クォンタムラン

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明日のメガシティを再建するインフラストラクチャ 3.0: 都市の未来 P6

David Tal、出版社、未来派
@DavidTalWrites
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火、09 / 15 / 2020 - 08：56

世界中で毎日 200,000 人が都市に移動しています。ほぼ 70パーセント 2050 年までに世界の約 90% が都市に住むようになり、北米とヨーロッパでは XNUMX% 近くになります。

問題？

私たちの都市は、市外局番内に定住する人々の急速な流入に対応するように設計されていません. 私たちの都市の多くが、増加する人口を支えるために依存している重要なインフラストラクチャは、50 年から 100 年前に構築されたものです。さらに、私たちの都市はまったく異なる気候に合わせて建設されており、今日起こっている極端な気候変動に十分に対応できていません。気候変動が激化するにつれて、今後数十年にわたってそれが起こり続けるでしょう.

全体として、私たちの都市、つまり私たちの家が生き残り、次の四半世紀に向けて成長するためには、より強く、より持続可能に再建する必要があります。都市の未来シリーズのこの最終章では、都市の再生を促進する方法と傾向を探っていきます。

私たちの周りのインフラが崩壊している

ニューヨーク市 (2015 年の数値) には、200 年代以前に建設された 1920 を超える学校と、1,000 マイルを超える水道本管と 160 年以上経過した 100 の橋があります。これらの橋のうち、2012 年の調査では、47 橋が構造的に欠陥があり、重大な破砕が行われていることがわかりました。ニューヨークの地下鉄幹線信号システムは、50 年の耐用年数を超えています。この腐敗のすべてが世界で最も裕福な都市の XNUMX つに存在する場合、あなたの都市の修復状態についてどのように推測できますか?

一般的に言えば、今日のほとんどの都市に見られるインフラストラクチャは、20 世紀に向けて構築されたものです。現在の課題は、このインフラストラクチャを 21 世紀に向けてどのように改修または交換するかということです。これは簡単なことではありません。この目標を達成するために必要な修理のリストは長いです。概観すると、75 年までに整備されるインフラストラクチャの 2050% は、現在存在していません。

また、インフラストラクチャが不足しているのは先進国だけではありません。その必要性は発展途上国にとってさらに差し迫ったものであると主張することができます。道路、高速道路、高速鉄道、電気通信、配管および下水システム、アフリカとアジアの一部の地域では工事が必要です。

によると、レポート Navigant Research によると、2013 年の世界の建築ストックは合計 138.2 億 m2 で、そのうち 73% が居住用の建物でした。この数は、今後 171.3 年間で 2 億 m10 に増加し、2% 強の複合年間成長率で拡大します。この増加の多くは、住宅用および商業用建物のストックが年間 2 億 mXNUMX 増加している中国で発生します。

全体として、今後 65 年間の世界の建設成長の 1% は新興市場で発生し、先進国とのギャップを埋めるには少なくとも年間 XNUMX 兆ドルの投資が必要です。

インフラストラクチャを再構築および交換するための新しいツール

建物と同じように、私たちの将来のインフラストラクチャは、最初に説明した建設のイノベーションから大きな恩恵を受けるでしょう。第三章このシリーズの。これらの革新には、次の使用が含まれます。

建設労働者がレゴのピースを使用するのと同じように構造を構築できるようにする高度なプレハブ建築コンポーネント。
人間の建設作業員の作業を増強する (場合によっては置き換える) ロボット建設作業員で、職場の安全性、建設速度、精度、および全体的な品質を向上させます。
アディティブマニュファクチャリングプロセスを適用して、細かく制御された方法でセメントを層ごとに流し込むことにより、等身大の住宅や建物を建設する建設規模の 3D プリンター。
偶然の建築これは、建築家が最終的な建築製品のデザインと形状に集中し、カスタム設計された建築材料を使用してロボットが構造を作成できるようにする、遠い未来の建築技術です。

材料面では、イノベーションには、独自の特性を持つ建設グレードのコンクリートとプラスチックの進歩が含まれます。このような革新には、道路用の新しいコンクリートが含まれます。驚くほど浸透、極端な洪水や滑りやすい道路状況を避けるために、水がそれを通過できるようにします。別の例は、次のことができるコンクリートです。自分自身を癒す環境または地震によって引き起こされる亀裂から。

この新しいインフラストラクチャすべてにどのように資金を提供するのでしょうか?

インフラストラクチャを修正して交換する必要があることは明らかです。幸運なことに、今後 XNUMX 年間でさまざまな新しい建設ツールや材料が導入されるでしょう。しかし、政府はこれらすべての新しいインフラストラクチャにどのようにお金を払うのでしょうか? そして、現在の二極化した政治情勢を考えると、政府は、インフラストラクチャのバックログを縮小するために必要な莫大な予算をどのように通過させるのでしょうか?

一般的に言えば、お金を見つけることは問題ではありません。政府は、十分な有権者に利益をもたらすと思われる場合、自由にお金を印刷できます。このため、ほとんどの選挙運動の前に、XNUMX 回限りのインフラストラクチャプロジェクトが有権者の前にぶら下がっている政治家のアメになっています。現職者と挑戦者は、最新の橋、高速道路、学校、および地下鉄システムに誰が資金を提供するかをめぐってしばしば競争し、既存のインフラストラクチャの簡単な修理についての言及を無視することがよくあります。 (原則として、新しいインフラストラクチャを作成することは、既存のインフラストラクチャや、下水道や水道本管などの目に見えないインフラストラクチャを修正するよりも多くの票を集めます。)

この現状が、国家インフラの赤字を包括的に改善する唯一の方法が、この問題についての国民の意識レベルと、それについて何かをしようとする国民の意欲 (怒りとピッチフォーク) を高めることである理由です。しかし、それが実現するまでは、この更新プロセスはせいぜい 2020 年代後半まで断片的なものにとどまるでしょう。これは、多くの外部トレンドが出現し、インフラ建設の需要が大幅に高まる時期です。

第一に、主に自動化の進展により、先進国の政府は記録的な失業率を経験し始めるでしょう。弊社で説明したように仕事の未来シリーズ、高度な人工知能とロボット工学は、幅広い分野や産業でますます人間の労働に取って代わります.

第二に、気候変動によりますます深刻な気候パターンと事象が発生します。気候変動の未来シリーズ。また、以下で詳しく説明するように、異常気象により、既存のインフラストラクチャは、ほとんどの地方自治体が備えているよりもはるかに速いペースで機能しなくなります。

これらの二重の課題に対処するために、絶望的な政府は最終的に、莫大な現金を使って実証済みのメイクワーク戦略であるインフラストラクチャ開発に目を向けます. 国によっては、この資金は単純に新しい課税、新しい国債、新しい資金調達の取り決め (後述) を通じて得られる場合があり、ますます官民パートナーシップから得られる場合も増えています。コストに関係なく、政府はその費用を負担します。それは、失業の蔓延による社会不安を鎮圧するためと、次世代のために気候変動に強いインフラを構築するためです。

実際、2030 年代までに、仕事の自動化の時代が加速するにつれて、大規模なインフラストラクチャプロジェクトは、短期間に何十万もの非輸出可能な仕事を生み出すことができる最後の偉大な政府資金によるイニシアチブの XNUMX つになる可能性があります。

私たちの都市の耐候性

2040 年代までに、極端な気候パターンや出来事により、都市のインフラストラクチャは限界に達するでしょう。極度の暑さに苦しむ地域では、道路の深刻なわだち掘れ、広範なタイヤ故障による交通渋滞の増加、鉄道線路の危険なゆがみ、爆発したエアコンによる過負荷の電力システムが発生する可能性があります。

降水量が中程度の地域では、暴風雨や竜巻の活動が増加する可能性があります。大雨は下水道本管の過負荷を引き起こし、何十億もの洪水被害につながります。冬の間、これらの地域では、フィートからメートル単位で測定される突然のかなりの降雪が見られる可能性があります。

また、米国のチェサピーク湾周辺やバングラデシュ南部の大部分、上海やバンコクなどの都市など、海岸沿いや低地に位置する人口密集地では、これらの場所で極端な高潮が発生する可能性があります。また、海面が予想よりも速く上昇した場合、これらの影響を受けた地域から内陸への気候難民の大規模な移動を引き起こす可能性もあります。

これらすべての終末のシナリオは別として、私たちの都市とインフラストラクチャがこれらすべての原因の一部であることは注目に値します.

未来はグリーンインフラです

世界の温室効果ガス排出量の 47% は、当社の建物とインフラストラクチャから発生しています。また、世界のエネルギーの 49% を消費しています。これらの排出量とエネルギー消費の多くは、大規模な建物やインフラストラクチャのメンテナンスのための資金が不足しているために存在する完全に回避可能な無駄です。それらはまた、既存の建物やインフラストラクチャのほとんどが建設された 1920 ～ 50 年代に流行した時代遅れの建築基準による構造上の非効率性によっても存在します。

しかし、この現状はチャンスです。あレポート米国政府の国立再生可能エネルギー研究所の計算によると、米国内にある建物を最新のエネルギー効率の高い技術と建築基準法を使用して改造すると、建物のエネルギー使用量を 60% 削減できる可能性があります。さらに、ソーラーパネルとソーラーウィンドウこれらの建物に追加されたものは、それらが自身の電力のほとんどまたはすべてを生成できるようになり、そのエネルギー削減量は 88% にまで増加する可能性があります。一方、国連環境計画による調査では、同様のイニシアチブが世界中で実施された場合、排出率を削減し、30% 以上のエネルギー節約を達成できることがわかりました。

もちろん、どれも安くはありません。これらのエネルギー削減目標を達成するために必要なインフラストラクチャの改善を実施するには、米国だけで 4 年間で約 40 兆ドル (年間 100 億ドル) の費用がかかります。しかし、逆に言えば、これらの投資による長期的なエネルギー節約は、6.5 兆ドル (年間 165 億ドル) に相当します。投資が将来のエネルギー節約によって賄われると仮定すると、このインフラストラクチャの更新は、投資に対する印象的なリターンを表します。

実際、この種の資金調達は、共有貯蓄協定、機器が設置され、その機器によって生成されたエネルギー節約を通じてエンドユーザーが支払います。これは、北米とヨーロッパの多くで住宅用太陽光発電ブームを推進しているものです. Ameresco、SunPower Corp.、Elon Musk 関連の SolarCity などの企業は、これらの融資契約を利用して、何千もの個人住宅所有者が電力網から離れて電気代を引き下げるのを支援しています。同じく、グリーン住宅ローンは、銀行やその他の貸付会社がソーラーパネルを設置する企業や住宅所有者に低金利を提供できるようにする同様の資金調達ツールです。

数兆からさらに数兆を作る

世界全体では、世界のインフラ不足は 15 年までに 20 ～ 2030 兆ドルに達すると予想されています。このギャップを埋めると、最大 100 億の新規雇用と、新たな経済活動で年間 6 兆ドルを生み出します。

これが、既存の建物を改修し、老朽化したインフラストラクチャを交換する積極的な政府が、労働市場と都市を 21 世紀に繁栄させるだけでなく、はるかに少ないエネルギーを使用し、環境への二酸化炭素排出量を大幅に削減する理由です。全体として、インフラストラクチャへの投資はすべての点で成功していますが、それを実現するには、大規模な市民の関与と政治的意思が必要です。