Infrastruktúra 3.0, a holnap nagyvárosainak újjáépítése: Future of Cities P6

Naponta 200,000 XNUMX ember vándorol városokba szerte a világon. Közel 70 százalék A világ lakosságának lakossága 2050-re városokban fog élni, Észak-Amerikában és Európában közel 90 százaléka. 

A probléma? 

Városainkat nem úgy tervezték, hogy megfeleljenek a körzetszámukon belül letelepedő emberek gyors beáramlásának. A kulcsfontosságú infrastruktúra, amelytől városaink nagy része függ a növekvő népesség támogatásához, nagyrészt 50-100 évvel ezelőtt épült. Sőt, városainkat teljesen más éghajlatra építették, és nem alkalmazkodtak megfelelően a ma előforduló szélsőséges éghajlati eseményekhez, és ez a következő évtizedekben is meg fog történni, ahogy az éghajlatváltozás erősödik. 

Összességében, ahhoz, hogy városaink – otthonaink – fennmaradjanak és a következő negyedszázadba növekedjenek, erősebben és fenntarthatóbban kell újjáépíteni őket. A Városok jövője sorozatunk e befejező fejezete során feltárjuk azokat a módszereket és trendeket, amelyek városaink újjászületését ösztönzik. 

Az infrastruktúra összeomlik körülöttünk

New Yorkban (2015-ös adatok) több mint 200 iskola található az 1920-as évek előtt, és több mint 1,000 mérföldnyi vízvezeték és 160 híd található, amelyek több mint 100 évesek. Ezen hidak közül egy 2012-es tanulmány megállapította, hogy 47 szerkezetileg hiányos és töréskritikus volt. A New York-i metró fővonali jelzőrendszere túllépi az 50 éves hasznos élettartamát. Ha ez a rothadás a világ egyik leggazdagabb városában létezik, mit feltételezhet a városának állapotáról? 

Általánosságban elmondható, hogy a legtöbb mai városban található infrastruktúra a 20. századra épült; most a kihívás abban rejlik, hogy hogyan fogjuk felújítani vagy lecserélni ezt az infrastruktúrát a 21. században. Ez nem lesz könnyű bravúr. A cél eléréséhez szükséges javítások listája hosszú. A 75-re kiépülő infrastruktúra 2050 százaléka ma még nem létezik. 

És nem csak a fejlett világban hiányzik az infrastruktúra; vitatható, hogy a szükség még jobban nyomasztja a fejlődő világot. Utak, autópályák, nagysebességű vasút, távközlés, víz- és szennyvízrendszerek, Afrika és Ázsia egyes régióiban szükség van a munkákra. 

A találmány egy jelentést A Navigant Research szerint 2013-ban a világ épületállománya összesen 138.2 milliárd m2 volt, ennek 73%-a lakóépületekben volt. Ez a szám a következő 171.3 év során 2 milliárd m10-re fog növekedni, és éves szinten alig több mint két százalékos növekedési ütemben bővül – a növekedés nagy része Kínában fog bekövetkezni, ahol évente 2 milliárd m2 lakó- és kereskedelmi épületállomány bővül.

Összességében a következő évtizedben a globális építőipar növekedésének 65 százaléka a feltörekvő piacokon fog megvalósulni, és legalább 1 billió dollár éves beruházásra van szükség ahhoz, hogy áthidalják a szakadékot a fejlett világgal. 

Új eszközök az infrastruktúra újjáépítéséhez és cseréjéhez

Csakúgy, mint az épületek, jövőbeli infrastruktúránk is nagy hasznot húz az építési innovációkból, amelyeket először leírtunk harmadik fejezet ebből a sorozatból. Ezek az innovációk magukban foglalják a következők használatát: 

• Fejlett előregyártott építőelemek, amelyek lehetővé teszik az építőmunkások számára, hogy olyan szerkezeteket építsenek, mint a Lego darabokat.
• Robotépítő munkások, amelyek kiegészítik (és bizonyos esetekben helyettesítik) az emberi építőmunkások munkáját, javítva a munkahelyi biztonságot, az építés sebességét, pontosságát és általános minőségét.
• Építési léptékű 3D nyomtatók, amelyek az additív gyártási eljárást alkalmazzák életnagyságú otthonok és épületek építéséhez úgy, hogy a cementet rétegről rétegre öntik ki, finoman szabályozott módon.
• Aleatory építészet– egy távoli jövő építési technikája –, amely lehetővé teszi az építészek számára, hogy a végső építési termék tervezésére és formájára összpontosítsanak, majd robotok építsék fel a szerkezetet egyedi tervezésű építőanyagok felhasználásával. 

Anyagoldalon az innovációk között szerepel majd az egyedi tulajdonságokkal rendelkező építőipari beton és műanyag fejlesztése. Az ilyen újítások közé tartozik az utak új betonja, azaz elképesztően áteresztő, amely lehetővé teszi, hogy a víz közvetlenül áthaladjon rajta, elkerülve a szélsőséges áradásokat vagy a csúszós útviszonyokat. Egy másik példa a beton, amely képes gyógyítsa meg magát a környezet vagy a földrengések okozta repedésekből. 

Hogyan fogjuk finanszírozni ezt az új infrastruktúrát?

Nyilvánvaló, hogy meg kell javítanunk és ki kell cserélnünk az infrastruktúránkat. Szerencsések vagyunk, hogy a következő két évtizedben számos új építőipari eszköz és anyag kerül bevezetésre. De hogyan fizetnek majd a kormányok ezért az új infrastruktúráért? És tekintettel a jelenlegi, polarizált politikai légkörre, hogyan fogják a kormányok elfogadni az infrastrukturális lemaradásunk csökkentéséhez szükséges hatalmas költségvetéseket? 

Általában véve nem a pénz megtalálása a probléma. A kormányok tetszés szerint nyomtathatnak pénzt, ha úgy érzik, hogy az elegendő szavazó választópolgár számára előnyös. Ez az oka annak, hogy az egyszeri infrastrukturális projektek olyanokká váltak, amelyekkel a politikusok a legtöbb választási kampány előtt a választók előtt lógnak. Az inkumbensek és a kihívók gyakran versengenek azon, hogy ki finanszírozza a legújabb hidakat, autópályákat, iskolákat és metrórendszereket, gyakran figyelmen kívül hagyva a meglévő infrastruktúra egyszerű javításainak említését. (Általában az új infrastruktúra létrehozása több szavazatot vonz, mint a meglévő vagy láthatatlan infrastruktúra, például csatorna- és vízvezetékek javítása.)

Ez a status quo az oka annak, hogy nemzeti infrastruktúra-hiányunk átfogó javításának egyetlen módja az, ha növeljük a közvélemény tudatosságát a témában, és növeljük a közvélemény azon késztetését (haragját, dühét), hogy tegyenek valamit ellene. De amíg ez meg nem történik, ez a megújulási folyamat legfeljebb a 2020-as évek végéig töredékes marad – ekkor jelenik meg számos külső trend, ami nagymértékben növeli az infrastruktúra-építés iránti keresletet. 

Először is, a kormányok a fejlett világban rekordarányú munkanélküliséget fognak tapasztalni, nagyrészt az automatizálás növekedésének köszönhetően. Amint azt a mi A munka jövője sorozat, a fejlett mesterséges intelligencia és a robotika egyre inkább felváltja az emberi munkát számos tudományágban és iparágban.

Másodszor, az éghajlatváltozás miatt egyre súlyosabb éghajlati minták és események következnek be, amint azt a mi közleményünkben is vázoljuk Az éghajlatváltozás jövője sorozat. És ahogy az alábbiakban még kitérünk, a szélsőséges időjárás miatt a meglévő infrastruktúránk sokkal gyorsabban fog tönkremenni, mint amire a legtöbb önkormányzat felkészült. 

A kétségbeesett kormányok ennek a kettős kihívásnak a megoldására végre a jól bevált make-work stratégiához – az infrastruktúra fejlesztéséhez – fordulnak, hatalmas zsák készpénzzel. Országtól függően ez a pénz egyszerűen új adózáson, új államkötvényeken, új finanszírozási megállapodásokon (lásd később) és egyre inkább a köz-magán társulásokon keresztül érkezhet. Függetlenül a költségektől, a kormányok meg fogják fizetni – mind azért, hogy a széles körben elterjedt munkanélküliség okozta közzavargásokat lecsillapítsák, mind pedig azért, hogy klímaálló infrastruktúrát építsenek ki a következő generáció számára. 

Valójában a 2030-as évekre, ahogy a munkaautomatizálás korszaka felgyorsul, a nagyszabású infrastrukturális projektek az egyik utolsó nagy kormányzati finanszírozású kezdeményezés lehet, amely több százezer nem exportálható munkahelyet hozhat létre rövid időn belül. 

Klímaálló városaink

A 2040-es évekre a szélsőséges éghajlati minták és események a határokig sújtják városi infrastruktúránkat. A szélsőséges hőségtől sújtott régiókban súlyos nyomvályúsodás tapasztalható az utakon, megnövekedhetnek a forgalmi torlódások a széles körben elterjedt gumiabroncsok meghibásodása miatt, a vasúti sínek veszélyes elhajlása és a klímaberendezések miatt túlterhelt energiarendszerek felrobbanhatnak.  

Azokban a régiókban, ahol mérsékelt csapadék hullik, fokozódhat a vihar és a tornádó aktivitása. A heves esőzések túlterhelt csatornahálózatot okoznak, ami milliárdos árvízkárhoz vezethet. Télen ezeken a területeken lábtól méterig mért hirtelen és jelentős hóesés volt látható. 

Azok a lakott központok, amelyek a part mentén vagy alacsonyan fekvő területeken helyezkednek el, mint például a Chesapeake-öböl az Egyesült Államokban vagy Banglades déli részének nagy része, vagy olyan városok, mint Sanghaj és Bangkok, ezeken a helyeken szélsőséges viharhullámokat tapasztalhatnak. És ha a tengerszint a vártnál gyorsabban emelkedik, az éghajlati menekültek tömeges migrációját is okozhatja ezekről az érintett területekről a szárazföld belsejébe. 

Mindezeket a világvége-forgatókönyveket leszámítva jogos megjegyezni, hogy a városaink és az infrastruktúra részben okolható mindezért. 

A jövő a zöld infrastruktúra

A globális üvegházhatású gázok kibocsátásának 47 százaléka épületeinkből és infrastruktúránkból származik; a világ energiájának 49 százalékát is fogyasztják. Ezen kibocsátások és energiafogyasztás nagy része teljesen elkerülhető hulladék, amely a széles körű épület- és infrastruktúra-karbantartás finanszírozási hiánya miatt létezik. Léteznek az 1920-50-es években uralkodó elavult építési szabványok szerkezeti elégtelenségei miatt is, amikor a legtöbb meglévő épületünk és infrastruktúránk épült. 

Ez a jelenlegi állapot azonban lehetőséget kínál. A jelentést Az Egyesült Államok kormányának Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriuma számításai szerint, ha az ország épületállományát a legújabb energiahatékony technológiák és építési szabályzatok alkalmazásával utólag felszerelik, az 60 százalékkal csökkentheti az épületek energiafelhasználását. Sőt, ha a napelemek ill napelemes ablakok Ezeket az épületeket úgy építették be, hogy saját energiájuk nagy részét vagy egészét meg tudják termelni, ez az energiacsökkentés 88 százalékra emelkedhet. Eközben az Egyesült Nemzetek Környezetvédelmi Programjának tanulmánya megállapította, hogy a hasonló kezdeményezések, ha világszerte végrehajtják őket, csökkenthetik a kibocsátási arányokat, és több mint 30 százalékos energiamegtakarítást érhetnek el. 

Természetesen ezek egyike sem lenne olcsó. Az energiacsökkentési célok eléréséhez szükséges infrastrukturális fejlesztések végrehajtása csak az Egyesült Államokban 4 év alatt nagyjából 40 billió dollárba kerülne (évente 100 milliárd dollár). De a másik oldalon az ilyen beruházások hosszú távú energiamegtakarítása 6.5 ​​billió dollár (évi 165 milliárd dollár) lenne. Feltételezve, hogy a beruházásokat a jövőbeni energiamegtakarításból finanszírozzák, ez az infrastruktúra-megújítás lenyűgöző megtérülést jelent. 

Valójában ez a fajta finanszírozás, ún Megosztott megtakarítási megállapodások, ahol a berendezéseket telepítik, majd a végfelhasználó fizeti ki az említett berendezések által generált energiamegtakarítás révén, ez az, ami Észak-Amerika és Európa nagy részén a lakossági napenergia fellendülését idézi elő. Az olyan cégek, mint az Ameresco, a SunPower Corp. és az Elon Musk-hoz kapcsolódó SolarCity, felhasználták ezeket a finanszírozási megállapodásokat arra, hogy magánlakások ezreit segítsék kilépni a hálózatból és csökkenteni villanyszámláikat. Hasonlóképpen, Zöld jelzáloghitelek egy hasonló finanszírozási eszköz, amely lehetővé teszi a bankok és más hitelező cégek számára, hogy alacsonyabb kamatlábakat kínáljanak a napelemeket telepítő vállalkozások és lakástulajdonosok számára.

Trilliókat, hogy további trilliókat keressünk

Világszerte a globális infrastruktúra hiánya 15-ra várhatóan eléri a 20-2030 billió dollárt. De ahogy korábban említettük, ez a hiány óriási lehetőséget jelent, mivel ennek a szakadéknak a bezárása teremthet akár 100 millió új munkahelyet és évi 6 billió dollárt generál új gazdasági tevékenységként.

Ez az oka annak, hogy a proaktív kormányok, amelyek utólag átalakítják a meglévő épületeket és lecserélik az elöregedő infrastruktúrát, nemcsak munkaerőpiacukat és városaikat teszik lehetővé a 21. századi boldoguláshoz, hanem sokkal kevesebb energiát használnak fel, és sokkal kevesebb szén-dioxid-kibocsátással járulnak hozzá a környezetünkbe. Összességében elmondható, hogy az infrastruktúrába való befektetés minden szempontból nyer, de jelentős társadalmi szerepvállalásra és politikai akaratra van szükség ahhoz, hogy ez megvalósuljon.

A városok jövője sorozat

Jövőnk városi: Városok jövője P1

A holnap nagyvárosainak tervezése: Városok jövője P2

A lakásárak összeomlanak, ahogy a 3D nyomtatás és a maglevek forradalmasítják az építőiparban: Future of Cities P3    

Hogyan alakítják át a vezető nélküli autók a holnap nagyvárosait: A városok jövője P4 

Sűrűségi adó az ingatlanadó helyére és a torlódások megszüntetésére: Városok jövője P5