Quantumrun

BILLEDKREDIT: Quantumrun

Infrastructure 3.0, genopbygning af morgendagens megabyer: Future of Cities P6

David Tal, udgiver, fremtidsforsker
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tue, 09 / 15 / 2020 - 08: 56

200,000 mennesker migrerer til byer dagligt rundt om i verden. Næsten 70 procent af verden vil bo i byer i 2050, tættere på 90 procent i Nordamerika og Europa.

Problemet?

Vores byer var ikke designet til at imødekomme den hurtige tilstrømning af mennesker, der nu bosætter sig inden for deres områdekoder. Nøgleinfrastruktur, som mange af vores byer er afhængige af for at understøtte deres voksende befolkning, blev stort set bygget for 50 til 100 år siden. Desuden er vores byer bygget til et helt andet klima og ikke godt tilpasset til de ekstreme klimabegivenheder, der sker i dag, og det vil fortsætte med at ske i de kommende årtier, efterhånden som klimaændringerne intensiveres.

Samlet set, for at vores byer – vores hjem – skal overleve og vokse ind i det næste kvarte århundrede, skal de genopbygges stærkere og mere bæredygtigt. I løbet af dette afsluttende kapitel i vores Future of Cities-serie vil vi udforske metoderne og tendenserne, der driver vores byers genfødsel.

Infrastruktur smuldrer rundt omkring os

I New York City (tal fra 2015) er der mere end 200 skoler bygget før 1920'erne og over 1,000 miles af vandledninger og 160 broer, der er mere end 100 år gamle. Af disse broer fandt en undersøgelse fra 2012, at 47 var både strukturelt mangelfulde og brudkritiske. NY's metrosignalsystem overstiger sin 50-årige levetid. Hvis alt dette råd findes i en af verdens rigeste byer, hvad kan du så antage om reparationstilstanden i din by?

Generelt set blev den infrastruktur, der findes i de fleste byer i dag, bygget til det 20. århundrede; nu ligger udfordringen i, hvordan vi går om at renovere eller udskifte denne infrastruktur til det 21. århundrede. Dette bliver ikke nogen let bedrift. Listen over nødvendige reparationer for at nå dette mål er lang. For et perspektiv eksisterer 75 procent af den infrastruktur, der vil være på plads i 2050, ikke i dag.

Og det er ikke kun i den udviklede verden, hvor infrastruktur mangler; man kan argumentere for, at behovet presser udviklingslandene endnu mere. Veje, motorveje, højhastighedstog, telekommunikation, VVS og kloaksystemer, nogle regioner i Afrika og Asien har brug for arbejdet.

Ifølge en indberette af Navigant Research udgjorde den verdensomspændende bygningsmasse i 2013 i alt 138.2 mia. m2, hvoraf 73 % var i beboelsesejendomme. Dette tal vil vokse til 171.3 milliarder m2 i løbet af de næste 10 år og udvides med en sammensat årlig vækstrate på lidt over to procent - meget af denne vækst vil ske i Kina, hvor der årligt tilføjes 2 milliarder m2 bolig- og erhvervsbygningsmasse.

Samlet set vil 65 procent af den globale byggevækst i det næste årti ske på nye markeder, med mindst 1 billion USD i årlige investeringer, der er nødvendige for at bygge bro over kløften til den udviklede verden.

Nye værktøjer til at genopbygge og erstatte infrastruktur

Ligesom bygninger vil vores fremtidige infrastruktur have stor gavn af de byggeinnovationer, der først blev beskrevet i kapitel tre af denne serie. Disse innovationer omfatter brugen af:

Avancerede præfabrikerede bygningskomponenter, der gør det muligt for bygningsarbejdere at bygge strukturer på samme måde som at bruge Lego-stykker.
Robotbyggearbejdere, der øger (og i nogle tilfælde erstatter) menneskelige byggearbejderes arbejde, hvilket forbedrer sikkerheden på arbejdspladsen, byggehastigheden, nøjagtigheden og den overordnede kvalitet.
Konstruktionsskala 3D-printere, der vil anvende den additive fremstillingsproces til at bygge huse og bygninger i naturlig størrelse ved at hælde cement ud lag for lag på en fint kontrolleret måde.
Aleatorisk arkitektur—en langt fremtidig byggeteknik — der gør det muligt for arkitekter at fokusere på design og form af det endelige byggeprodukt og derefter få robotter til at udgyde strukturen ved hjælp af specialdesignede byggestoffer.

På materialesiden vil innovationer omfatte fremskridt inden for konstruktionsbeton og plast, der har unikke egenskaber. Sådanne innovationer omfatter en ny beton til veje, dvs forbløffende permeabel, så vandet kan passere lige igennem det for at undgå ekstreme oversvømmelser eller glatte vejforhold. Et andet eksempel er beton, der kan helbrede sig selv fra revner forårsaget af miljøet eller af jordskælv.

Hvordan skal vi finansiere al denne nye infrastruktur?

Det er klart, at vi skal reparere og udskifte vores infrastruktur. Vi er heldige, at de næste to årtier vil se introduktionen af en række nye byggeværktøjer og -materialer. Men hvordan skal regeringerne betale for al denne nye infrastruktur? Og i betragtning af det nuværende, polariserede politiske klima, hvordan vil regeringerne så passere de gigantiske budgetter, der er nødvendige for at gøre et indhug i vores infrastrukturefterslæb?

Generelt er det ikke problemet at finde pengene. Regeringer kan trykke penge efter eget ønske, hvis de føler, at det vil gavne nok stemmeberettigede. Det er af denne grund, at enkeltstående infrastrukturprojekter er blevet gulerodspolitikerne hængende foran vælgerne forud for de fleste valgkampe. De etablerede og udfordrerne konkurrerer ofte om, hvem der skal finansiere de nyeste broer, motorveje, skoler og metrosystemer, og ignorerer ofte omtalen af simple reparationer af eksisterende infrastruktur. (Som regel tiltrækker det at skabe ny infrastruktur flere stemmer end at reparere eksisterende infrastruktur eller usynlig infrastruktur, såsom kloak og vandledninger.)

Denne status quo er grunden til, at den eneste måde til omfattende forbedring af vores nationale infrastrukturunderskud er at øge niveauet af offentlighedens bevidsthed om problemet og offentlighedens drift (vrede og højgafler) til at gøre noget ved det. Men indtil det sker, vil denne fornyelsesproces i bedste fald forblive stykkevis indtil slutningen af 2020'erne - det er her, der vil dukke en række eksterne tendenser op, som driver efterspørgslen efter infrastrukturbyggeri i høj grad.

For det første vil regeringer i hele den udviklede verden begynde at opleve rekordhøje arbejdsløshedsrater, hovedsagelig på grund af væksten i automatisering. Som forklaret i vores Fremtid for arbejde serier, avanceret kunstig intelligens og robotteknologi vil i stigende grad erstatte menneskelig arbejdskraft i en lang række discipliner og industrier.

For det andet vil stadig mere alvorlige klimamønstre og begivenheder forekomme på grund af klimaændringer, som skitseret i vores Fremtiden for klimaændringer serie. Og som vi vil diskutere yderligere nedenfor, vil ekstremt vejr få vores eksisterende infrastruktur til at svigte i et langt hurtigere tempo, end de fleste kommuner er forberedt på.

For at løse disse dobbelte udfordringer vil desperate regeringer endelig vende sig til den gennemprøvede make-work-strategi – infrastrukturudvikling – med enorme pengesække. Afhængigt af landet kan disse penge blot komme gennem ny beskatning, nye statsobligationer, nye finansieringsordninger (beskrevet senere) og i stigende grad fra offentlig-private partnerskaber. Uanset omkostningerne vil regeringerne betale det – både for at simre ned offentlig uro fra udbredt arbejdsløshed og for at bygge klimasikker infrastruktur til næste generation.

Faktisk kan store infrastrukturprojekter i 2030'erne, efterhånden som arbejdsautomatiseringens tidsalder accelererer, repræsentere et af de sidste store regeringsfinansierede initiativer, der kan skabe hundredtusindvis af ikke-eksporterbare job på kort tid.

Klimasikre vores byer

I 2040'erne vil ekstreme klimamønstre og begivenheder stresse vores byinfrastruktur til dets grænser. Regioner, der lider af ekstrem varme, kan opleve alvorlige spordannelser på deres veje, øget trafikpropper på grund af udbredt dækfejl, farlig skævvridning af jernbaneskinnerne og strømsystemer overbelastet fra klimaanlæg, der er sat på sprængning.

Regioner, der oplever moderat nedbør, kan opleve en stigning i storm- og tornadoaktivitet. Kraftig regn vil forårsage overbelastet kloakledning, hvilket vil føre til milliarder af oversvømmelser. Om vinteren kunne disse områder se pludselige og betydelige snefald målt i fod til meter.

Og for de befolkede centre, der ligger langs kysten eller lavtliggende områder, som Chesapeake Bay-området i USA eller det meste af det sydlige Bangladesh eller byer som Shanghai og Bangkok, kan disse steder opleve ekstreme stormfloder. Og skulle havniveauet stige hurtigere end forventet, kan det også forårsage massive migrationer af klimaflygtninge fra disse berørte områder inde i landet.

Bortset fra alle disse dommedagsscenarier, er det rimeligt at bemærke, at vores byer og infrastruktur er delvist skyld i alt dette.

Fremtiden er grøn infrastruktur

47 procent af de globale drivhusgasemissioner kommer fra vores bygninger og infrastruktur; de bruger også 49 procent af verdens energi. Meget af disse emissioner og energiforbrug er fuldstændigt undgået affald, der eksisterer på grund af manglende finansiering til omfattende bygnings- og infrastrukturvedligeholdelse. De eksisterer også på grund af strukturelle ineffektiviteter fra de forældede byggestandarder, der var fremherskende i 1920-50'erne, hvor de fleste af vores eksisterende bygninger og infrastruktur blev bygget.

Denne nuværende tilstand giver dog en mulighed. EN indberette af den amerikanske regerings National Renewable Energy Laboratory beregnet, at hvis landets beholdning af bygninger blev eftermonteret ved hjælp af de nyeste energieffektive teknologier og byggekoder, kunne det reducere bygningens energiforbrug med 60 procent. Desuden, hvis solpaneler og solvinduer blev tilføjet til disse bygninger, så de kunne producere meget eller hele deres egen strøm, at energireduktionen kunne stige til 88 procent. I mellemtiden fandt en undersøgelse fra FN's miljøprogram, at lignende initiativer, hvis de blev implementeret på verdensplan, kunne reducere emissionsraterne og opnå energibesparelser på over 30 procent.

Selvfølgelig ville intet af dette være billigt. Implementering af de nødvendige infrastrukturforbedringer for at nå disse energireduktionsmål vil koste omkring 4 billioner USD over 40 år alene i USA (100 milliarder USD om året). Men på bagsiden vil de langsigtede energibesparelser fra disse investeringer svare til 6.5 billioner dollars (165 milliarder dollars om året). Forudsat at investeringerne finansieres gennem de fremtidige genererede energibesparelser, repræsenterer denne infrastrukturfornyelse et imponerende afkast af investeringen.

Faktisk kaldes denne form for finansiering Aftaler om fælles opsparing, hvor udstyr installeres og derefter betales af slutbrugeren gennem de energibesparelser, der genereres af nævnte udstyr, er det, der driver boligens sol-boom i store dele af Nordamerika og Europa. Virksomheder som Ameresco, SunPower Corp. og Elon Musk-tilknyttede SolarCity har brugt disse finansieringsaftaler til at hjælpe tusindvis af private boligejere med at komme ud af nettet og sænke deres elregninger. Ligeledes, Grønne realkreditlån er et lignende finansieringsværktøj, der giver banker og andre låneselskaber mulighed for at tilbyde lavere renter til virksomheder og boligejere, der installerer solpaneler.

Trillioner for at tjene flere billioner

På verdensplan forventes vores globale infrastrukturmangel at nå op på 15-20 billioner USD i 2030. Men som tidligere nævnt repræsenterer denne mangel en enorm mulighed som at lukke dette hul kunne skabe op til 100 millioner nye job og generere 6 billioner dollars om året i ny økonomisk aktivitet.

Det er grunden til, at proaktive regeringer, som ombygger eksisterende bygninger og erstatter aldrende infrastruktur, ikke kun vil positionere deres arbejdsmarked og byer til at trives i det 21. århundrede, men gør det ved at bruge langt mindre energi og bidrage med langt færre kulstofemissioner til vores miljø. Samlet set er investering i infrastruktur en gevinst på alle punkter, men det vil kræve et betydeligt offentligt engagement og politisk vilje at få det til at ske.