Cwantwmrun

CREDYD DELWEDD: Cwantwmrun

Seilwaith 3.0, ailadeiladu megaddinasoedd yfory: Dyfodol Dinasoedd P6

David Tal, Cyhoeddwr, Dyfodolwr
@DavidTalWrites
LinkedIn

Dydd Mawrth, 09/15/2020 - 08:56

Mae 200,000 o bobl yn mudo i ddinasoedd ledled y byd bob dydd. Bron 70 y cant o'r byd yn byw mewn dinasoedd erbyn 2050, yn agosach at 90 y cant yng Ngogledd America ac Ewrop.

Y broblem?

Nid oedd ein dinasoedd wedi'u cynllunio i ddarparu ar gyfer y mewnlifiad cyflym o bobl sydd bellach yn ymgartrefu o fewn eu codau ardal. Adeiladwyd y seilwaith allweddol y mae llawer o'n dinasoedd yn dibynnu arno i gynnal eu poblogaeth gynyddol i raddau helaeth 50 i 100 mlynedd yn ôl. At hynny, adeiladwyd ein dinasoedd ar gyfer hinsawdd hollol wahanol a heb eu haddasu’n dda ar gyfer y digwyddiadau hinsawdd eithafol sy’n digwydd heddiw, a bydd hynny’n parhau i ddigwydd dros y degawdau nesaf wrth i’r newid yn yr hinsawdd ddwysau.

At ei gilydd, er mwyn i’n dinasoedd—ein cartrefi— oroesi a thyfu i’r chwarter canrif nesaf, mae angen eu hailadeiladu’n gryfach ac yn fwy cynaliadwy. Yn ystod y bennod olaf hon o'n cyfres Future of Cities, byddwn yn archwilio'r dulliau a'r tueddiadau sy'n gyrru aileni ein dinasoedd.

Isadeiledd yn dadfeilio o'n cwmpas

Yn Ninas Efrog Newydd (ffigurau 2015), mae mwy na 200 o ysgolion wedi’u hadeiladu cyn y 1920au a dros 1,000 milltir o brif bibellau dŵr a 160 o bontydd sy’n fwy na 100 mlwydd oed. O'r pontydd hynny, canfu astudiaeth yn 2012 fod 47 yn ddiffygiol yn strwythurol ac yn hanfodol i dorri asgwrn. Mae system signalau prif linell isffordd NY yn fwy na'i hoes ddefnyddiol 50 mlynedd. Os yw'r holl bydredd hwn yn bodoli o fewn un o ddinasoedd cyfoethocaf y byd, beth allwch chi ei dybio am gyflwr eich dinas?

Yn gyffredinol, adeiladwyd yr isadeiledd a geir yn y rhan fwyaf o ddinasoedd heddiw ar gyfer yr 20fed ganrif; yn awr yr her yw sut yr awn ati i adnewyddu neu amnewid y seilwaith hwn ar gyfer yr 21ain ganrif. Ni fydd hon yn orchest hawdd. Mae'r rhestr o atgyweiriadau sydd eu hangen i gyflawni'r nod hwn yn hir. Er persbectif, nid yw 75 y cant o'r seilwaith a fydd yn ei le erbyn 2050 yn bodoli heddiw.

Ac nid dim ond yn y byd datblygedig y mae diffyg seilwaith; gellir dadlau bod yr angen hyd yn oed yn fwy dybryd ar y byd sy'n datblygu. Mae angen y gwaith ar ffyrdd, priffyrdd, rheilffyrdd cyflym, telathrebu, systemau plymio a charthffosiaeth, rhai rhanbarthau yn Affrica ac Asia.

Yn ôl adrodd gan Navigant Research, yn 2013, cyfanswm y stoc adeiladau byd-eang oedd 138.2 biliwn m2, ac roedd 73% ohono mewn adeiladau preswyl. Bydd y nifer hwn yn tyfu i 171.3 biliwn m2 dros y 10 mlynedd nesaf, gan ehangu ar gyfradd twf blynyddol cyfansawdd o ychydig dros ddau y cant - bydd llawer o'r twf hwn yn digwydd yn Tsieina lle mae 2 biliwn m2 o stoc adeiladau preswyl a masnachol yn cael ei ychwanegu bob blwyddyn.

Yn gyffredinol, bydd 65 y cant o dwf adeiladu byd-eang ar gyfer y degawd nesaf yn digwydd mewn marchnadoedd sy'n dod i'r amlwg, gydag o leiaf $ 1 triliwn mewn buddsoddiadau blynyddol eu hangen i bontio'r bwlch gyda'r byd datblygedig.

Offer newydd i ailadeiladu a disodli seilwaith

Yn union fel adeiladau, bydd ein seilwaith yn y dyfodol yn elwa'n fawr o'r datblygiadau adeiladu a ddisgrifiwyd gyntaf pennod tri o'r gyfres hon. Mae'r datblygiadau arloesol hyn yn cynnwys defnyddio:

Cydrannau adeiladu parod uwch sy'n caniatáu i weithwyr adeiladu adeiladu strwythurau yn debyg iawn i ddefnyddio darnau Lego.
Gweithwyr adeiladu robotig sy'n ychwanegu at (ac mewn rhai achosion yn disodli) gwaith gweithwyr adeiladu dynol, gan wella diogelwch yn y gweithle, cyflymder adeiladu, cywirdeb ac ansawdd cyffredinol.
Argraffwyr 3D ar raddfa adeiladu a fydd yn cymhwyso'r broses weithgynhyrchu ychwanegion i adeiladu cartrefi ac adeiladau maint bywyd trwy arllwys sment haen-wrth-haen mewn modd a reolir yn fân.
Pensaernïaeth aleatory—techneg adeiladu dyfodol pell—sy'n caniatáu i benseiri ganolbwyntio ar ddyluniad a siâp y cynnyrch adeiladu terfynol ac yna cael robotiaid i arllwys y strwythur i fodolaeth gan ddefnyddio sylweddau adeiladu a ddyluniwyd yn arbennig.

Ar yr ochr ddeunyddiau, bydd datblygiadau arloesol yn cynnwys datblygiadau mewn concrit gradd adeiladu a phlastigau sydd â phriodweddau unigryw. Mae datblygiadau arloesol o'r fath yn cynnwys concrit newydd ar gyfer ffyrdd hynny yw rhyfeddol athraidd, gan ganiatáu i ddŵr basio drwyddo er mwyn osgoi llifogydd eithafol neu amodau ffyrdd llithrig. Enghraifft arall yw concrit a all iachau ei hun o graciau a achosir gan yr amgylchedd neu gan ddaeargrynfeydd.

Sut ydym ni'n mynd i ariannu'r holl seilwaith newydd hwn?

Mae’n amlwg bod angen inni drwsio ac ailosod ein seilwaith. Rydym yn ffodus y bydd amrywiaeth o offer a deunyddiau adeiladu newydd yn cael eu cyflwyno yn ystod y ddau ddegawd nesaf. Ond sut mae llywodraethau'n mynd i dalu am yr holl seilwaith newydd hwn? Ac o ystyried yr hinsawdd wleidyddol polariaidd bresennol, sut mae llywodraethau'n mynd i basio'r cyllidebau garw sydd eu hangen i wneud tolc yn ein hôl-groniad seilwaith?

Yn gyffredinol, nid dod o hyd i'r arian yw'r broblem. Gall llywodraethau argraffu arian yn ôl ewyllys os ydynt yn teimlo y bydd o fudd i ddigon o etholwyr â phleidlais. Am y rheswm hwn mae prosiectau seilwaith untro wedi dod yn wleidyddion moron yn hongian o flaen pleidleiswyr cyn y rhan fwyaf o ymgyrchoedd etholiadol. Mae deiliaid a herwyr yn aml yn cystadlu dros bwy fydd yn ariannu'r pontydd, y priffyrdd, yr ysgolion a'r systemau isffordd mwyaf newydd, gan anwybyddu'r sôn am atgyweiriadau syml i'r seilwaith presennol yn aml. (Fel rheol, mae creu seilwaith newydd yn denu mwy o bleidleisiau na gosod seilwaith presennol neu seilwaith anweledig, fel carthffosydd a phrif bibellau dŵr.)

Y status quo hwn yw pam mai’r unig ffordd o wella ein diffyg seilwaith cenedlaethol yn gynhwysfawr yw cynyddu lefel ymwybyddiaeth y cyhoedd o’r mater ac awydd y cyhoedd (dicter a phigforks) i wneud rhywbeth yn ei gylch. Ond hyd nes y bydd hynny'n digwydd, bydd y broses adnewyddu hon yn parhau'n dameidiog ar y gorau tan ddiwedd y 2020au—dyma pryd y bydd nifer o dueddiadau allanol yn dod i'r amlwg, gan sbarduno'r galw am adeiladu seilwaith mewn ffordd fawr.

Yn gyntaf, bydd llywodraethau ledled y byd datblygedig yn dechrau profi cyfraddau diweithdra uchaf erioed, yn bennaf oherwydd twf awtomeiddio. Fel yr eglurir yn ein Dyfodol Gwaith cyfres, deallusrwydd artiffisial uwch a roboteg yn mynd i ddisodli llafur dynol fwyfwy mewn ystod eang o ddisgyblaethau a diwydiannau.

Yn ail, bydd patrymau a digwyddiadau hinsawdd cynyddol ddifrifol yn digwydd oherwydd newid yn yr hinsawdd, fel yr amlinellir yn ein Dyfodol Newid Hinsawdd cyfres. Ac fel y byddwn yn trafod ymhellach isod, bydd tywydd eithafol yn achosi i'n seilwaith presennol fethu yn gyflymach o lawer nag y mae'r mwyafrif o fwrdeistrefi yn barod ar ei gyfer.

I fynd i'r afael â'r heriau deuol hyn, bydd llywodraethau enbyd yn troi o'r diwedd at y strategaeth gwneud gwaith profedig—datblygu seilwaith—gyda bagiau enfawr o arian parod. Yn dibynnu ar y wlad, gall yr arian hwn ddod yn syml trwy drethi newydd, bondiau llywodraeth newydd, trefniadau ariannu newydd (a ddisgrifir yn ddiweddarach) ac yn gynyddol o bartneriaethau cyhoeddus-preifat. Waeth beth fo'r gost, bydd llywodraethau'n ei thalu—i fudferwi'r aflonyddwch cyhoeddus o ddiweithdra eang ac adeiladu seilwaith gwrth-hinsawdd ar gyfer y genhedlaeth nesaf.

Mewn gwirionedd, erbyn y 2030au, wrth i oedran awtomeiddio gwaith gyflymu, efallai y bydd prosiectau seilwaith mawreddog yn cynrychioli un o'r mentrau gwych olaf a ariennir gan y llywodraeth a all greu cannoedd o filoedd o swyddi na ellir eu hallforio mewn cyfnod byr o amser.

Diogelu ein dinasoedd rhag yr hinsawdd

Erbyn y 2040au, bydd patrymau a digwyddiadau hinsawdd eithafol yn pwysleisio seilwaith ein dinas i’r eithaf. Gallai rhanbarthau sy'n dioddef o wres eithafol weld eu ffyrdd yn rhythu'n ddifrifol, mwy o dagfeydd traffig oherwydd methiant teiars eang, ysbeilio'n beryglus ar draciau rheilffordd, a systemau pŵer wedi'u gorlwytho o gyflyrwyr aer yn cael eu tanio.

Gallai rhanbarthau sy’n profi dyodiad cymedrol brofi cynnydd mewn gweithgarwch stormydd a chorwyntoedd. Bydd glaw trwm yn achosi gorlwytho prif bibellau carthffosydd gan arwain at biliynau o ddifrod gan lifogydd. Yn ystod y gaeaf, gallai'r ardaloedd hyn weld eira sydyn a sylweddol wedi'i fesur mewn troedfedd i fetrau.

Ac ar gyfer y canolfannau poblog hynny sy'n eistedd ar hyd yr arfordir neu ardaloedd isel, fel ardal Bae Chesapeake yn yr UD neu'r rhan fwyaf o dde Bangladesh neu ddinasoedd fel Shanghai a Bangkok, gallai'r lleoedd hyn brofi ymchwyddiadau storm eithafol. A phe bai lefel y môr yn codi'n gyflymach na'r disgwyl, gallai hefyd achosi mudo enfawr o ffoaduriaid hinsawdd o'r ardaloedd hyn yr effeithir arnynt yn fewndirol.

Ar wahân i'r holl senarios dydd dooms hyn, mae'n deg nodi mai ein dinasoedd a'n seilwaith sydd ar fai yn rhannol am hyn i gyd.

Y dyfodol yw seilwaith gwyrdd

Daw 47 y cant o allyriadau nwyon tŷ gwydr byd-eang o'n hadeiladau a'n seilwaith; maent hefyd yn defnyddio 49 y cant o ynni'r byd. Mae llawer o'r allyriadau hyn a'r defnydd o ynni yn wastraff y gellir ei osgoi'n gyfan gwbl sy'n bodoli oherwydd diffyg cyllid ar gyfer cynnal a chadw adeiladau a seilwaith ar raddfa eang. Maent hefyd yn bodoli oherwydd aneffeithlonrwydd strwythurol o’r safonau adeiladu hen ffasiwn a oedd yn gyffredin yn y 1920-50au, pan adeiladwyd y rhan fwyaf o’n hadeiladau a’n seilwaith presennol.

Fodd bynnag, mae'r cyflwr presennol hwn yn gyfle. A adrodd gan Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol llywodraeth yr UD wedi cyfrifo pe bai stoc adeiladau'r genedl yn cael eu hôl-osod gan ddefnyddio'r technolegau ynni effeithlon a'r codau adeiladu diweddaraf, gallai leihau'r defnydd o ynni adeiladu 60 y cant. Ar ben hynny, os paneli solar a ffenestri solar ychwanegwyd at yr adeiladau hyn fel y gallent gynhyrchu eu llawer neu eu holl bŵer eu hunain, y gallai gostyngiad ynni gynyddu i 88 y cant. Yn y cyfamser, canfu astudiaeth gan Raglen Amgylcheddol y Cenhedloedd Unedig y gallai mentrau tebyg, o'u gweithredu ledled y byd, dorri cyfraddau allyriadau a chyflawni arbedion ynni o dros 30 y cant.

Wrth gwrs, ni fyddai dim o hyn yn rhad. Byddai gweithredu'r gwelliannau seilwaith sydd eu hangen i gyrraedd y targedau lleihau ynni hyn yn costio tua $4 triliwn dros 40 mlynedd yn yr UD yn unig ($100 biliwn y flwyddyn). Ond ar yr ochr arall, byddai'r arbedion ynni hirdymor o'r buddsoddiadau hyn yn cyfateb i $6.5 triliwn ($165 biliwn y flwyddyn). Gan dybio bod y buddsoddiadau'n cael eu hariannu drwy'r arbedion ynni a gynhyrchir yn y dyfodol, mae'r adnewyddiad hwn o seilwaith yn cynrychioli enillion trawiadol ar fuddsoddiad.

Yn wir, y math hwn o ariannu, a elwir Cytundebau Arbed a Rennir, lle mae offer yn cael ei osod ac yna'n cael ei dalu gan y defnyddiwr terfynol trwy'r arbedion ynni a gynhyrchir gan yr offer hwnnw, yw'r hyn sy'n gyrru'r ffyniant solar preswyl mewn llawer o Ogledd America ac Ewrop. Mae cwmnïau fel Ameresco, SunPower Corp., a SolarCity sy'n gysylltiedig ag Elon Musk wedi defnyddio'r cytundebau ariannu hyn i helpu miloedd o berchnogion tai preifat i ddod oddi ar y grid a gostwng eu biliau trydan. Yn yr un modd, Morgeisi Gwyrdd yn offeryn ariannu tebyg sy'n caniatáu i fanciau a chwmnïau benthyca eraill gynnig cyfraddau llog is i fusnesau a pherchnogion tai sy'n gosod paneli solar.

Triliynau i wneud mwy o driliynau

Ledled y byd, disgwylir i'n diffyg seilwaith byd-eang gyrraedd $15-20 triliwn erbyn 2030. Ond fel y soniwyd yn gynharach, mae'r diffyg hwn yn gyfle enfawr. gallai cau'r bwlch hwn greu hyd at 100 miliwn o swyddi newydd ac yn cynhyrchu $6 triliwn y flwyddyn mewn gweithgaredd economaidd newydd.

Dyna pam y bydd llywodraethau rhagweithiol sy’n ôl-osod adeiladau presennol ac yn disodli seilwaith sy’n heneiddio nid yn unig yn gosod eu marchnad lafur a’u dinasoedd i ffynnu yn yr 21ain ganrif ond yn gwneud hynny gan ddefnyddio llawer llai o ynni a chyfrannu llawer llai o allyriadau carbon i’n hamgylchedd. Ar y cyfan, mae buddsoddi mewn seilwaith yn fuddugol ar bob pwynt, ond bydd angen ymgysylltiad cyhoeddus sylweddol ac ewyllys gwleidyddol i wneud iddo ddigwydd.