Infrastruktura: Przystosowanie infrastruktury do przetrwania zmian klimatycznych

12 minut(y) czytania

Zaktualizowano dnia: 30 Apr 2021

Omówiliśmy już infrastrukturę zdrowotną, ale co z pozostałą infrastrukturą, na której polegamy? Możemy myśleć o infrastrukturze jako o fizycznych lub organizacyjnych systemach i usługach, które składają się na społeczeństwo . Obejmuje to wszystko, począwszy od podróży i komunikacji po dystrybucję podstawowych zasobów, takich jak woda i energia . Nie możemy sobie pozwolić na utratę tych usług, więc sprawdźmy, w jaki sposób możemy dostosować je do szybkich zmian klimatu.

Image of Sieci infrastrukturalne są kluczem do pomyślnej adaptacji — Sieci infrastrukturalne są kluczem do pomyślnej adaptacji

Dlaczego musimy dostosować naszą infrastrukturę?

Budynki stanowią schronienie przed żywiołami, a tym samym najgorszymi skutkami zmian klimatu . Ale ich ochrona na tym się kończy – większość dzisiejszej infrastruktury została zaprojektowana tak, aby wytrzymać tylko istniejące ekstremalne zjawiska klimatyczne i wahania sezonowe . Ponadto sieci infrastrukturalne są ze sobą ściśle powiązane, co oznacza, że każde zakłócenie w jednym systemie odbija się na funkcjonowaniu pozostałych . Zatem gwałtowne zmiany klimatyczne w dłuższej perspektywie zagrażają trwałości funkcjonowania naszego społeczeństwa .

Jakie są główne zagrożenia i jak mogą one wpłynąć na naszą infrastrukturę? Po pierwsze, im cieplejsza jest nasza planeta, tym bardziej prawdopodobne, że nasze systemy i usługi również się przegrzeją . Materiały budowlane reagują na wyższe temperatury rozszerzaniem . Narasta naprężenie własne, które powoduje odkształcenia i niestabilność konstrukcji, a to prowadzi do wypaczenia torów oraz powstawania pęknięć i dziur w drogach .

Image of Efekt domina związanego z ryzykiem przegrzania — Efekt domina związanego z ryzykiem przegrzania

Innym poważnym zagrożeniem dla infrastruktury jest rosnąca częstotliwość i intensywność klęsk żywiołowych . Ekstremalne powodzie, burze i huragany mają niszczycielski i trwały wpływ na sieci transportowe, komunikacyjne i wodociągowe . Przewiduje się, że na całym świecie same powodzie rzeczne i od strony morza spowodują wzrost szkód strukturalnych o wartości biliona dolarów amerykańskich .

Wreszcie zmiany klimatu wpłyną również na nasz sposób korzystania z infrastruktury. Na przykład: cieplejsza planeta wiąże się z prawdopodobnym wzrostem naszego zapotrzebowanie na wodę i energię . Pośrednio zmieni się również popyt na infrastrukturę, ponieważ ludność w odpowiedzi na zmiany klimatyczne zacznie się przemieszczać .

Koszty zakłóceń i utrzymania szybko rosną. Konieczność bieżącej konserwacji infrastruktury jest w dużej mierze spowodowana zmiennością klimatyczną i już kosztuje 391-647 mld USD rocznie w krajach o niskim i średnim dochodzie . Oczekuje się, że w Europie te koszty utrzymania do 2100 roku wzrosną dziesięciokrotnie ze względu na zmiany klimatu .

Image of W przyszłości wartość uszkodzeń infrastrukturalnych będzie znacznie wyższa — W przyszłości wartość uszkodzeń infrastrukturalnych będzie znacznie wyższa

Mimo większych nakładów początkowych , w dłuższej perspektywie budynki odporne na zmiany klimatu mogą kosztować nawet 4 razy mniej, ponieważ są trwalsze i tańsze w utrzymaniu .

Jak zbudować społeczeństwo bardziej odporne na zmiany klimatu?

Jeśli chcemy zbudować odporną na klimat infrastrukturę, naszą pierwszą opcją jest zbudowanie jej od podstaw . W tym przypadku musimy zacząć od norm projektowych, które uwzględniają prognozy klimatyczne . Na przykład Most Konfederacji w Kanadzie został zbudowany tak, aby wytrzymać jednometrowy wzrost poziomu morza w przyszłości. Na tym praca się nie kończy: w trakcie budowy możemy wybrać materiały budowlane będące w stanie pochłonąć i zmagazynować duże ilości energii cieplnej, która w naturalny sposób reguluje temperaturę, a nawet przedłuża żywotność budynku . Architekci mogą również wykorzystać kształt i układ budynku, aby zapewnić naturalną wentylację i lepszą ochronę przed żywiołami .

W przypadku kluczowych połączeń infrastrukturalnych warto stworzyć dodatkowe, „zbędne” egzemplarze jako rezerwę na wypadek klęski żywiołowej . Na przykład: gdyby główny most zawalił się w wyniku powodzi, sytuację uratowałby drugi, zapasowy most . Przede wszystkim jednak musimy monitorować istniejące konstrukcje, aby zmniejszyć ryzyko wystąpienia awarii . Dzięki trafnemu prognozowaniu możemy zmniejszyć ryzyko katastrofy, reagując z wyprzedzeniem, i uniknąć konieczności podejmowania trudnych decyzji na dalszych etapach . Jeśli chcemy wejść na naprawdę wysoki poziom, możemy budować infrastrukturę wielozadaniową, taką jak tunele drogowe, które pełnią funkcję odpływu dla nadmiaru deszczówki .

Inną opcją, która oszczędza czas i pieniądze, jest unowocześnienie infrastruktury, którą już posiadamy. Nazywa się to modernizacją . Wśród przykładów można wymienić chodniki przepuszczalne, podniesione drogi i fontanny w przestrzeni publicznej . W Abu Zabi architekci przymocowali do drapaczy chmur geometryczne osłony, które nie tylko zapewniają schronienie przed słońcem, ale mogą też zmieniać swoje ułożenie w zależności od kąta padania światła . Fajnie, true?

W rzeczywistości modernizacja może być tak prosta, jak zainstalowanie czujników ciepła lub pomalowanie naszych dachów, dróg i linii kolejowych na biało, tak aby odbijały światło słoneczne . Właściwie pomalowany na biało dach może odbijać do 80% energii słonecznej. Dla porównania czarny dach odbija jej zaledwie 5–10% . Pomyśl, jak skuteczne byłoby to rozwiązanie, biorąc pod uwagę fakt, że chodniki i dachy stanowią zazwyczaj ponad 60% powierzchni miejskich .

Image of Projektowanie przyjaznych klimatowi miast — Projektowanie przyjaznych klimatowi miast

Inną prostą modernizacją jest klimatyzacja (lub AC). Niestety AC stanowi miecz obosieczny, ponieważ w dłuższej perspektywie może pogorszyć problem miejskich upałów . Dzieje się tak, ponieważ zwiększony popyt na klimatyzację wywiera presję na sieć energetyczną: na każdy wzrost temperatury o 1°C zużycie energii elektrycznej w miastach może wzrosnąć o 2-4% ! To zwiększa emisję gazów cieplarnianych i podwyższa temperatury .

Image of Błędne koło klimatyzacji — Błędne koło klimatyzacji

Wspomnianą już bardziej zrównoważoną opcją jest projektowanie budynków, które lepiej tolerują szerszy wachlarz temperatur . Innym szczególnie nowatorskim i optymalnym rozwiązaniem jest połączenie systemu chłodzenia zasilanego energią odnawialną z technologią wychwytywania dwutlenku węgla (sprawdź nasz kurs dotyczący wychwytywania dwutlenku węgla!) .

1. Zarządzanie, nauka i polityka

Adaptacja będzie wspólnym wysiłkiem rządów, przemysłu i lokalnych działaczy . Udana adaptacja powinna jak najlepiej wykorzystać dostępną wiedzę naukową. Na przykład naukowcy mogą opracować podstawowe mapy terenów zalewowych i geologicznych, aby pomóc nam w identyfikacji najbezpieczniejszych miejsc do zabudowy . Analitycy sektora energetycznego zidentyfikowali obszary buszu podatne na pożary, wykorzystując zdalne stacje pogodowe . Omijając obszary wysokiego ryzyka, możemy zmniejszyć prawdopodobieństwo przerw w dostawie prądu . Tego rodzaju przyszłościowe myślenie jest naprawdę przydatne przy przeprojektowywaniu obszarów miejskich i planowaniu przyszłych projektów infrastrukturalnych.

W branży budowlanej coraz ważniejsze staje się znalezienie skuteczniejszych sposobów radzenia sobie z odpadami i emisjami oraz ustanowienie bardziej rygorystycznych przepisów dotyczących ochrony środowiska. Na przykład we Francja zachęca się, aby w nowych projektach budowlanych od razu uwzględniano przyszłe zagrożenia klimatyczne . Niestety prawo ochrony środowiska w większości krajów nie jest tak nowoczesne – tylko 5 z 35 krajów należących do OECD wprowadziło nowelizacje, które wspominają o zmianie klimatu .

Image of Adaptacja infrastruktury — Adaptacja infrastruktury

2. Gospodarka

Szacuje się, że do 2030 roku globalny koszt adaptacji infrastruktury wyniesie od 8 do 130 mld USD . To sporo pieniędzy, więc jak możemy zwiększyć dostępne fundusze?

W tym celu musimy szukać różnych źródeł finansowania: od dotacji publicznych i prywatnych, aż po programy rządowe i wielostronne banki rozwoju .

Biorąc pod uwagę, że 87-91% funduszy infrastrukturalnych pochodzi od rządów krajów o niskim i średnim dochodzie , istnieje mocna przesłanka do ponownego przemyślenia tego, w jaki sposób (i przez kogo) finansowane są rządy i gdzie te pieniądze są następnie inwestowane . Na Fidżi władze wprowadziły opłatę za adaptację do środowiska i klimatu – 10% podatku od towarów luksusowych i bogatych gospodarstw domowych . Od 2019 r. opłata wyrównawcza wygenerowała ponad 119 mln dolarów Fidżi (czyli około 56 mln USD), z czego większość wydano na adaptację infrastruktury, w tym nowych mostów, torów wodnych i systemów odpływowych .

3. Rozwiązania wspólnotowe

Poprzez zaangażowanie społeczności lokalnych w planowaną adaptację możemy skorzystać z ich wiedzy. Może ona obejmować tradycyjne techniki przewidywania ciężkich zdarzeń pogodowych lub przywracania siedlisk nadmorskich w celu ochrony zarówno ich mieszkańców, jak i infrastruktury, na której polegają .

4. Zielona infrastruktura i rozwiązania oparte na naturze

Możemy też sprawić, że nasze miasta będą dosłownie bardziej zielone, tworząc więcej przestrzeni dla natury . Na przykład zielone dachy łagodzą wysokie temperatury w lecie i pochłaniają nadmiar wody deszczowej , a nawet mogą wspierać mikrogospodarstwa rolne .

Image of Zielona infrastruktura jest bardzo przyjazna dla środowiska — Zielona infrastruktura jest bardzo przyjazna dla środowiska

Te rozwiązania są częścią większej idei zwanej zieloną infrastrukturą, w przeciwieństwie do stworzonej przez człowieka „szarej” infrastruktury . Zielona infrastruktura wykorzystuje stawy, parki i lasy, aby poprawić jakość życia w miastach . Pomaga też miastom radzić sobie ze zmianami klimatu poprzez wchłanianie nadmiaru wody deszczowej i obniżanie lokalnych temperatur .

Na przykład jedno z badań wykazało, że zainwestowanie 100 milionów dolarów rocznie w sadzenie drzew w miastach może potencjalnie stworzyć wystarczająco dużo cienia, aby obniżyć średnią temperaturę o 1°C dla 77 milionów ludzi na całym świecie . Jednak aby zmiana była trwała, musimy upewnić się, że mamy odpowiednie zapasy wody lub użyć odpornych na suszę , a najlepiej rodzimych gatunków drzew .

Image of Ilość drzew a temperatura — Ilość drzew a temperatura

Natura również może inspirować architektów. Nazywa się to biomimetyką . Można ją wykorzystać przy projektowaniu infrastruktury lepiej dostosowanej do środowiska – od budynków inspirowanych przez chrząszcze pustynne i kopce termitów dla naturalnej wentylacji i regulacji temperatury , po urządzenia hydroenergetyczne oparte na wodorostach .

Możemy też dostosować się poprzez czerpanie inspiracji z całych ekosystemów. W Chinach urbaniści objęli ochroną jedną czwartą krajowych gruntów, aby zwiększyć dostęp do słodkiej wody. Ponadto ulepszyli zdolność ziemi do radzenia sobie z klęskami żywiołowymi, umożliwiając chronionym równinom zalewowym i drogom wodnym zatrzymywanie nadwyżek wody .

Podsumowanie

Warto pamiętać, że różne miejsca będą narażone na różne ryzyka klimatyczne . Oznacza to, że nie ma prostego planu działania w zakresie budowy społeczeństwa odpornego na zmiany klimatu . Prawdopodobnie będziemy jednak potrzebować połączenia rozwiązań stworzonych przez człowieka oraz opartych na naturze, żeby zachować podstawowe systemy i usługi, na których polegamy .

Następny rozdział