, a to se bude dít i v nadcházejících desetiletích, protože změna klimatu zesílí.

Celkově vzato, aby naše města – naše domovy – přežila a rostla do příštího čtvrtstoletí, musí být přestavěna pevnější a udržitelněji. V průběhu této závěrečné kapitoly naší série Future of Cities prozkoumáme metody a trendy, které vedou k znovuzrození našich měst.

Všude kolem nás se hroutí infrastruktura

V New Yorku (údaje z roku 2015) je více než 200 škol postavených před dvacátými léty a více než 1920 1,000 mil vodovodního potrubí a 160 mostů, které jsou staré více než 100 let. Studie z roku 2012 zjistila, že z těchto mostů bylo 47 strukturně vadných a kritických pro zlomeniny. Hlavní signalizační systém metra v NY překračuje svou 50letou životnost. Pokud všechna tato hniloba existuje v jednom z nejbohatších měst světa, co můžete předpokládat o stavu oprav ve vašem městě?

Obecně řečeno, infrastruktura, která se dnes nachází ve většině měst, byla vybudována pro 20. století; nyní výzva spočívá v tom, jak budeme tuto infrastrukturu renovovat nebo nahrazovat pro 21. století. To nebude snadný úkol. Seznam oprav potřebných k dosažení tohoto cíle je dlouhý. Pro perspektivu, 75 procent infrastruktury, která bude zavedena do roku 2050, dnes neexistuje.

A není to jen ve vyspělém světě, kde chybí infrastruktura; lze namítnout, že tato potřeba je ještě naléhavější v rozvojovém světě. Silnice, dálnice, vysokorychlostní železnice, telekomunikace, vodovodní a kanalizační systémy, některé regiony v Africe a Asii potřebují práce.

Podle jednoho zprávy podle Navigant Research, v roce 2013 činil celosvětový stavební fond 138.2 miliard m2, z čehož 73 % bylo v obytných budovách. Toto číslo v průběhu příštích 171.3 let vzroste na 2 miliardy m10 a bude se rozšiřovat složeným ročním tempem růstu o něco málo přes dvě procenta – velká část tohoto růstu se odehraje v Číně, kde ročně přibývají 2 miliardy m2 bytových a komerčních budov.

Celkově se 65 procent celosvětového růstu stavebnictví v příští dekádě odehraje na rozvíjejících se trzích, přičemž k překlenutí propasti s rozvinutým světem je potřeba ročních investic ve výši nejméně 1 bilionu dolarů.

Nové nástroje pro obnovu a nahrazení infrastruktury

Stejně jako budovy bude naše budoucí infrastruktura velmi těžit ze stavebních inovací, které byly poprvé popsány v kapitola třetí této série. Tyto inovace zahrnují použití:

Pokročilé prefabrikované stavební komponenty, které umožňují stavebním dělníkům stavět stavby podobně jako pomocí dílků Lego.
Robotičtí stavební dělníci, kteří rozšiřují (a v některých případech nahrazují) práci lidských stavebních dělníků, zlepšují bezpečnost na pracovišti, rychlost výstavby, přesnost a celkovou kvalitu.
3D tiskárny ve stavebním měřítku, které použijí proces aditivní výroby na stavbu domů a budov v životní velikosti tak, že se vrstva po vrstvě nalévá cement přesně řízeným způsobem.
Aleatorní architektura— stavební technika daleké budoucnosti — která architektům umožňuje soustředit se na design a tvar konečného stavebního produktu a poté nechat roboty vytvořit konstrukci pomocí zakázkově navržených stavebních materiálů.

Na straně materiálů budou inovace zahrnovat pokroky ve stavebním betonu a plastech, které mají jedinečné vlastnosti. Mezi takové inovace patří nový beton pro silnice, který je úžasně propustná, umožňující vodě procházet přímo skrz, aby se zabránilo extrémním záplavám nebo kluzkým podmínkám na vozovce. Dalším příkladem je beton, který může uzdrav se z trhlin způsobených okolním prostředím nebo zemětřesením.

Jak budeme financovat celou tuto novou infrastrukturu?

Je jasné, že musíme opravit a vyměnit naši infrastrukturu. Máme štěstí, že v příštích dvou desetiletích budou představeny různé nové stavební nástroje a materiály. Ale jak budou vlády platit za celou tuto novou infrastrukturu? A vzhledem k současnému, polarizovanému politickému klimatu, jak vlády schválí ty obrovské rozpočty potřebné k tomu, aby narušily naši infrastrukturu?

Obecně řečeno, najít peníze není problém. Vlády mohou libovolně tisknout peníze, pokud se domnívají, že budou přínosem pro dostatek voličů. Z tohoto důvodu se jednorázové infrastrukturní projekty staly mrkevem politiků před voliči před většinou volebních kampaní. Zavedení a vyzyvatelé často soutěží o to, kdo bude financovat nejnovější mosty, dálnice, školy a systémy metra, přičemž často ignorují zmínku o jednoduchých opravách stávající infrastruktury. (Vytvoření nové infrastruktury zpravidla přitahuje více hlasů než oprava stávající infrastruktury nebo neviditelné infrastruktury, jako je kanalizace a vodovodní potrubí.)

Tento status quo je důvodem, proč jediným způsobem, jak komplexně zlepšit náš deficit národní infrastruktury, je zvýšit úroveň informovanosti veřejnosti o této problematice a snahu veřejnosti (hněv a vidle) s tím něco dělat. Ale dokud se tak nestane, tento proces obnovy zůstane v nejlepším případě po částech až do konce roku 2020 – to je doba, kdy se objeví řada vnějších trendů, které budou ve velkém pohánět poptávku po výstavbě infrastruktury.

Za prvé, vlády v celém rozvinutém světě začnou pociťovat rekordní míru nezaměstnanosti, z velké části kvůli růstu automatizace. Jak je vysvětleno v našem Budoucnost práce pokročilá umělá inteligence a robotika budou stále více nahrazovat lidskou práci v celé řadě oborů a odvětví.

Za druhé, v důsledku změny klimatu bude docházet ke stále závažnějším klimatickým vzorcům a událostem, jak je uvedeno v našem článku Budoucnost změny klimatu série. A jak probereme dále, extrémní počasí způsobí, že naše stávající infrastruktura selže mnohem rychleji, než je většina obcí připravena.

Aby se zoufalé vlády vypořádaly s těmito dvojími výzvami, konečně se obrátí na osvědčenou strategii výroby – rozvoj infrastruktury – s obrovskými balíky peněz. V závislosti na zemi mohou tyto peníze pocházet jednoduše prostřednictvím nového zdanění, nových vládních dluhopisů, nových mechanismů financování (popsáno později) a stále častěji z partnerství veřejného a soukromého sektoru. Bez ohledu na cenu to vlády zaplatí – jednak proto, aby udusily veřejné nepokoje z rozsáhlé nezaměstnanosti, a aby vybudovaly klimaticky odolnou infrastrukturu pro příští generaci.

Ve 2030. letech XNUMX. století, kdy se věk automatizace práce zrychluje, mohou velké infrastrukturní projekty představovat jednu z posledních velkých iniciativ financovaných vládou, které mohou v krátké době vytvořit stovky tisíc pracovních míst, která nelze exportovat.

Naše města odolná vůči klimatu

Do 2040. let XNUMX. století extrémní klimatické vzorce a události zatíží naši městskou infrastrukturu na její limity. Regiony, které trpí extrémními horky, by mohly zaznamenat silné vyjeté koleje, zvýšené dopravní zácpy v důsledku rozsáhlého selhání pneumatik, nebezpečné deformace železničních tratí a přetížené energetické systémy z klimatizací.

Oblasti, kde se vyskytují mírné srážky, by mohly zaznamenat nárůst aktivity bouřek a tornád. Vydatné deště způsobí přetížení kanalizačních rozvodů, což povede k miliardovým škodám způsobeným záplavami. Během zimy mohly tyto oblasti zaznamenat náhlé a značné sněhové srážky měřené ve stopách až metrech.

A pro ta obydlená centra, která leží podél pobřeží nebo nízko položených oblastí, jako je oblast Chesapeake Bay v USA nebo většina jižního Bangladéše nebo města jako Šanghaj a Bangkok, mohou tato místa zažít extrémní bouřkové vlny. A pokud by hladina moří stoupala rychleji, než se očekávalo, mohlo by to také způsobit masivní migraci klimatických uprchlíků z těchto postižených oblastí do vnitrozemí.

Všechny tyto scénáře soudného dne stranou, je fér poznamenat, že za to všechno mohou částečně naše města a infrastruktura.

Budoucnost je zelená infrastruktura

47 procent globálních emisí skleníkových plynů pochází z našich budov a infrastruktury; také spotřebovávají 49 procent světové energie. Velká část těchto emisí a spotřeby energie je zcela nevyhnutelným odpadem, který existuje kvůli nedostatku finančních prostředků na rozsáhlou údržbu budov a infrastruktury. Existují také kvůli strukturální neefektivitě ze zastaralých stavebních norem převládajících ve 1920.–50. letech XNUMX. století, kdy byla postavena většina našich stávajících budov a infrastruktury.

Tento současný stav však nabízí příležitost. A zprávy Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie americké vlády vypočítala, že pokud by byl národní fond budov modernizován pomocí nejnovějších energeticky účinných technologií a stavebních předpisů, mohlo by to snížit spotřebu energie v budovách o 60 procent. Navíc pokud solární panely a solární okna byly přidány k těmto budovám, aby mohly vyrábět většinu nebo veškerou vlastní energii, že snížení spotřeby energie by se mohlo zvýšit na 88 procent. Mezitím studie Programu OSN pro životní prostředí zjistila, že podobné iniciativy, pokud by byly implementovány po celém světě, by mohly snížit emise a dosáhnout úspor energie o více než 30 procent.

Nic z toho by samozřejmě nebylo levné. Implementace zlepšení infrastruktury potřebných k dosažení těchto cílů snížení spotřeby energie by jen v USA stála za 4 let zhruba 40 biliony dolarů (100 miliard dolarů ročně). Ale na druhou stranu by se dlouhodobé úspory energie z těchto investic rovnaly 6.5 bilionu dolarů (165 miliard dolarů ročně). Za předpokladu, že investice jsou financovány prostřednictvím budoucích úspor energie, představuje tato obnova infrastruktury působivou návratnost investice.

Ve skutečnosti tento druh financování, tzv Smlouvy o sdíleném spoření, kde je zařízení instalováno a poté za něj koncovým uživatelem placeno prostřednictvím úspor energie generovaných uvedeným zařízením, je to, co pohání rezidenční solární boom ve velké části Severní Ameriky a Evropy. Společnosti jako Ameresco, SunPower Corp. a Elon Musk přidružené k SolarCity využily tyto finanční dohody, aby pomohly tisícům soukromých majitelů domů dostat se ze sítě a snížit své účty za elektřinu. Rovněž, Zelené hypotéky je podobný nástroj financování, který umožňuje bankám a dalším úvěrovým společnostem nabízet nižší úrokové sazby pro podniky a majitele domů, kteří instalují solární panely.

Triliony, aby se vydělaly další biliony

Očekává se, že celosvětově náš globální nedostatek infrastruktury dosáhne do roku 15 20–2030 bilionů dolarů. Ale jak již bylo zmíněno dříve, tento nedostatek představuje obrovskou příležitost. uzavření této mezery by mohlo vytvořit až 100 milionů nových pracovních míst a generují 6 bilionů dolarů ročně v nové ekonomické aktivitě.

To je důvod, proč proaktivní vlády, které modernizují stávající budovy a nahrazují stárnoucí infrastrukturu, nejenže umístí svůj trh práce a města tak, aby prosperovaly v 21. století, ale učiní tak s použitím mnohem méně energie a přispějí mnohem méně uhlíkových emisí do našeho životního prostředí. Celkově lze říci, že investice do infrastruktury jsou ve všech ohledech výhrou, ale k jejich uskutečnění bude zapotřebí značného zapojení veřejnosti a politické vůle.