Quantumrun

CREDIT DE IMAGINE: Quantumrun

Infrastructura 3.0, reconstruirea megaorașelor de mâine: Viitorul orașelor P6

David Tal, editor, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Mar, 09 - 15:2020

200,000 de oameni migrează zilnic în orașe din întreaga lume. Aproape 70 la sută din lume va locui în orașe până în 2050, mai aproape de 90% în America de Nord și Europa.

Problema?

Orașele noastre nu au fost concepute pentru a găzdui afluxul rapid de oameni care acum se stabilesc în codurile lor zonale. Infrastructura cheie de care depind o mare parte din orașele noastre pentru a-și susține creșterea populației a fost construită în mare parte acum 50 până la 100 de ani. Mai mult, orașele noastre au fost construite pentru o climă complet diferită și nu sunt bine adaptate pentru evenimentele climatice extreme care au loc astăzi, iar acest lucru va continua să se întâmple în următoarele decenii, pe măsură ce schimbările climatice se vor intensifica.

În general, pentru ca orașele noastre – casele noastre – să supraviețuiască și să crească în următorul sfert de secol, ele trebuie reconstruite mai puternice și mai durabile. Pe parcursul acestui capitol final al seriei noastre „Viitorul orașelor”, vom explora metodele și tendințele care conduc la renașterea orașelor noastre.

Infrastructura se prăbușește peste tot în jurul nostru

În New York City (cifre din 2015), există peste 200 de școli construite înainte de anii 1920 și peste 1,000 de mile de conducte de apă și 160 de poduri care au mai mult de 100 de ani. Dintre aceste poduri, un studiu din 2012 a constatat că 47 erau atât deficiente structural, cât și critice de fractură. Sistemul de semnalizare principal al metroului din New York își depășește durata de viață utilă de 50 de ani. Dacă tot acest putregai există într-unul dintre cele mai bogate orașe din lume, ce poți presupune despre starea de reparații din orașul tău?

În general, infrastructura care se găsește astăzi în majoritatea orașelor a fost construită pentru secolul al XX-lea; acum provocarea constă în modul în care procedăm la renovarea sau înlocuirea acestei infrastructuri pentru secolul XXI. Aceasta nu va fi o operație ușoară. Lista reparațiilor necesare pentru atingerea acestui obiectiv este lungă. Pentru perspectivă, 20% din infrastructura care va fi în vigoare până în 21 nu există astăzi.

Și nu doar în lumea dezvoltată lipsește infrastructura; se poate argumenta că nevoia este și mai presantă în lumea în curs de dezvoltare. Drumuri, autostrăzi, cale ferată de mare viteză, telecomunicații, instalații sanitare și sisteme de canalizare, unele regiuni din Africa și Asia au nevoie de lucrări.

Potrivit unui raportează de Navigant Research, în 2013, stocul de clădiri la nivel mondial a totalizat 138.2 miliarde m2, dintre care 73% erau în clădiri rezidențiale. Acest număr va crește la 171.3 miliarde m2 în următorii 10 ani, extinzându-se la o rată de creștere anuală compusă de puțin peste două procente - o mare parte din această creștere se va produce în China, unde se adaugă anual 2 miliarde m2 de clădiri rezidențiale și comerciale.

În general, 65% din creșterea globală a construcțiilor pentru următorul deceniu se va produce pe piețele emergente, cu cel puțin 1 trilion de dolari în investiții anuale necesare pentru a reduce decalajul cu lumea dezvoltată.

Noi instrumente pentru reconstruirea și înlocuirea infrastructurii

La fel ca și clădirile, infrastructura noastră viitoare va beneficia foarte mult de pe urma inovațiilor în construcții descrise mai întâi în capitolul trei din această serie. Aceste inovații includ utilizarea:

Componente avansate de construcție prefabricate care permit lucrătorilor din construcții să construiască structuri la fel ca folosind piese Lego.
Muncitori robotici în construcții care măresc (și în unele cazuri înlocuiesc) munca muncitorilor umani în construcții, îmbunătățind siguranța la locul de muncă, viteza de construcție, acuratețea și calitatea generală.
Imprimante 3D la scară de construcție care vor aplica procesul de fabricație aditivă pentru a construi case și clădiri în mărime naturală, prin turnarea cimentului strat cu strat într-un mod controlat fin.
Arhitectura aleatorie— o tehnică de construcție în viitorul îndepărtat — care permite arhitecților să se concentreze pe designul și forma produsului final de construcție și apoi să pună roboții să toarne structura în existență folosind substanțe de construcție proiectate la comandă.

În ceea ce privește materialele, inovațiile vor include progrese în betonul de calitate și materialele plastice care au proprietăți unice. Astfel de inovații includ un nou beton pentru drumuri, adică uimitor de permeabil, permițând apei să treacă prin ea pentru a evita inundațiile extreme sau condițiile de drum alunecose. Un alt exemplu este betonul care poate se vindecă singur din fisuri cauzate de mediu sau de cutremure.

Cum vom finanța toată această nouă infrastructură?

Este clar că trebuie să reparăm și să ne înlocuim infrastructura. Suntem norocoși că următoarele două decenii vor vedea introducerea unei varietăți de instrumente și materiale de construcție noi. Dar cum vor plăti guvernele pentru toată această nouă infrastructură? Și având în vedere climatul politic actual, polarizat, cum vor guvernele să aprobe bugetele uriașe necesare pentru a reduce întârzierile în infrastructură?

În general, nu găsirea banilor este problema. Guvernele pot imprima bani după bunul plac, dacă consideră că vor beneficia de suficienți votanți. Din acest motiv, proiectele unice de infrastructură au devenit politicienii morcovi care atârnă în fața alegătorilor înainte de majoritatea campaniilor electorale. Actorii și concurenții concurează adesea pentru cine va finanța cele mai noi poduri, autostrăzi, școli și sisteme de metrou, ignorând adesea menționarea unor reparații simple la infrastructura existentă. (De regulă, crearea unei noi infrastructuri atrage mai multe voturi decât repararea infrastructurii existente sau a infrastructurii invizibile, cum ar fi canalizarea și rețeaua de apă.)

Acest status quo este motivul pentru care singura modalitate de a îmbunătăți în mod cuprinzător deficitul nostru de infrastructură națională este creșterea nivelului de conștientizare a publicului cu privire la această problemă și impulsul publicului (furie și furci) de a face ceva în acest sens. Dar până când se va întâmpla acest lucru, acest proces de reînnoire va rămâne fragmentat, în cel mai bun caz, până la sfârșitul anilor 2020 – acesta este momentul în care vor apărea o serie de tendințe externe, care conduc în mare măsură cererea pentru construcția de infrastructură.

În primul rând, guvernele din întreaga lume dezvoltată vor începe să înregistreze rate record ale șomajului, în mare parte datorită creșterii automatizării. După cum este explicat în documentul nostru Viitorul muncii seriale, inteligența artificială avansată și robotica vor înlocui din ce în ce mai mult munca umană într-o gamă largă de discipline și industrii.

În al doilea rând, modelele și evenimentele climatice din ce în ce mai severe vor avea loc din cauza schimbărilor climatice, așa cum este subliniat în documentul nostru Viitorul schimbărilor climatice serie. Și, după cum vom discuta mai jos, vremea extremă va face ca infrastructura noastră existentă să eșueze într-un ritm mult mai rapid decât pentru care sunt pregătite majoritatea municipalităților.

Pentru a face față acestor provocări duble, guvernele disperate se vor îndrepta în cele din urmă către strategia de realizare a lucrărilor încercate și adevărate - dezvoltarea infrastructurii - cu saci enorme de numerar. În funcție de țară, acești bani pot veni pur și simplu prin noi impozite, noi obligațiuni guvernamentale, noi aranjamente de finanțare (descrise mai târziu) și din ce în ce mai mult din parteneriate public-privat. Indiferent de cost, guvernele îl vor plăti – atât pentru a înăbuși tulburările publice din cauza șomajului pe scară largă, cât și pentru a construi o infrastructură rezistentă la climă pentru următoarea generație.

De fapt, până în anii 2030, pe măsură ce epoca automatizării muncii se accelerează, marile proiecte de infrastructură pot reprezenta una dintre ultimele mari inițiative finanțate de guvern care pot crea sute de mii de locuri de muncă neexportabile într-o perioadă scurtă de timp.

Rezistent la climă orașele noastre

Până în anii 2040, modelele și evenimentele climatice extreme vor stresa infrastructura orașului nostru la limitele sale. Regiunile care suferă de căldură extremă ar putea vedea rutări severe ale drumurilor lor, congestionare crescută a traficului din cauza defecțiunii pe scară largă a anvelopelor, deformarea periculoasă a căilor ferate și sistemele de alimentare supraîncărcate de la aparatele de aer condiționat puse în funcțiune.

Regiunile care se confruntă cu precipitații moderate ar putea experimenta o creștere a activității furtunilor și tornadelor. Ploile abundente vor cauza supraîncărcarea rețelelor de canalizare, ducând la pagube de miliarde de inundații. În timpul iernii, aceste zone ar putea vedea zăpadă bruscă și considerabilă, măsurată în metri cu picioare.

Și pentru acele centre populate care se află de-a lungul coastei sau zonelor joase, cum ar fi zona Golfului Chesapeake din SUA sau cea mai mare parte a sudului Bangladeshului sau orașe precum Shanghai și Bangkok, aceste locuri ar putea experimenta valuri de furtună extreme. Și dacă nivelul mării crește mai repede decât se aștepta, ar putea provoca, de asemenea, migrații masive de refugiați climatici din aceste zone afectate în interior.

Lăsând la o parte toate aceste scenarii de apocalipsa, este corect să remarcăm că orașele și infrastructura noastră sunt parțial vinovate pentru toate acestea.

Viitorul este infrastructura verde

47% din emisiile globale de gaze cu efect de seră provin din clădirile și infrastructura noastră; de asemenea, consumă 49 la sută din energia lumii. O mare parte din aceste emisii și consum de energie sunt deșeuri care pot fi evitate în întregime, care există din cauza lipsei de finanțare pentru întreținerea la scară largă a clădirilor și a infrastructurii. Ele există și din cauza ineficiențelor structurale din standardele de construcție învechite predominante în anii 1920-50, când au fost construite majoritatea clădirilor și infrastructurii noastre existente.

Cu toate acestea, această stare prezentă prezintă o oportunitate. A raportează Laboratorul național de energie regenerabilă al guvernului SUA a calculat că, dacă stocul de clădiri al națiunii ar fi modernizat folosind cele mai recente tehnologii eficiente energetic și coduri de construcție, s-ar putea reduce consumul de energie al clădirii cu 60 la sută. Mai mult, dacă panouri solare și ferestre solare au fost adăugate acestor clădiri, astfel încât să-și poată produce o mare parte sau toată puterea lor, acea reducere de energie ar putea crește la 88 la sută. Între timp, un studiu al Programului Națiunilor Unite pentru Mediu a constatat că inițiative similare, dacă sunt implementate la nivel mondial, ar putea reduce ratele de emisii și ar putea realiza economii de energie de peste 30%.

Desigur, nimic din toate acestea nu ar fi ieftin. Implementarea îmbunătățirilor de infrastructură necesare pentru atingerea acestor obiective de reducere a energiei ar costa aproximativ 4 trilioane de dolari în 40 de ani numai în SUA (100 de miliarde de dolari pe an). Dar, pe de altă parte, economiile de energie pe termen lung din aceste investiții ar fi egale cu 6.5 trilioane de dolari (165 de miliarde de dolari pe an). Presupunând că investițiile sunt finanțate prin viitoarele economii de energie generate, această reînnoire a infrastructurii reprezintă o rentabilitate impresionantă a investiției.

De fapt, acest tip de finanțare, numit Acorduri de economii comune, unde echipamentele sunt instalate și apoi plătite de utilizatorul final prin economiile de energie generate de echipamentele menționate, este ceea ce determină boom-ul solar rezidențial în mare parte din America de Nord și Europa. Companii precum Ameresco, SunPower Corp. și SolarCity, afiliată Elon Musk, au folosit aceste acorduri de finanțare pentru a ajuta mii de proprietari privați să renunțe la rețea și să-și reducă facturile la electricitate. De asemenea, Ipoteca Verzi este un instrument de finanțare similar care permite băncilor și altor companii de creditare să ofere dobânzi mai mici pentru întreprinderile și proprietarii de case care instalează panouri solare.

Trilioane pentru a face mai multe trilioane

La nivel mondial, deficitul nostru global de infrastructură este de așteptat să ajungă la 15-20 trilioane USD până în 2030. Dar, așa cum am menționat mai devreme, acest deficit reprezintă o oportunitate uriașă, deoarece închiderea acestui decalaj ar putea crea până la 100 de milioane de noi locuri de muncă și generează 6 trilioane de dolari pe an în activitate economică nouă.

Acesta este motivul pentru care guvernele proactive care modernizează clădirile existente și înlocuiesc infrastructura învechită nu numai că își vor poziționa piața muncii și orașele pentru a prospera în secolul 21, ci vor face acest lucru folosind mult mai puțină energie și contribuind cu mult mai puține emisii de carbon în mediul nostru. În general, investiția în infrastructură este un câștig din toate punctele de vedere, dar va fi nevoie de un angajament public semnificativ și de voință politică pentru ca acest lucru să se întâmple.