Infrastruktura: Przystosowanie infrastruktury do przetrwania zmian klimatycznych

15 minute read

Zaktualizowano Fri Apr 30 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.

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.

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.

Jak pod koniec wieku zmiany klimatyczne mogą wpłynąć na koszty utrzymania i naprawy infrastruktury?


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.

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.

Znajdziesz fałszywą odpowiedź? Które z poniższych rozwiązań nie wpływa na odporność infrastruktury na zmiany klimatyczne?


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, prawda?

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.

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.

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.

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.

Zielona infrastruktura jest bardzo przyjazna dla środowiska

Dlaczego zielona infrastruktura jest przydatna?


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.

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.

Biomimetyka

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