Infrastruktūra 3.0, rītdienas lielpilsētu atjaunošana: pilsētu nākotne P6

200,000 XNUMX cilvēku katru dienu migrē uz pilsētām visā pasaulē. Gandrīz 70 procenti pasaules iedzīvotāju līdz 2050. gadam dzīvos pilsētās, tuvāk 90 procentiem Ziemeļamerikā un Eiropā. 

Problēma? 

Mūsu pilsētas nebija izveidotas, lai pielāgotos straujajam cilvēku pieplūdumam, kas tagad apmetas savās apgabala kodos. Galvenā infrastruktūra, no kuras liela daļa mūsu pilsētu ir atkarīgas, lai atbalstītu pieaugošo iedzīvotāju skaitu, lielākoties tika uzbūvēta pirms 50 līdz 100 gadiem. Turklāt mūsu pilsētas tika būvētas pavisam citam klimatam un nav labi pielāgotas mūsdienu ekstrēmiem klimata notikumiem, un tas turpināsies arī turpmākajās desmitgadēs, klimata pārmaiņām pastiprinoties. 

Kopumā, lai mūsu pilsētas — mūsu mājas — izdzīvotu un izaugtu nākamajā ceturksnī gadsimtā, tās ir jāpārbūvē spēcīgākas un ilgtspējīgākas. Šīs sērijas “Pilsētu nākotne” noslēdzošās nodaļas laikā mēs izpētīsim metodes un tendences, kas veicina mūsu pilsētu atdzimšanu. 

Mums visapkārt brūk infrastruktūra

Ņujorkā (2015. gada dati) ir vairāk nekā 200 skolu, kas uzceltas pirms 1920. gadsimta 1,000. gadiem, un vairāk nekā 160 jūdžu garumā ir ūdensvads un 100 tilti, kas ir vairāk nekā 2012 gadus veci. No šiem tiltiem 47. gadā veikts pētījums atklāja, ka 50 tiltiem bija gan strukturāli nepilnīgi, gan arī lūzumi. Ņujorkas metro galvenās līnijas signalizācijas sistēma pārsniedz savu XNUMX gadu lietderīgās kalpošanas laiku. Ja visa šī puve pastāv vienā no pasaules bagātākajām pilsētām, ko jūs varat pieņemt par remonta stāvokli jūsu pilsētā? 

Vispārīgi runājot, infrastruktūra, kas mūsdienās atrodama lielākajā daļā pilsētu, tika uzcelta 20. gadsimtā; tagad izaicinājums ir, kā mēs ejam uz šīs infrastruktūras atjaunošanu vai nomaiņu 21. gadsimtā. Tas nebūs viegls varoņdarbs. Šī mērķa sasniegšanai nepieciešamo remontdarbu saraksts ir garš. Perspektīvā 75 procenti infrastruktūras, kas tiks izveidota līdz 2050. gadam, šodien nepastāv. 

Un ne tikai attīstītajā pasaulē trūkst infrastruktūras; var apgalvot, ka jaunattīstības valstis šī vajadzība ir vēl aktuālāka. Darbi ir nepieciešami ceļiem, lielceļiem, ātrgaitas dzelzceļiem, telekomunikācijām, santehnikas un kanalizācijas sistēmām, dažos Āfrikas un Āzijas reģionos. 

Saskaņā ar ziņot Saskaņā ar Navigant Research 2013. gadā pasaules ēku fonds kopumā sasniedza 138.2 miljardus m2, no kuriem 73% bija dzīvojamās ēkās. Nākamo 171.3 gadu laikā šis skaitlis pieaugs līdz 2 miljardiem m10, pieaugot ar salikto ikgadējā pieauguma tempu, kas ir nedaudz vairāk par diviem procentiem — liela daļa no šī pieauguma notiks Ķīnā, kur ik gadu tiek pievienoti 2 miljardi m2 dzīvojamo un komerciālo ēku.

Kopumā 65 procenti no globālās būvniecības pieauguma nākamajā desmitgadē notiks jaunattīstības tirgos, un ikgadējās investīcijās ir nepieciešams vismaz 1 triljons USD, lai pārvarētu plaisu no attīstītajām valstīm. 

Jauni rīki infrastruktūras atjaunošanai un nomaiņai

Tāpat kā ēkas, mūsu nākotnes infrastruktūra gūs lielu labumu no būvniecības jauninājumiem, kas aprakstīti vispirms trešā nodaļa no šīs sērijas. Šie jauninājumi ietver: 

• Uzlabotas saliekamās būvdetaļas, kas ļauj celtniekiem būvēt konstrukcijas līdzīgi kā izmantojot Lego detaļas.
• Robotizēti celtnieki, kas papildina (un dažos gadījumos aizvieto) cilvēku celtnieku darbu, uzlabojot darba vietas drošību, būvniecības ātrumu, precizitāti un vispārējo kvalitāti.
• Celtniecības mēroga 3D printeri, kas izmantos piedevu ražošanas procesu, lai celtu dabiska izmēra mājas un ēkas, rūpīgi kontrolētā veidā izlejot cementu pa slānim.
• Aleatorijas arhitektūra— tālās nākotnes celtniecības tehnika, kas ļauj arhitektiem koncentrēties uz gala būvizstrādājuma dizainu un formu un pēc tam likt robotiem ieliet konstrukciju, izmantojot pielāgotas būvvielas. 

Materiālu ziņā jauninājumi ietvers sasniegumus būvniecībā izmantojamā betonā un plastmasā, kam ir unikālas īpašības. Šādi jauninājumi ietver jaunu betonu ceļiem, kas ir pārsteidzoši caurlaidīgs, ļaujot ūdenim izplūst tieši caur to, lai izvairītos no ārkārtējiem plūdiem vai slideniem ceļa apstākļiem. Vēl viens piemērs ir betons, ko var dziedēt pati no plaisām, ko radījusi vide vai zemestrīces. 

Kā mēs grasāmies finansēt visu šo jauno infrastruktūru?

Ir skaidrs, ka mums ir jāsalabo un jānomaina sava infrastruktūra. Mums ir paveicies, ka nākamajās divās desmitgadēs tiks ieviesti dažādi jauni celtniecības instrumenti un materiāli. Bet kā valdības maksās par visu šo jauno infrastruktūru? Un, ņemot vērā pašreizējo polarizēto politisko klimatu, kā valdības plāno pieņemt milzīgos budžetus, kas nepieciešami, lai samazinātu mūsu infrastruktūras atpalicību? 

Vispārīgi runājot, naudas atrašana nav problēma. Valdības var drukāt naudu pēc vēlēšanās, ja uzskata, ka tas dos labumu pietiekami daudz balsojošo vēlētāju. Šī iemesla dēļ vienreizējie infrastruktūras projekti ir kļuvuši par to, kā politiķi karājas vēlētāju priekšā pirms vairuma vēlēšanu kampaņu. Pašreizējie operatori un izaicinātāji bieži sacenšas par to, kurš finansēs jaunākos tiltus, automaģistrāles, skolas un metro sistēmas, bieži vien ignorējot vienkāršu esošās infrastruktūras remontu. (Parasti jaunas infrastruktūras izveide piesaista vairāk balsu nekā esošās infrastruktūras vai neredzamas infrastruktūras, piemēram, kanalizācijas un ūdensvadu, sakārtošana.)

Šis status quo ir iemesls, kāpēc vienīgais veids, kā vispusīgi uzlabot mūsu valsts infrastruktūras deficītu, ir palielināt sabiedrības informētības līmeni par šo problēmu un sabiedrības vēlmi (dusmas un dakšas) kaut ko darīt lietas labā. Taču, kamēr tas nenotiks, šis atjaunošanas process labākajā gadījumā paliks pa daļām līdz 2020. gadu beigām — šajā laikā parādīsies vairākas ārējās tendences, kas lielā mērā veicinās pieprasījumu pēc infrastruktūras būvniecības. 

Pirmkārt, valdības visā attīstītajā pasaulē sāks piedzīvot rekordaugstu bezdarba līmeni, galvenokārt automatizācijas pieauguma dēļ. Kā paskaidrots mūsu Darba nākotne sērijas, uzlabotais mākslīgais intelekts un robotika arvien vairāk aizstās cilvēku darbu dažādās disciplīnās un nozarēs.

Otrkārt, klimata pārmaiņu dēļ notiks arvien smagāki klimata modeļi un notikumi, kā norādīts mūsu dokumentā Klimata pārmaiņu nākotne sērija. Un, kā mēs tālāk apspriedīsim, ekstrēmi laikapstākļi izraisīs mūsu esošās infrastruktūras neveiksmi daudz ātrāk, nekā vairums pašvaldību ir gatavas. 

Lai risinātu šos dubultos izaicinājumus, izmisušās valdības beidzot pievērsīsies pārbaudītajai un patiesi izstrādātajai stratēģijai — infrastruktūras attīstībai — ar milzīgiem naudas maisiem. Atkarībā no valsts šī nauda var tikt iegūta, vienkārši izmantojot jaunus nodokļus, jaunas valdības obligācijas, jaunus finansēšanas pasākumus (aprakstīsim vēlāk) un arvien vairāk no publiskā un privātā sektora partnerības. Neatkarīgi no izmaksām, valdības to maksās — gan lai mazinātu sabiedrības nemierus, ko izraisījis plaši izplatītais bezdarbs, gan lai izveidotu klimatam izturīgu infrastruktūru nākamajai paaudzei. 

Faktiski līdz 2030. gadiem, pieaugot darba automatizācijas laikmetam, grandiozie infrastruktūras projekti var būt viena no pēdējām lielajām valdības finansētajām iniciatīvām, kas īsā laika periodā var radīt simtiem tūkstošu neeksportējamu darbavietu. 

Mūsu pilsētu klimata aizsardzība

Līdz 2040. gadiem ekstrēmi klimata modeļi un notikumi līdz galam noslogos mūsu pilsētas infrastruktūru. Reģionos, kas cieš no ārkārtēja karstuma, var rasties nopietnas brauktuves, palielināti satiksmes sastrēgumi plaši izplatītu riepu bojājumu dēļ, bīstami izliekties dzelzceļa sliežu ceļi, kā arī sprādziens no gaisa kondicionētāju pārslodzes.  

Reģionos, kuros ir mēreni nokrišņi, var palielināties vētras un viesuļvētru aktivitātes. Spēcīgas lietusgāzes radīs pārslogotas kanalizācijas maģistrāles, kas radīs miljardus vērtus plūdu zaudējumus. Ziemā šajās vietās varēja redzēt pēkšņus un lielus sniegputeni, ko mēra pēdās līdz metriem. 

Un tiem apdzīvotajiem centriem, kas atrodas piekrastē vai zemās vietās, piemēram, Česapīka līča apgabalā ASV vai lielākajā daļā Bangladešas dienvidu, vai pilsētās, piemēram, Šanhaja un Bangkoka, šajās vietās var rasties ārkārtējs vētras uzplūds. Un, ja jūras līmenis paaugstināsies ātrāk nekā gaidīts, tas var izraisīt arī masveida klimata bēgļu migrāciju no šīm skartajām teritorijām iekšzemē. 

Ja neņem vērā visus šos pastardienas scenārijus, ir godīgi atzīmēt, ka pie tā visa daļēji ir vainojamas mūsu pilsētas un infrastruktūra. 

Nākotne ir zaļā infrastruktūra

47 procentus no globālajām siltumnīcefekta gāzu emisijām rada mūsu ēkas un infrastruktūra; tie arī patērē 49 procentus no pasaules enerģijas. Liela daļa šo emisiju un enerģijas patēriņa ir pilnībā novēršami atkritumi, kas pastāv finansējuma trūkuma dēļ plaša mēroga ēku un infrastruktūras uzturēšanai. Tās pastāv arī strukturālo neefektivitātes dēļ, kas izriet no novecojušajiem būvniecības standartiem, kas dominēja 1920.–50. gados, kad tika uzbūvēta lielākā daļa mūsu esošo ēku un infrastruktūras. 

Tomēr šī pašreizējā situācija sniedz iespēju. A ziņot ASV valdības Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija aprēķināja, ka, ja valsts ēku fonds tiktu modernizēts, izmantojot jaunākās energoefektīvās tehnoloģijas un būvnormatīvus, tas varētu samazināt ēku enerģijas patēriņu par 60 procentiem. Turklāt, ja saules paneļi un saules logi tika pievienotas šīm ēkām, lai tās varētu saražot lielu daļu vai visu savu jaudu, enerģijas samazinājums varētu palielināties līdz 88 procentiem. Tikmēr Apvienoto Nāciju Organizācijas Vides programmas pētījums atklāja, ka līdzīgas iniciatīvas, ja tās tiktu īstenotas visā pasaulē, varētu samazināt emisiju līmeni un panākt enerģijas ietaupījumu par vairāk nekā 30 procentiem. 

Protams, nekas no tā nebūtu lēts. Šo enerģijas samazināšanas mērķu sasniegšanai nepieciešamo infrastruktūras uzlabojumu īstenošana ASV vien izmaksās aptuveni 4 triljonus USD 40 gadu laikā (100 miljardus USD gadā). Bet no otras puses, ilgtermiņa enerģijas ietaupījums no šiem ieguldījumiem būtu vienāds ar 6.5 triljoniem USD (165 miljardi USD gadā). Pieņemot, ka investīcijas tiek finansētas no nākotnes enerģijas ietaupījumiem, šī infrastruktūras atjaunošana ir iespaidīga ieguldījumu atdeve. 

Faktiski šāda veida finansējums, ko sauc Dalītie uzkrājumu līgumi, kur iekārtu uzstāda un pēc tam galalietotājs apmaksā, izmantojot minēto iekārtu radīto enerģijas ietaupījumu, ir tas, kas veicina dzīvojamo saules enerģijas uzplaukumu lielākajā daļā Ziemeļamerikas un Eiropas. Uzņēmumi, piemēram, Ameresco, SunPower Corp. un Elon Musk saistītie SolarCity, ir izmantojuši šos finansēšanas līgumus, lai palīdzētu tūkstošiem privātmāju īpašnieku iziet no tīkla un samazināt elektrības rēķinus. Tāpat Zaļās hipotēkas ir līdzīgs finansēšanas rīks, kas ļauj bankām un citiem kreditēšanas uzņēmumiem piedāvāt zemākas procentu likmes uzņēmumiem un māju īpašniekiem, kas uzstāda saules paneļus.

Triljonus, lai nopelnītu vēl triljonus

Paredzams, ka visā pasaulē mūsu globālās infrastruktūras deficīts līdz 15. gadam sasniegs 20–2030 triljonus USD. Taču, kā minēts iepriekš, šis iztrūkums ir milzīga iespēja, jo šīs plaisas likvidēšana varētu radīt līdz 100 miljoniem jaunu darbavietu un radīt 6 triljonus USD gadā jaunās saimnieciskās darbības jomā.

Tāpēc proaktīvas valdības, kas modernizē esošās ēkas un nomaina novecojošo infrastruktūru, ne tikai pozicionēs savu darba tirgu un pilsētas, lai 21. gadsimtā varētu uzplaukt, bet arī patērēs daudz mazāk enerģijas un veicinās daudz mazāk oglekļa emisiju mūsu vidē. Kopumā ieguldījumi infrastruktūrā ir ieguvums visos aspektos, taču, lai to īstenotu, būs nepieciešama ievērojama sabiedrības iesaistīšanās un politiskā griba.

Pilsētu nākotnes seriāls

Mūsu nākotne ir pilsētvide: Pilsētu nākotne P1

Rītdienas lielpilsētu plānošana: pilsētu nākotne P2

Mājokļu cenas krītas, jo 3D drukāšana un maglevs rada revolūciju būvniecībā: Pilsētu nākotne P3    

Kā bezvadītāja automašīnas pārveidos rītdienas lielpilsētas: Pilsētu nākotne P4 

Blīvuma nodoklis, lai aizstātu īpašuma nodokli un novērstu sastrēgumus: pilsētu nākotne P5